BICEP2+Planck: no hay evidencia de ondas gravitatorias primordiales (todavía)

QSe han anunciado los tan esperados resultados del estudio conjunto entre la misión del satélite Planck y el telescopio BICEP2 ubicado en el polo sur. El resultado es que se observa un exceso en la región de interés que podrían ser los tan buscados modos B producidos por ondas gravitatorias primordiales, sin embargo la señal es tan pequeña que por ahora no puede ser considerada como una detección.

La historia comienza en marzo 2014, cuando la colaboración BICEP2 en una rueda de prensa anunció el descubrimiento de los llamados modos B que serían consecuencia de ondas gravitatorias en la etapa muy temprana del universo. En su momento expliqué el significado de los términos técnicos por lo que recomiendo leer el artículo Descubrimiento de modos B en la polarización del CMB. Luego de la celebración del descubrimiento considerado histórico en cosmología, algunos investigadores cuestionaron algunas de las estimaciones usadas por BICEP2 para incluir la contaminación de los datos debido al polvo galáctico. Durante meses se esperó que el satélite Planck presentara su estudio independiente del polvo galáctico en varias frecuencias. Recordar que BICEP2 es más preciso que Planck sin embargo sólo puede estudiar la radiación cósmica a una frecuencia fija, en cambio Planck puede estudiar un amplio rango de frecuencias. Me gusta visualizarlo como que BICEP2 es una radio que sólo permite sintonizar tu estación radial favorita, en cambio Planck permite más variedad al poder sintonizar diferentes frecuencias.

La sombra de este polvo galáctico se volvió más oscura cuando en septiembre el equipo de Planck hizo público su estudio en varias frecuencias: encontraron que las estimaciones de BICEP2 fueron bastante optimistas. Ante esta situación ambos equipos optaron por el enfoque más honesto y saludable: unir fuerzas para aclarar si la señal anunciada en marzo por BICEP2 es real, lo que estaría terminado a fines de 2014. Quisiera mencionar que combinar datos de diferentes experimentos es una misión poco trivial, ingenuamente parecería que los datos se mezclan para obtener un promedio, sin embargo este tipo de analisis es muy complejo ya que experimentos diferentes poseen diferentes fuentes de error y por lo tanto deben tratarse cuidadosamente para evitar “ensuciar” los datos. Optimistas esperábamos el análisis combinado BICEP2+Planck en noviembre, sin embargo diciembre era más realista. A fines de noviembre comenzaron a circular rumores de que el resultado estaría el 22 de diciembre, sin embargo consulté con uno de los líderes del estudio que estuvo de visita acá en el Instituto y me dijo que habría que esperar hasta enero de 2015.

Esta mañana como siempre revisé Twitter y mi TL hervía con comentarios y discusiones de Planck y BICEP2. Una vez más, este medio de comunicación me sorprende con noticias científicas así como su detallada discusión por parte de expertos  y expertas en el tema. El esperado análisis combinado fue anunciado esta madrugada a través de una nota de prensa oficial en la web en francés de la misión Planck (curiosamente la nota de prensa fue removida, la nota de prensa oficial aparece en la web de ESA). El análisis combinado de ambos equipos revela que después de apropiadamente remover la contaminación producida por el polvo galáctico, se observa un exceso, es decir, una señal similar a la que producirían ondas gravitatorias primordiales; no obstante, la señal observada es demasiado pequeña como para ser significativa y por lo tanto no podemos llamarle detección o descubrimiento. En términos algo más técnicos, el famoso parámetro r (que puede interpretarse como la intensidad de las ondas gravitatorias primordiales) no ha sido determinado y sólo tenemos un límite superior. En marzo 2013, Planck anunció el límite superior r<0.11; un año más tarde BICEP2 presentó lo que parecía la medición (en vez de un límite superior) de r=0.2. Hoy al combinar los datos de Planck, BICEP2 y Keck (este último es otro telescopio del equipo BICEP2 que permite “sintonizar otras estaciones de radio”) el límite superior es r<0.13.
Por ahora sólo se ha publicado una nota de prensa y todo el mundo espera el paper oficial que debería aparecer en estos días. (Actualización: el paper está disponible en arXiv)

Importante es señalar que este resultado no implica que las ondas gravitatiorias primordiales así como la inflación no existan, sin embargo no han sido descubiertas todavía. Podría ser que el famoso parámetro r sea r=0.07 y por eso no lo hemos observado todavía, por lo que más datos y mejores técnicas podrían revelar las ondas gravitatiorias primordiales en un futuro próximo.

Imagen: HFI Planck

Acerca de Jorge Diaz

Jorge es Investigador Postdoctoral en el Karlsruher Institut für Technologie, Alemania. Se dedica a la Astrofísica de Partículas estudiando neutrinos, rayos cósmicos y fotones de alta energía. Obtuvo su Ph.D. en Física de Partículas en Indiana University, Estados Unidos. En Twitter: @jsdiaz_
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8 respuestas a BICEP2+Planck: no hay evidencia de ondas gravitatorias primordiales (todavía)

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  3. Pingback: Anticipio del resultado BICEP2/Keck/Planck | Física | La Ciencia de la Mula Francis

  4. Pero dijo:

    MUY BUENO. Gracias por informar sobre estas importantes cosas.

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