Fracciones de segundo después de producirse el Big Bang, emergieron ondas gravitatorias. Por primera vez, físicos teóricos de la Universidad de Basilea han calculado la señal de estas fuentes específicas. Dicha fuente es un fenómeno cosmológico perdido llamado oscilón.

Aunque Albert Einstein hubiera predicho la existencia de ondas gravitacionales, su existencia no fue probada hasta el pasado otoño de 2015, cuando fueron detectadas durante la fusión de dos agujeros negros.

Las ondas gravitacionales son diferentes del resto de ondas conocidas. A medida que viajan a través del universo se encogen y estiran deformando el continuo espacio-tiempo, en otras palabras; retuercen la geometría del espacio. Aunque todas las masas en proceso de aceleración emiten este tipo de ondas, solo pueden medirse cuando dicha masa es extremadamente grande, como en los agujeros negros o supernovas.

Las ondas gravitatorias albergan información desde el Big Bang

No sólo proporcionan información sobre este tipo de eventos astrofísicos, también ofrecen una visión de la formación del universo. Para ello, el profesor Stefan Antusch y su equipo del departamento de Física de la Universidad de Basilea, están realizando investigaciones sobre lo que se conoce como el fondo estocástico (aleatorio) de las ondas gravitatorias, procedentes de numerosas fuentes que se superponen entre sí produciendo conjuntamente un amplio espectro de frecuencias. Los físicos han calculado los rangos de frecuencia e intensidades de las ondas predichas, que pueden ser probadas de forma experimental y han sido publicados en la revista Physical Review Letters.

 

Simulación de un oscilón.

Poco después del Big Bang, el universo que vemos hoy era todavía muy pequeño, denso y caliente. Estaba comprimido y poseía una turbulencia extrema. La cosmología moderna supone que en ese momento el universo estaba dominado por una partícula conocida como inflatón y su campo asociado. Dicha expansión sufrió fluctuaciones intensas con propiedades especiales. Formaron grumos haciendo que oscilaran en regiones localizadas del espacio, llamadas oscilones que pueden imaginarse como ondas estacionarias.
“Aunque los oscilones ya han dejado de existir, las ondas gravitatorias que emiten son omnipresentes – y podemos usarlas para mirar hacia el pasado más que nunca”, dice Antusch.
Usando simulaciones numéricas, el físico teórico y su equipo fueron capaces de calcular la forma de la señal del oscilón, que se emitió sólo fracciones de segundo después del Big Bang. La simulación muestra que la señal posee un pico más alto y amplio que el que emiten las ondas gravitacionales.
“No hubiéramos pensado antes de nuestros cálculos que los oscilones podrían producir una señal tan fuerte a una frecuencia específica”, añade Antusch.
Ahora, el siguiente paso es demostrar la existencia real de la señal usando los detectores de ondas gravitacionales.
Una vez más, LIGO, demuestra la capacidad para llegar a lugares del universo que hasta ahora nadie aún ha explorado.