How many space missions have ¿estudió el fondo cósmico de microondas?la primera misión espacial específicamente diseñada para estudiar el fondo cósmico de microondas (CMB) fue el Cosmic Background Explorer (COBE), lanzado por la NASA en 1989., Entre sus descubrimientos clave fueron que promediado a través de todo el cielo, el CMB muestra un espectro que se ajusta de manera extremadamente precisa a un llamado «cuerpo negro» (es decir, radiación térmica pura) a una temperatura de 2,73 Kelvin, pero que también muestra fluctuaciones de temperatura muy pequeñas del orden de 1 parte en 100.000 a través del cielo. Estos hallazgos fueron recompensados con la concesión del Premio Nobel de Física 2006 a John Mather y George Smoot.,
la misión espacial de segunda generación de la NASA, la Wilkinson Microwave anisotropy Probe (WMAP) fue lanzada en 2001 para estudiar estas pequeñas fluctuaciones con mucho más detalle. Las fluctuaciones se imprimieron en el CMB en el momento en que los fotones y la materia se desacoplaron 380.000 años después del Big Bang, y reflejan densidades ligeramente más altas y más bajas en el universo primordial. Estas fluctuaciones se originaron en una época anterior-inmediatamente después del Big Bang – y luego crecerían, bajo el efecto de la gravedad, dando lugar a la estructura a gran escala (i. e., cúmulos y supercúmulos de galaxias) que vemos a nuestro alrededor hoy en día. Los resultados de WMAP han ayudado a determinar las proporciones de los constituyentes fundamentales del universo y a establecer el modelo estándar de cosmología que prevalece hoy en día, y sus científicos, encabezados por Charles Bennett, han ganado muchos premios en física en los años intermedios.
finalmente, el Planck de la ESA se lanzó en 2009 para estudiar el CMB con mayor detalle que nunca., Cubre un rango de frecuencia más amplio en más bandas y a una sensibilidad más alta que WMAP, lo que permite hacer una separación mucho más precisa de todos los componentes del cielo submilimétrico y de longitud de onda de microondas, incluidas muchas fuentes en primer plano, como la emisión de nuestra propia Galaxia Vía Láctea. Esta imagen completa revela así el CMB y sus pequeñas fluctuaciones con mucho más detalle y precisión de lo que se había logrado anteriormente., El objetivo de Planck es utilizar esta mayor sensibilidad para probar el modelo estándar de la cosmología más allá de toda duda o, más tentador, para buscar desviaciones del modelo que podrían reflejar la nueva física más allá de él.
¿Cómo es el fondo cósmico de microondas?el fondo cósmico de microondas (CMB) se detecta en todas las direcciones del cielo y parece que los telescopios de microondas como un fondo casi uniforme. Los predecesores de Planck (las misiones COBE y WMAP de la NASA) midieron la temperatura del CMB a 2.726 Kelvin (aproximadamente -270 grados Celsius) en casi todas partes del cielo., El ‘casi’ es el factor más importante aquí, porque las pequeñas fluctuaciones en la temperatura, por solo una fracción de grado, representan diferencias en las densidades de la estructura, tanto a pequeña como a gran escala, que estaban presentes justo después de que el universo se formó. Se pueden imaginar como semillas para donde las galaxias eventualmente crecerían. Los detectores de instrumentos de Planck son tan sensibles que las variaciones de temperatura de unas pocas millonésimas de grado son distinguibles, proporcionando una mayor comprensión de la naturaleza de las fluctuaciones de densidad presentes poco después del nacimiento del Universo.,
¿Qué es ‘el modelo estándar de Cosmología’ y cómo se relaciona con el CMB?el modelo estándar de Cosmología se basa en la suposición de que, en escalas muy grandes, el universo es homogéneo e isotrópico, lo que significa que sus propiedades son muy similares en cada punto y que no hay direcciones preferenciales en el espacio. En este modelo, el universo nació hace casi 14 mil millones de años: en este momento, su densidad y temperatura eran extremadamente altas, un estado conocido como «Big Bang caliente»., El universo se ha estado expandiendo desde entonces, como lo demuestran las observaciones realizadas desde finales de la década de 1920. la rica variedad de estructura que podemos observar a escalas relativamente pequeñas es el resultado de fluctuaciones aleatorias minúsculas que se incrustaron durante la inflación cósmica – un período temprano de expansión acelerada que tuvo lugar inmediatamente después del Big Bang caliente – y que luego crecería bajo el efecto de la gravedad en galaxias y cúmulos de galaxias.,
el modelo estándar de Cosmología se derivó de un número de diferentes observaciones astronómicas basadas en procesos físicos completamente diferentes. Sin embargo, para reconciliar los datos con la teoría, los cosmólogos han agregado dos componentes adicionales que carecen de confirmación experimental: la materia oscura, un componente de materia invisible cuya distribución en forma de red a gran escala constituye el andamiaje donde se formaron las galaxias y otras estructuras cósmicas; y la energía oscura, un componente misterioso que impregna el universo y está impulsando su expansión actualmente acelerada., El modelo estándar de Cosmología puede ser descrito por un número relativamente pequeño de parámetros, incluyendo: la densidad de la materia ordinaria, la materia oscura y la energía oscura, la velocidad de expansión cósmica en la época actual (también conocida como la constante de Hubble), la geometría del universo, y la cantidad relativa de las fluctuaciones primordiales incrustadas durante la inflación en diferentes escalas y su amplitud.