Introducción

La Sonda de Anisotropía de Microondas (MAP) tratará de determinar
cuestiones como la forma, origen y destino del universo, mirando cómo
era el cosmos al poco tiempo de nacer. Al igual que los paleoantropólogos
estudian los restos fósiles de nuestros antepasados lejanos para
comprender los inicios y la historia humana, la MAP está diseñada
para detectar y analizar el resto fósil del universo primigenio: el
fondo cósmico de microondas, la luz más vieja que existe.

El fondo de la cuestión

Al principio, hubo una gran explosión. Se liberó muchísima energía
(toda la energía) y se crearon el espacio y la materia.
Durante sus primeros 400.000 años de edad, el universo consistía
básicamente en una sopa caliente de fotones, electrones, protones y
neutrones. La temperatura era tan alta que la fuerza electromagnética
era incapaz de mantener a los electrones orbitando alrededor de
protones y neutrones. Por tanto, no existían átomos y los electrones
viajaban libremente. En estas condiciones, un fotón no podía llegar
muy lejos, pues la luz interactúa fácilmente con los electrones, y por
tanto el universo era opaco.

Mientras el universo se expandía, la temperatura de la sopa
disminuía, hasta que llegó el punto en el que los protones (y otros
núcleos atómicos) pudieron capturar a los electrones. Apresados los
electrones, la luz quedó liberada, y el universo se hizo transparente.

El fondo cósmico de microondas es esa luz, emitida hace miles de
millones de años, que llega ahora a la Tierra desde todas las
direcciones del cielo. La mayoría de estos fotones son absorbidos en
la atmósfera y la superficie de la Tierra, pero algunos de ellos
chocan con los sensores de microondas que los humanos hemos colocado
diligentemente. Ellos son testigos del universo ancestral, antes de
que existieran los planetas y las estrellas, y por eso es conveniente
obtener la información tan valiosa que traen consigo.

El fondo cósmico de microondas fue descubierto en 1965 de manera
accidental por dos físicos de los laboratorios Bell: Arno Penzias y
Robert Wilson. Mientras utilizaban un detector de microondas muy
sensible advirtieron que existía un ruido en todas las mediciones que
hacían. El ruido tenía la misma intensidad desde cualquier punto del
cielo, y durante cualquier época del año, y por tanto venía de más
allá del Sistema Solar y de la Vía Láctea. Después de eliminar otras
posibles causas y tras observar que otros físicos ya venían buscando
esta radiación desde hacía un tiempo, se dieron cuenta de que habían
encontrado la luz primigenia del universo. Este descubrimiento tuvo
importantes repercusiones en la cosmología, pues venía a confirmar las
suposiciones de Friedmann de que el universo es igual desde cualquier
punto desde el que se mire, y les valió a sus descubridores el premio
Nobel de física en 1978.

No tan homogéneo

La homogeneidad de la radiación del fondo cósmico concordaba muy bien
con la idea de que el universo tiene el mismo aspecto desde cualquier
punto. Es decir, uno vería alejarse al resto de galaxias desde
cualquier lugar del universo desde el que se observe, y por tanto no
existen puntos privilegiados. A gran escala, el universo es homogéneo.
Sin embargo, a una escala menor, deja de serlo. Se observan
estructuras como galaxias y cúmulos de galaxias. Tuvieron que existir
en la sopa primigenia inhomogeneidades en la densidad que más tarde
colapsarían en las estructuras que hoy podemos observar. Sería pues de
esperar detectar estas inhomogeneidades en el fondo cósmico de
microondas.

La imagen de la izquierda es el mapa que realizó el satélite COBE en 1992. La imagen de la derecha es una simulación de cómo podría ser el mapa de la sonda MAP cuando concluya su misión.

En 1992, el satélite Explorador del Fondo Cósmico (COBE) detectó
precisamente que el fondo cósmico de microondas tenía una
anisotropía intrínseca, es decir, ligerísimas variaciones de
la temperatura de la radiación en función de la dirección en la que se
observaba. Estas variaciones, de una parte entre 100.000, revelan
fluctuaciones en la densidad de materia del universo primordial, y por
tanto contienen información de las condiciones en las que se formaron
las estructuras cósmicas.

Las características más pequeñas que el COBE podía distinguir
ocupaban hasta 7 grados en el cielo. Misiones posteriores desde la
Tierra y desde globos sonda realizaron medidas de alta resolución en
pequeñas zonas del cielo.

Con la nueva sonda que la NASA ha lanzado al espacio, los
científicos planean obtener una imagen del fondo cósmico con una
resolución y una precisión sin precedentes. La sonda MAP, lanzada el
pasado 30 de junio desde Cabo Cañaveral, realizará un mapa de todo el

cielo en el que se distinguirán variaciones de una parte entre un
millón. «Es como medir el peso de un puñado de arena con una
resolución de un solo grano», decía sobre esto Edward Wollack, miembro
del equipo que dirige la misión.

Actualmente la sonda se encuentra en su tercera revolución
alrededor de la Tierra, antes de dirigirse a la Luna, que con una
asistencia gravitatoria, catapultará a la MAP hasta el segundo punto de
Lagrange de la Tierra y el Sol, a unos 1,5 millones de kilómetros
de la Tierra. Es la primera vez que una nave orbitará alrededor del
punto L2. Allí permanecerá 18 meses realizando un exhaustivo mapa del
cielo, que promete revelar solución a muchos de los enigmas
fundamentales: ¿qué ocurrió en el instante posterior al Big Bang?
¿cómo se formaron las complejas estructuras que observamos hoy? ¿es la
expansión del universo acelerada? ¿cuál es la densidad de átomos del
universo?