Radiació de fons de microones

Ja s’ha comentat varis cops en aquesta pàgina que l’univers es troba impregnat per una petita quantitat de calor, producte del Big Bang, i causant, entre d’altres, de què l’univers, a escala general, tingui una petita quantitat de calor que faci que la seva temperatura es trobi alguns graus centígrads per sobre del zero absolut.

El descobriment de la radiació de fons fou observada a mitjans de la dècada dels anys 60 pels astrònoms i premis Nobels Arno Penzias i Robert Wilson. La troballa fou totalment accidental, o si més no involuntària, ja que el motiu que conduí en el seu moment als dos astrònoms a apuntar cap a l’espai exterior amb una antena no fou pas per mesurar una prova experimental de la teoria del Big Bang, sinó que cercaven informació sobre la naturalesa de les ones de ràdio emeses per la nostra galàxia. No obstant, a una longitud d’ona molt curta (7,35 centímetres), els seus aparells de mesura van detectar un soroll que l’únic que el diferenciava de la resta de sons captats era la seva condició isotròpica. La característica isotròpica fa referència a tot allò que es troba en una quantitat determinada i invariable, independentment del punt en què es mesuri. Apuntessin on apuntessin Penzias i Wilson, es topaven amb el mateix so.

Un cop els dos astrònoms van percebre que probablement estaven davant d’un emocionant descobriment, van decidir mesurar la temperatura del so captat i van establir que aquest corresponia a una temperatura que se situava entre els 2,5 i 4,5 graus centígrads per sobre del zero absolut, o el que és el mateix, entre 2,5 i 4,5 graus Kelvin. Per a ells fou desconcertant trobar que aquesta petita quantitat de calor es distribuïa de manera homogènia. No obstant, no feia gaire temps enrere, un company físic seu anomenat J.E.Peebles havia donat una conferència en la qual afirmava que en els principis de l’univers hauria d’haver hagut una radiació de calor que hagué impedit la transformació del hidrogen en substàncies més pesades. Segons Peebles, aquesta radiació, de longitud d’ona molt corta, hauria destruït els nuclis de les substàncies pesades en qüestió, moments després de que aquests es formessin. De fet, Peebles va assegurar que sense l’existència d’aquesta radiació de fons l’univers actual a penes contindria hidrogen, el qual forma el 75% de l’univers.

L’expansió refreda

La radiació de fons amb la qual especulava llavors Peebles presentava una temperatura enorme respecte els 3,5ºk actuals. Donat per demostrada l’existència d’aquesta radiació, la disminució de la temperatura de la radiació de fons de microones es deu bàsicament a l’expansió de l’univers. En aquest aspecte, el comportament tèrmic de la radiació de fons és equiparable a la d’un líquid o un gas. Si nosaltres comprimim qualsevol d’aquest dos, el que fem és provocar un augment en la seva temperatura (ho establim a través de la teoria cinètica de la matèria, la que ens diu que les partícules xoquen més entre elles, s’exciten més i emeten més calor). Succeeix exactament el mateix si enlloc de comprimir el líquid o el gas l’expandim, simplement que la temperatura enlloc d’augmentar, disminueix. Doncs bé, en la radiació de fons ha succeït exactament el mateix. A causa de l’expansió de l’univers, la seva temperatura ha descendit des de quantitats enormes fins als pocs graus centígrads per sobre del zero absolut actuals.

La conferència de Peebles fou anterior als descobriments de Penzias i Wilson, així que les seves prediccions tenen molt mèrit. Peebles també fou conscient que la temperatura actual de la radiació de fons havia de ser molt inferior a la que presentava als orígens de l’univers. Peebles va deixar anar la xifra de 10ºK, sobreestimació que no es trobava gaire lluny de la xifra recollida per Penzias i Wilson.

Curiositats que ja hem comentat sobre la radiació de fons de microones és que aquesta fou la culminació de la teoria del Big Bang com a principal per a explicar el controvertit origen del nostre univers. A més, que la radiació de fons constitueix, aproximadament, un 1% de “les formiguetes” que apareixen en el nostre televisor en tots aquells canals en els quals no hi ha res sintonitzat. Res millor que contemplar el producte de la creació de l’univers.

Contempla un 1% del producte directe de la creació de l'Univers