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Ondas Gravitacionales Cosmológicas: Una Nueva aproximación al Big Bang

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Los observatorios en funcionamiento de todo el mundo están apuntando a áreas de baja contaminación galáctica en busca de las huellas de las ondas gravitacionales cosmológicas (CGW) nacidas de la inflación. La cual es una fase misteriosa de expansión espacial cuasi-exponencial en el universo primitivo. Un nuevo estudio de la colaboración POLARBEAR dirigida por SISSA proporciona un nuevo algoritmo de corrección que permite a los investigadores casi duplicar la cantidad de datos confiables obtenidos en tales observatorios, abriendo así el acceso a un área desconocida de la señal CGV antes del Big Bang.

Observatorio OSO POLAR

«Según la comprensión actual de la cosmología, justo después del Big Bang, el Universo era muy pequeño, denso y caliente. En 10-35 segundos, se estiró por un factor de 10 30 «, Carlo Baccigalupi, coordinador de Astrofísica y Grupo de Cosmología del SISSA, explica. «Este proceso, conocido como inflación, produjo ondas gravitacionales cosmológicas (CGW) que se pueden detectar a través de la polarización del fondo cósmico de microondas (CMB), la radiación sobrante del Big Bang. El experimento POLARBEAR, del que forma parte SISSA, busca para tales señales usando el Telescopio Huan Tran en el Desierto de Atacama del norte de Chile en la Región de Antofagasta».

El análisis de los datos obtenidos por el Observatorio POLARBEAR es un proceso complejo en el que la fiabilidad de las medidas es un factor clave.

Observatorio OSO POLAR

Durante los últimos dos años, Anto. I. Lonappan, un Ph.D. estudiante de SISSA, y Satoru Takakura de la Universidad de Boulder, en Colorado. Han caracterizado la calidad del conjunto de datos de colaboración extendido de POLARBEAR, rastreando todas las incertidumbres, taxonomías instrumentales y físicas conocidas. «Hemos implementado un algoritmo que asigna precisión a las mediciones en el ‘parche grande’, una región que se extiende unos 670 grados cuadrados en el hemisferio sur celeste, donde nuestra sonda revela datos de acuerdo con otras sondas que buscan en la misma ubicación, como como el BICEP2/Keck Array ubicado en el Polo Sur» , explican.

Se avecinan grandes desarrollos desde un punto de vista experimental. Se está preparando un sistema de tres telescopios POLARBEAR modernizados, conocido como conjunto Simons. El Observatorio Simons, un nuevo sistema de telescopios con aperturas pequeñas y grandes, comenzará a operar cerca, en Atacama en 2023. Más adelante en esta década, volará el satélite LiteBIRD, y una red ampliada de observatorios terrestres ubicados en el desierto de Atacama y el Polo Sur, conocido como Etapa IV, complementará estas observaciones.

Observatorio OSO POLAR

«Todos estos esfuerzos conducirán a la medición definitiva de las CGW, revelando al mismo tiempo las pistas más importantes sobre los componentes cosmológicos de la Energía Oscura y la Materia», concluye Baccigalupi. “A través de la misión principal del SISSA como escuela de doctorado, formar estudiantes para que se conviertan en jóvenes investigadores, nuestro Instituto está y estará contribuyendo significativamente a los principales desafíos contemporáneos de la Física, como el actual, enfocándose en las Ondas Gravitacionales desde una pequeña fracción de un segundo después del Big Bang».

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