Definición de radiación de fondo de microondas cósmica
Los científicos nos dicen que el universo comenzó en un Big Bang, pero no fue hasta el descubrimiento del fondo cósmico de microondas que lo supimos con certeza. El fondo cósmico de microondas es radiación proveniente del espacio en todas las direcciones que se originó en el Big Bang. Como sucede a menudo en la ciencia, su descubrimiento fue completamente accidental y, sin embargo, tuvo enormes implicaciones para el pasado y el futuro del universo.
Teoria del Big Bang
La teoría del Big Bang es la idea de que el universo se está expandiendo y, por lo tanto, alguna vez fue mucho más denso de lo que es hoy. Si el universo se está expandiendo en todas direcciones, se deduce que todo lo que vemos en el universo hoy en día estuvo comprimido en un solo punto. La expansión de ese único punto se llama Big Bang.
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El Big Bang fue teorizado por primera vez en 1922 por Alexander Friedmann, quien demostró, utilizando las ecuaciones de relatividad general de Einstein, que era matemáticamente posible que el universo se expandiera. En ese momento había muy poca evidencia de que el universo realmente se estuviera expandiendo, pero el trabajo realizado por Friedmann finalmente condujo a algunas predicciones que pudimos probar.
Una de las mayores predicciones de la teoría del Big Bang fue que quedaría radiación de fondo y sería detectable hoy. Esta predicción fue hecha por Ralph Alpher y Robert Herman en 1948, pero pasó en gran parte desapercibida ya que muy pocas personas pensaban que el universo se estaba expandiendo. Solo en la década de 1960 se revisó la predicción, y un grupo de científicos en Princeton comenzó a trabajar para buscar el fondo cósmico de microondas.
Descubrimiento accidental
En 1965, Penzias y Wilson detectaron algo que no esperaban. En Bell Laboratories, estaban probando un detector de radiación de microondas. Esperando no escuchar nada, en cambio encontraron una pequeña cantidad de ruido de fondo, como la «nieve» en un televisor antiguo o el zumbido de una radio que no está sintonizada en una estación.
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Penzias y Wilson intentaron apuntar la antena en diferentes direcciones, pero hicieran lo que hicieran, el ruido no desaparecía. Asumieron que era un problema en su detector e intentaron enfriarlo, pero nada de lo que hicieron ayudó. Finalmente se dieron cuenta de que debía provenir del espacio, un ruido de fondo de radiación de microondas que era el mismo en todas las direcciones.
Solo después de ponerse en contacto con el grupo de científicos de Princeton se dieron cuenta de lo que significaba su descubrimiento. Cuando uno de los científicos de Princeton, Robert Dicke, se enteró del descubrimiento, respondió diciendo: «Chicos, nos han descubierto».
Penzias y Wilson habían confirmado accidentalmente la teoría del Big Bang y en 1978 recibieron el Premio Nobel por su trabajo.
Curvas de cuerpo negro
Un cuerpo negro es un objeto que es un perfecto absorbente y emisor de radiación. Tal objeto absorbería toda la radiación que lo golpeara y volvería a irradiar esa energía de la misma manera sin importar la fuente de la radiación original. Un cuerpo negro siempre produciría radiación en una curva característica de cuerpo negro , una curva que solo variaría si cambiara la temperatura del objeto.
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El Sol es un ejemplo de cuerpo negro y produce una curva de cuerpo negro. Pero si la teoría del Big Bang es correcta, entonces todo el universo estuvo una vez aplastado, al igual que la materia en el Sol. Si ese fuera el caso, entonces en el momento del Big Bang, se habría producido una firma de radiación de cuerpo negro, al igual que en el Sol.
Daño genotóxico (radiación, agentes químicos)
La curva del cuerpo negro del Big Bang ha tenido mucho tiempo para enfriarse. Hoy, esperaríamos que la radiación de fondo que quedó del Big Bang tuviera una temperatura de aproximadamente 4 kelvin (-269 grados centígrados). Esto lo coloca en la parte de «microondas» del espectro electromagnético.
Una pistola humeante
Cuando se analizó la radiación de fondo de Penzias y Wilson, resultó ser una curva de cuerpo negro perfecta. Pero más que eso, la temperatura de la curva del cuerpo negro fue de alrededor de 4 kelvin: exactamente la temperatura que predijo la teoría del Big Bang.
Pasado y futuro
Ahora que sabemos que el universo se está expandiendo, surgen muchas preguntas. Si el universo tuvo un principio, ¿cómo empezó? ¿Hubo algo antes del Big Bang? ¿Y qué le espera al universo en el futuro? Actualmente se cree que lejos de detenerse, ¡la expansión del universo se acelera! Si esto es cierto, entonces en miles de millones de años el universo podría convertirse en un lugar oscuro y deprimente.
Definiciones significativas
- Fondo cósmico de microondas : Radiación sobrante del Big Bang que proviene de todas las direcciones.
- La teoría del Big Bang : la idea de que el universo se originó en un solo punto y se está expandiendo
- Cuerpo negro : un objeto que absorbe y emite radiación perfectamente
- Curva de cuerpo negro : producida por un cuerpo negro; una curva que solo variaría si la temperatura del objeto cambiara
Los resultados del aprendizaje
Después de leer esta lección, debería poder:
- Definir el fondo cósmico de microondas, la teoría del Big Bang, el cuerpo negro y la curva del cuerpo negro.
- Comprender el significado de la radiación cósmica de fondo de microondas.
- Resume cómo se descubrió el fondo cósmico de microondas
- Conecte el fondo cósmico de microondas a la teoría del Big Bang
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