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Mar 03 2014

El descubrimiento de la radiación cósmica de fondo cumple 50 años

La radiación cósmica de fondo (o CBR, de Cosmic Background Radiation) cumple 50 años. En el año 1964, Arno Penzias y Robert Wilson anunciaban su descubrimiento. El descubrimiento fue fortuito. En el año 1963, ambos trabajaban calibrando una antena de comunicaciones en la empresa Laboratorios Bell y detectaron un ruido persistente. Por más que intentaron eliminarlo, no fueron capaces. Posteriormente, al contactar con otros investigadores y exponer su problema, se descubrió el verdadero motivo. Era el eco del Big Bang, propuesto en 1929 por Edwin Hubble, y que explica como el Universo se creo de un único punto de enorme energía y como se expandió.
La radiación cósmica de fondo fue predecida en 1948 por Gamow, y posteriormente en 1964 por Dicke. Si bien fue descubierta por Penzias y Wilson, el CBR fue detectado por primera vez en 1941 por Mckellar. A pesar de todo, Fueron Penzias y Wilson quienes se llevaron el premio Nobel de Física en el año 1978.

Las observaciones (principalmente del satélite COBE) establecieron que el CBR tiene esencialmente un perfecto espectro de cuerpo negro de Planck, con una temperatura de 2,728 K y extremadamente isotrópico: en escalas angulares de aproximadamente 7º, la variación es únicamente de 1/100.000. El CBR, además constituye la justificación más importante del principio cosmológico por el cual el Universo es isotrópico en grandes distancias angulares. Actualmente, el pico del CBR se encuentra en la región de las microondas, si bien a medida que observamos hacia el pasado, la longitud de onda se hace menor y aumenta su temperatura, alcanzando los 10^9 K en los momentos de la nucleosíntesis primordial. Por ejemplo, en observaciones de quásares con z=2, se ha detectado que el CBR tiene una temperatura de 10 K, coincidiendo con los modelos establecidos.
El modelo del Big Bang Caliente 
El modelo del Big Bang Caliente (Hot Big Bang) es el principal modelo cosmológico junto con el modelo inflaccionario. En él, las partículas y interacciones no gravitatorias forman parte importante dentro del modelo debido a que gobiernan la evolución a altas temperaturas y densidades. Algo importante dentro del modelo, es la llamada ruptura de simetría, que ocurre cuando las cuatro interacciones (gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil) divergen de la única que se cree que existía en los primeros instantes del Universo (ya en 1970 Glashow, Salam y Weinberg propusieron que la fuerza electromagnética y la nuclear débil podían ser expresadas como la manifestación de una única: la electrodébil). Así se espera que a mayores temperaturas, la fuerzas se puedan unificar.

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