This image of the Milky Way has been released to mark the completion of the APEX Telescope Large Area Survey of the Galaxy (ATLASGAL). The APEX telescope in Chile has mapped the full area of the Galactic Plane visible from the southern hemisphere for the first time at submillimetre wavelengths — between infrared light and radio waves — and in finer detail than recent space-based surveys. The APEX data, at a wavelength of 0.87 millimetres, shows up in red and the background blue image was imaged at shorter infrared wavelengths by the NASA Spitzer Space Telescope as part of the GLIMPSE survey. The fainter extended red structures come from complementary observations made by ESA's Planck satellite. Note that the far right section of this long and thin image does not include Planck imaging. To fully appreciate this image click on it and zoom and scroll sideways.

Plano sur de la Vía Láctea según el estudio ATLASGAL. Crédito: ESO

APEX, el Atacama Pathfinder EXperiment telescope, está situado a 5.100 metros por encima del nivel del mar en la región chilena conocida como Chajnantor Plateau (Atacama). El estudio ATLASGAL (survey) ha usado como ventaja la característica única que le aporta el telescopio para obtener vistas detalladas del plano de la Vía Láctea de la distribución del gas frío y denso. La nueva imagen incluye muchas de las regiones de formación estelar en la zona sur de la Vía Láctea.

Los nuevos mapas de ATLASGAL cubren un área del cielo de 140 grados de largo y 3 de ancho, más de cuatro veces de lo publicado por primera vez. Los mapas también son de mayor calidad, además de incluir algunas áreas que han vuelto a ser observadas nuevamente para obtener una calidad de datos más uniforme en toda el área cubierta por el estudio.

El estudio ATLASGAL incluye 70 papers científicos asociados ya publicados, y su legado irá más allá ahora que los datos reducidos están disponibles para toda la comunidad astronómica.

en el corazón de APEX están sus sensibles instrumentos. Uno de ellos, LABOCA (LArge BOlometer Camera) fue usado para el estudio ATLASGAL. LABOCA mide la radiación entrante registrando el pequeño aumento en la temperatura que causa en sus detectores, pudiendo detectar emisiones desde el polvo oscuro y frio que oscurece la luz estelar.

Los nuevos datos de ATLASGAL complementan las observaciones realizadas con los satélites Planck y Herschell. La combinación de datos de Planck y APEX permitió a los astrónomos detectar emisiones a lo largo de un área de cielo mayor y estimar la fracción de gas denso en la región interior de la galaxia. Los datos de ATLASGAL han sido usados también para crear un censo completo de nubes frías y masivas donde nuevas generaciones de estrellas se están formando.

Según Timea Csengeri, del Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR. Bonn, Alemania) y líder del trabajo de combinación de los datos de APEX y Planck, “ATLASGAL aporta emocionantes datos sobre dónde se forman la próxima generación de cúmulos y estrellas de gran masa. Combinando estos datos con observaciones de Planck, podemos obtener un vínculo con las estructuras a gran escala de nubes moleculares”.

El telescopio APEX recientemente celebró 10 años de éxitos investigación del universo frío. Juega un importante papel no en investigación, también como instalación complementaria de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), situado también en el Chajnantor Plateau. APEX está basado en un prototipo de antena construida para el proyecto ALMA, y ha estado localizando varios objetivos que ALMA puede estudiar en gran detalle.

Leonardo Testi, miembro del equipo de ATLASGAL y científico del proyecto Europeo para ALMA, concluye que “ATLASGAL ha permitido tener una nueva y transformadora forma de ver el medio interestelar denso de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. La nueva publicación del estudio completo abre la posibilidad de nuevos descubrimientos. Muchos equipos de científicos están usando los datos de ATLASGAL para planificar detalladamente el camino a seguir por ALMA”.

Fuente de la noticia: “ATLASGAL Survey of Milky Way Completed” de ESO.

De izquierda a derecha: Nernst, Einstein, Planck, Millikan y Laue

Generalmente cuando intentamos hablar sobre el tamaño del Universo o su edad, tendemos a usar unidades como el año-luz, los años (o millones de años), kilómetros, etc… Sin embargo ¿habéis pensado alguna vez en medir el Universo en otro tipo de unidades? ¿Conocéis las llamadas unidades de Planck? Vamos a hablar de ellas.
En el año 1.899, el famoso físico Max Planck (ver artículo “¡Feliz cumpleaños, física cuántica!“) propuso un sistema de unidades alternativo al existente. Un sistema más “natural” y menos vinculado a la escala humana. Para ello, usó tres constantes de la naturaleza: la constante de gravitación (G), la velocidad de la luz en el vacío (c) y la constante de acción (h) -más conocida por constante de Planck-. También empleó la constante de Boltzmann (k). A partir de dichas constantes desarrollo unas unidades con dimensiones de masa, longitud, tiempo y temperatura, y cuyos valores son:
      – masa de Planck: (hc/G)^(1/2)=5,56×10^(-8) kilogramos [*]
      – longitud de Planck: (Gh/(c^3))^(1/2)=4,13×10^(-35) metros
      – tiempo de Planck: (Gh/(c^5))^(1/2)=1,38×10^(-43) segundos
      – temperatura de Planck: ((h(c^5)/G)^(1/2))/k=3,5×10^(32) Kelvin

Es evidente que la diferencia de dichas unidades con nuestro “mundo cotidiano” es escandalosa. Sin embargo, más allá de lo que parece inicialmente, estas unidades son muy importantes, hasta tal punto que si tomásemos el Universo visible y buscásemos su longitud de onda [cuántica], se estima que ésta superaría el tamaño del Universo justo cuanto éste sea en tamaño menor que la longitud de Planck, con menor edad que una unidad de tiempo de Planck y esté más caliente que la temperatura de Planck.
Pero las sorpresas no terminan aquí. Si considerásemos el Universo en función de unidades de Planck, la sorpresa sería aún mayor. Por ejemplo, el tamaño del Universo visible son 10^60 unidades de longitud de Planck. Su masa son 10^60 unidades de masa de Planck. 
Pero esperad, ¡su edad son 10^60 unidades de tiempo de Planck!. Aunque menos impactante, no deja de ser sorprendente que también su densidad sea de 10^(-120) de la densidad de Planck y su temperatura actual sea 10^(-30) la temperatura de Planck. Los exponentes guardan unas proporciones impresionantes.
¿A que ahora no parecen tan extrañas estas unidades?
[*] Nota: se usa el formato x^y para indicar “x elevado a y”. Así 10^5 será 100000 y 10^(-5) será 0,00001. 10^60 será un uno seguido de 60 ceros.

[This post participates in Carnival of Space #400, at Urban Astronomer]

Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt(SSC)/en.wikipedia.org

¿Por qué giran las estrellas? Una pregunta que frecuentemente se formula mucha gente. ¿Y sabemos el motivo? Sí y no… y pronto comprenderéis el porqué. Aquí vamos a intentar explicar el origen del movimiento de rotación de los astros.
Es fácil ver que los objetos cósmicos giran: estrellas, planetas, galaxias…. Para encontrar su origen debemos remontarnos hasta el comienzo del propio Universo: el Big Bang. Tras el Big Bang el Universo se expandió, se enfrió, se uniformizó, y finalmente, se creó la materia. Sin embargo tras esta aparente uniformidad, al observar la conocida como radiación de fondo cósmico (CBR) observamos sutiles irregularidades, medidas por satélites como COBE, WMAP o Planck. Las diferencias son ínfimas. Sin embargo estas diferencias marcaron definitivamente la evolución del Universo.

Región del Gran Atractor. Crédito: HST
Tras dichas diferencias están regiones de mayor densidad por un lado, y por otro, regiones de menor densidad que se expandían más rápidamente. Las regiones de mayor densidad y debido a la fuerza de la gravedad comenzaron a colapsar dando lugar a enormes estructuras cósmicas, como por ejemplo el Gran Atractor.
Estas enormes estructuras a su vez poseían regiones de mayor densidad. Estas regiones de menor tamaño colapsaron en nuevos objetos, que actualmente identificaríamos como cúmulos de galaxias. Estos nuevos objetos heredaron su parte correspondiente del momento angular del objeto mayor. Aquí conviene recordar que el momento angular es a las rotaciones lo que el momento lineal (ímpetu o cantidad de movimiento) a las traslaciones, y se conserva en un sistema en virtud de ley de conservación del momento angular. En concreto el momento angular (L) es función de la velocidad de rotación (v) y de la distancia al eje de rotación (r):
m r v
Por tanto, como se debe conservar, los nuevos objetos que surgen del colapso de regiones más densas dentro de la estructura mayor deben “coger” la parte que les corresponde del momento angular total.
Nuevamente estos nuevos y más pequeños objetos sufrieron nuevos procesos de formación de objetos menores en su interior, dando lugar a las galaxias. Y éstas a su vez, dieron lugar a los sistemas estelares. Así, el momento angular inicial se va repartiendo entre los nuevos y más pequeños objetos (galaxias, estrellas…)
Galaxia espiral barrada NGC1300. Crédito: HST
Los nuevos objetos a pesar de tener menos masa que las estructuras progenitoras eran más densos, por lo que usando la fórmula del momento angular vemos fácilmente que la velocidad de rotación aumenta (el momento angular y la masa durante el colapso es constante, el radio disminuye). Esto es fácilmente observable en las estrellas. Algunas cuando llegan al final de sus vidas colapsan sobre si mismas ante la enorme gravedad, ocurriendo una explosión supernova. Parte de las capas exteriores son expulsadas, con su correspondiente momento angular, pero queda un núcleo ultradenso que puede seguir colapsando. Este rápido colapso hace que la velocidad de rotación aumente hasta velocidades enormes. Es más, este proceso puede terminar en la formación de un agujero negro. Incluso en este caso, el momento angular persiste una vez formado.
Ahora bien, como os habréis dado cuenta hemos hablado de que las primeras estructuras cósmicas formadas a partir de las irregularidades de la radiación de fondo cósmico tenían un momento angular. ¿Y de donde procede dicho momento angular? Esta es una pregunta que aún no se ha podido responder (por eso dijimos al principio ‘sí y no’). No se sabe de dónde viene este momento angular inicial y hay diversas teorías (con mayor o menor aceptación) que intentan explicarlo. Algunas de ellas proponen que inicialmente el Universo al formarse poseía por algún motivo un momento angular concreto o que incluso que podría estar en rotación. Pero hoy por hoy, no tenemos respuesta.
Cúmulo de galaxias Abell 2744. Crédito: HST
En cualquier caso, de haber tenido el Universo un momento angular inicial, este se habría ido repartiendo entre las diferentes subestructuras que se han ido formando a medida que se expandía.
En el caso concreto del Sistema Solar, los planetas y el Sol rotan en la misma dirección pues se formaron a partir de la misma nube primordial de gas y polvo, y por lo tanto conservan su parte correspondiente del momento angular de dicha nube. Hay excepciones como Urano, aunque en este caso la diferencia podría deberse o bien a un impacto con un gran cuerpo o bien a las influencias de sus enormes vecinos (Júpiter, Saturno y Neptuno). A su vez los planetas orbitan alrededor del Sol en la misma dirección que posee la rotación de la estrella. Esto mismo se puede observar en aquellos satélites que se formaron a la vez que los planetas que orbitan: giran en el mismo sentido que el planeta.
Otra pregunta interesante que nos podemos plantear es el sentido de giro de las galaxias. ¿Por qué giran en un sentido o en otro? Pensando la situación es difícil ver como la gravedad puede determinar la rotación en un sentido o en otro. El campo gravitatorio es invariante bajo paridad (cambio simultáneo en el signo de toda coordenada espacial) y no posee quilaridad. Por tanto bajo su acción no hay desviaciones respecto a las líneas de campo y nos hace pensar que todo debe converger linealmente hacia el centro, colapsando, en lugar de tener partes que comienzan a girar.
Sin embargo la distribución de las fuerzas de marea (la segunda deriva del campo gravitatorio) no es uniforme y por ello los movimientos generados causan que no todas las partes del conglomerado se dirijan hacia el centro. Esto se puede ver con un símil. Hacemos deslizar una caja encima de una superficie con un lado áspero y otro muy deslizante. Al avanzar la caja sobre la superficie, las diferencias de rugosidad causarán que ésta se desvíe de la trayectoria original.

Lecturas recomendadas:
– Is the Universe Spinning?
Was the universe born spinning?
Why do galaxies rotate?
– Disk Formation and the Angular Momentum Problem (pdf)
Tidal Fields and Structure Formation (pdf)

What causes objects such as stars and black holes to spin?
Chirality (physics)
Parity (physics)
Angular momentum
– Explicación física de por qué los gatos caen siempre de pie
– Leyes de conservación
Planck y la radiación de fondo cósmico

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Crédito: ESA/Misión Planck

Un nuevo estudio realizado en base a los datos recogidos por la misión Planck de la ESA (Agencia Espacial Europea), junto a los tomados por BICEP2, indica que no dispone de datos que puedan aportar evidencia definitiva de la existencia de las ondas gravitacionales primordiales tan buscadas. 
Estas ondas gravitaciones creadas durante la etapa inflacionaria (expansión acelerada del Universo durante una breve fracción de segundo tras el Big Bang) dejarían una marca característica en la Radiación de Fondo Cósmico (CBR). La marca que dejarían consistiría en un tipo de polarización concreta. La polarización es un fenómeno que ocurre en las ondas electromagnéticas cuando la radiación vibra en una dirección preferente.

En la Radiación de Fondo Cósmico existirían dos tipos de polarizaciones. Una conocida como modo E y otra conocida como modo B. Justamente el modo B es el buscado, aunque es extremadamente difícil tanto su medición como distinguirlo de posible contaminación de otras fuentes.
Este fue el caso ocurrido el año pasado cuando BICEP2 anunció el descubrimiento de este modo B en la Radicación de Fondo Cósmico. El polvo interestelar de nuestra propia galaxia también presenta un efecto similar. En Septiembre de 2014 Planck reveló que la polarización creada por el polvo interestelar está presente prácticamente en todo el firmamento, siendo compatible con los datos presentados por BICEP2 a principios de 2014.
De momento parecen resistirse. Se puede ampliar información en el artículo “Planck: Gravitational waves remain elusive” de Phys.org.
Crédito: ESA/Misión Planck

Resultados del satélite Planck de la ESA (European Space Agency) apuntan (todavía está pendiente de validación) a que la etapa de reionización ocurrió más recientemente de lo que se creía hasta ahora. Esta etapa ocurrió tras la época de la formación de las primeras galaxias y durante la cual, el enfriamiento del Universo debido a su expansión permitió la recombinación de protones y electrones para formar átomos de hidrógeno neutro. Una consecuencia directa fue la formación de las primeras estrellas.
La primera estimación de cuando ocurrió este fenómeno fue realizada por el satélite WMAP (NASA), calculando que fue 400 millones de años después del Big Bang. Sin embargo los nuevos resultados de Planck, en base a nuevos mapas de la Radiación de Fondo Cósmico (CBR) y en concreto en aquellos que abordan las anisotropías en la polarización han permitido estimar que ocurrió casi 550 millones de años después del Big Bang.

Por tanto, las primeras estrellas debieron formarse más tarde de lo que se pensaba hasta ahora, y por ello, son más jóvenes. El artículo ha sido publicado en Astronomy y Astrophysics. Se puede ampliar información en el artículo “Stars are younger: ‘Reionization’ is more recent than predicted” de Phys.org.

Una nueva propuesta sobre la verdadera naturaleza del espacio-tiempo ha sido presentada en The Journal Physical Review Letters por dos investigadores europeos. Stefano Liberati (International School for Advanced Studies -SISSA- de Trieste) y Luca Macciune (Universidad Ludwing-Maximilian de Munich) han propuesta que en la escala de Planck (10^(-35) metros) el tejido del espacio-tiempo podría ser un superfluido. No es la primera propuesta que se hace sobre la fluidez del espacio-tiempo, y al igual que la propuesta de un espacio-tiempo no continuo -discreto-, tiene sus detractores y quienes apoyan la idea. Sin embargo en esta ocasión, Liberati y Macciune proponen una nueva vía para la comprobación de esta propuesta.
Según Liberati y Macciune, el espacio-tiempo sería un superfluido cuya viscosidad sería prácticamente nula -aunque no nula- y además causaría efectos disipativos. Estos efectos serían los responsables de la desviación de los fotones de su trayectoria original. Según su propuesta, una manera indirecta de observar dicha disipación consistiría en observar objetos astrofísicos lejanos comprobando si los observamos en posiciones que no son las correctas, y como consecuencia de la desviación a lo largo de su viaje por el espacio-tiempo de los fotones que emiten 

La mecánica cuántica describe el comportamiento de tres fuerzas de la naturaleza -nuclear fuerte, nuclear débil y electromagnética- mientras que la relatividad general de Einstein explica la cuarta conocida, la gravedad. Sin embargo, existe un problema. No son compatibles y cada una por su lado y dentro de su dominio es válida, pero no es utilizable fuera del mismo. Así por ejemplo la relatividad general no es capaz de explicar el comportamiento de masas a escala atómica. Diversos estudios en la llamada gravedad cuántica se están realizando con el objetivo de fusionar ambas teorías en un única, aunque de momento ninguna propuesta ha sido capaz de solucionar el rompecabezas.
Se puede ampliar información en el artículo “Liquid spacetime: A very slippery superfluid, that’s what spacetime could be like” de Phys.org.
De izquierda a derecha: Nernst, Einstein, Planck, Millikan y Laue

Tras un anterior artículo sobre las unidades de medida (ver “El kilómetro, la milla y el castañazo del MCO“), abordamos unas nuevas unidades, pero mucho más exóticas. Generalmente cuando intentamos hablar sobre el tamaño del Universo o su edad, tendemos a usar unidades como el año-luz, los años (o millones de años), kilómetros, etc.. Sin embargo ¿habéis pensado alguna vez en medir el Universo en otro tipo de unidades? ¿Conocéis las llamadas unidades de Planck? Vamos a hablar de ellas.
En el año 1.899, el famoso físico Max Planck (ver artículo “¡Feliz cumpleaños, física cuántica!“) propuso un sistema de unidades alternativo al existente. Un sistema más “natural” y menos vínculado a la escala humana. Para ello, usó tres constantes de la naturaleza: la constante de gravitación (G), la velocidad de la luz en el vacío (c) y la constante de acción (h) -más conocida por constante de Planck-. También empleó la constante de Boltzmann (k). A partir de dichas constantes desarrollo unas unidades con dimensiones de masa, longitud, tiempo y temperatura, y cuyos valores son:
      – masa de Planck: (hc/G)^(1/2)=5,56×10^(-8) kilogramos [*]
      – longitud de Planck: (Gh/(c^3))^(1/2)=4,13×10^(-35) metros
      – tiempo de Planck: (Gh/(c^5))^(1/2)=1,38×10^(-43) segundos
      – temperatura de Planck: ((h(c^5)/G)^(1/2))/k=3,5×10^(32) Kelvin

Es evidente que la diferencia de dichas unidades con nuestro “mundo cotidiano” es escandalosa. Sin embargo, más allá de lo que parece inicialmente, estas unidades son muy importantes, hasta tal punto que si tomásemos el Universo visible y buscásemos su longitud de onda [cuántica], se estima que ésta superaría el tamaño del Universo justo cuanto éste sea en tamaño menor que la longitud de Planck, con menor edad que una unidad de tiempo de Planck y esté más caliente que la temperatura de Planck.
Pero las sorpresas no terminan aquí. Si considerásemos el Universo en función de unidades de Planck, la sorpresa sería aún mayor. Por ejemplo, el tamaño del Universo visible son 10^60 unidades de longitud de Planck. Su masa son 10^60 unidades de masa de Planck. 
Pero esperad, ¡su edad son 10^60 unidades de tiempo de Planck!. Aunque menos impactante, no deja de ser sorprendente que también su densidad sea de 10^(-120) de la densidad de Planck y su temperatura actual sea 10^(-30) la temperatura de Planck. Los exponentes guardan unas proporciones impresionantes.

¿A que ahora no parecen tan extrañas estas unidades?

[*] Nota: se usa el formato x^y para indicar “x elevado a y”. Así 10^5 será 100000 y 10^(-5) será 0,00001. 10^60 será un uno seguido de 60 ceros.

 

Tal día como hoy (14 de Diciembre), pero de hace 113 años (en 1900), Max Planck expone en Berlín su idea del cuanto y se considera dicho momento como el nacimiento de la física cuántica. Los problemas de la física a comienzos del siglo XX eran fundamentalmente tres y dieron lugar al nacimiento de la física moderna. A continuación los repasamos.

1. Radiación de cuerpo negro

 
Un cuerpo a altas temperaturas emite en todas frecuencias: la intensidad
tiende a 0 para longitudes de onda muy cortas o muy largas. Presenta un
máximo en gráfico I/l (Intensidad frente a longitud de onda) en lmax que depende de la temperatura.Si se cierra una superficie a estilo de un horno y observamos, descubrimos que:

       lmaxT = C0 = 0,2898 cm K
que se conoce como la Ley desplazamiento de Wien, que da que C0 es constante universal.

La distribución espectral independiente de la forma de la cavidad y del material de la superficie del cuerpo negro es aquella que absorbe toda radiación que incide sobre ella. La radiación de cuerpo negro es aquella que emerge por el
orificio. Planck resuelve el misterio en 1900: solo se puede tomar o ceder electrones en cantidades de energía en porciones:  E=hv

Se conoce como la Ley de radiación de Planck a:
2. Efecto fotoeléctrico
 
Si luz incide sobre una superficie metálica emite electrones, pero la energía cinética de los electrones independientemente de la intensidad de la luz. En 1905 Einstein da solución:
      Ecin = E-W = hv-W
donde W es el trabajo de extracción. Millikan lo probó experimentalmente.
Si hay una diferencia de potencial debe de ser debido a que:
      eV > E(cinética)
siendo el potencial crítico:
      V(0) = (hv-W) / e
 
(Más información en el blog de Verónica Casanova Astrofísica y Física)
3. Estabilidad y tamaño de los átomos
 
En 1910 Rutherford descubre que el átomo se compone de núcleo una capa de electrones. En 1913 Bohr formula lo que se conocen como Condiciones cuánticas de Bohr:
descubrió que en el estado fundamental no emite radiación.Nota: La ecuación que encabeza el artículo se corresponde con el desarrollo del teorema de Ehrenfest para una partícula libre y su coordenada X.

Al igual que los arqueólogos que excavan cuidadosamente para buscar fósiles, los científicos con la misión Planck están analizando a través del desorden cósmico la luz más antigüa del Universo.

El Telescopio Espacial Planck ha creado el mapa celeste más preciso de la luz más antigüa jamás creado, viajando a los comienzos del tiempo. Esta luz, llamada fondo cósmico de microondas, ha viajado 13.800 millones de años antes de llegar hasta nosotros. Es un punto tan lejano que Planck observa cada punto del firmamento de media unas 1.000 veces para capturarlo. La tarea es incluso más compleja que excavar para buscar fósiles debido a que justo todo en nuestro Universo está entre nosotros y dicha luz.

Uno de los aspectos que lo complica es el llamado “ruido” de los detectores de Planck y que debe ser tenido en cuenta. En este punto es donde un superordenador puede ayudar. Los superordenadores son los ordenadores más potentes del mundo, desarrollando cantidades masivas de cálculos en poco tiempo. Tal y como dice Julian Borrill, del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley, California), “Hasta ahora, Planck ha realizado cerca de un billón de observaciones de mil millones de puntos del firmamento. Entender este elevado volumen de datos requiere un superordenador de última tecnología”.

Planck es un misión de la Agencia Espacial Europea (ESA), con importantes contribuciones de la NASA. Bajo un único acuerdo entre la NASA y el Departamento de Energía, los científicos de la misión Planck ha tenido acceso garantizado a los superordenadores del Departamento de Energía situados en el National Energy Research Scientific Computing Center (y pertenecientes al Lawrence Berkeley National Laboratory). El grueso de estos cálculos fueron realizados en un sistema Cray XE6, llamado Hopper.

Este ordenador realiza más de un quintillón de cálculos por segundo, realizándolo del modo más rápido en el mundo. Uno de los aspectos más complejos del análisis de los datos de Planck implica al ruido de sus propios detectores. Para detectar el increíblemente débil fondo de radiación de microondas, estos detectores están fabricados en un material extremadamente sensible. Cuando los detectores capturan luz de una parte del firmamento, no se resetean a un estado neutral, sino que emiten un bit. Este bit afecta a las observaciones realizadas en la siguiente parte del firmamento. Este ruido debe ser entendido, y corregido, para cada uno de los mil millones de puntos observadores repetidamente por Planck a medida que se desplaza por el firmamento. El superordenador logra su objetivo ejecutando simulaciones de como Planck hubiese observado el firmamento entero en condiciones diferentes, permitiendo al equipo identificar y aislar el ruido.


Otro reto consiste en burlar la señal de la radiación procedente del material existente justo delante de la radiación de fondo cósmico. Esto resulta ser muy complicado, como algunos astrónomos han señalado, pero el superordenador ha podido manejar esta situación. Tal y como indica Charles Lawrence, científico norteamericano de la misión Planck, “Es como si hubiese algunos insectos en nuestro parabrisas y que queremos quitar para poder ver la luz, pero una tormenta de insectos nos rodease en todas las direcciones. Sin la cooperación entre la NASA y el Departamento de Energía, Planck no hubiese podido hacer la ciencia que está haciendo a día de hoy”. Los cálculos necesitados para la generación de datos actuales de la misión Planck ha requerido más de 10 millones de horas de procesador en el Hooper. Afortunadamente, el código de análisis de los datos de Planck se ejecuta simultáneamente en cientos de miles de procesadores en el superordenador, de modo que únicamente fue necesario unas pocas semanas.

[Fuente de la noticia: Phys.org (http://phys.org/news/2013-03-supercomputer-planck-mission-expose-ancient.html)]

Tal y como anunciamos en el post “Planck muestra el fondo cósmico de microondas con gran precisión” (http://www.vega00.com/2013/03/planck-muestra-el-fondo-cosmico-de.html), el pasado jueves la ESA anunció los resultados del Observatorio Espacial Planck, obtenidos durante más de 15,5 meses de observación, y gracias a los cuales, tenemos una imagen de fondo cósmico de microondas con una precisión inigualable hasta ahora y que supera en mucho a las misiones precedentes, COBE y WMAP.

Los resultados mostrados por Planck desvelan que el Universo es 100 millones de años mas viejo de lo que se creía hasta ahora. Pero los datos aportados no terminan aquí. Además ha permitido hacer una nueva estimación sobre la composición del Universo. Así, se estima que la materia tal y como la conocemos (y de la que estamos formados todos nosotros) forma únicamente el 4,9 % del mismo, mientras que un 26 % sería materia oscura y un 69,1 % de energía oscura.

Pero ¿qué es exactamente el fondo cósmico de microondas? En él se genera lo que nosotros observamos como radiación de fondo cósmico. La radiación de fondo cósmico que observamos actualmente es una imagen del Universo, cuando éste tenía únicamente 380.000 años. Esta época es denominada la época de la recombinación o época del desacople. Antes de esta época existían núcleos atómicos y electrones libres. A partir de esta época, la expansión del Universo permitió que los núcleos y los electrones se combinasen para formar los átomos.

El nombre de época del desacople procede del hecho de que la radiación se separó de la matería.

La radiación cósmica de fondo (o CBR, de Cosmic Background Radiation) 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.

Las observaciones (principalmente del satélite COBE) establecieron que el CBR tiene esencialmente un perfecto espectro de cuerpo negro de Planck (ver figura del post), 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.