Tal vez un supervisor no explica el misterioso punto frío de CMB

Durante años, los cosmólogos pensaron que una característica extraña que aparecía en el cielo de microondas, conocida como punto frío CMB, se debía a que la luz pasaba a través de un supervacío gigante. Pero una nueva investigación desafía esa conclusión.

el cósmico microondas fondo (CMB) es la fuente de luz más grande de todas universo. Penetra por completo todo el espacio y está formado por restos de luz de cuando el cosmos tenía solo 380.000 años. En ese momento, nuestro universo se había expandido y enfriado hasta el punto de que podía cambiar de un plasma denso y caliente a un gas ligeramente más frío, pero neutro. Este proceso liberó calor blanco radiación con una temperatura de unos 10.000 K. Sin embargo, durante los siguientes 13.800 millones de años, esta radiación se enfrió y se desplazó hacia el rojo hasta unos tres grados por encima del cero absoluto, lo que sitúa esta radiación firmemente en el régimen de microondas.

En esta luz, hay pequeñas protuberancias, ondas y variaciones en el brillo. Estas variaciones se extienden por el cielo y son increíblemente pequeñas, con diferencias que no superan una parte en 100 000. Estas variaciones representan pequeñas diferencias de densidad en el universo primitivo que eventualmente se convertiría en galaxias y cúmulos. Los cosmólogos comprenden en gran medida las propiedades estadísticas de estos bultos y ondas, pero existe un valor atípico importante conocido como el punto frío.

El punto frío tiene unos 10° de ancho y, aunque no es excepcionalmente frío, la combinación de su temperatura más baja y su enorme tamaño lo coloca fuera de lo que esperamos de nuestro modelo estándar de cosmología.

Una hipótesis plausible para explicar el punto frío es que la luz en esta dirección del fondo cósmico de microondas ha recorrido una parte muy grande del universo que es menos denso que el promedio, lo que se llama un supervacío.

Debido a que el supervacío es tan grande, la luz tarda mucho tiempo en atravesarlo. Y mientras tanto, el vacío mismo crece más y más profundo a medida que el universo evoluciona. Esto significa que cuando la luz entró en el supervacío, el vacío era más pequeño que cuando la luz salió. Esta diferencia consume energía de la radiación, lo que hace que se enfríe y se desplace hacia el rojo más que el promedio para el resto del CMB.

Estudios galácticos han mostrado la presencia potencial de un supervacío en la dirección del punto frío. Pero un nuevo estudio muestra que los supervacíos conocidos en esta dirección solo pueden explicar una fracción del tamaño y la temperatura del punto frío. De hecho, el nuevo análisis muestra que no puede haber un supervacío lo suficientemente grande en esta dirección, incluso oculto detrás de los límites de nuestras capacidades de observación actuales.

La nueva investigación, publicada en el servidor de preimpresión arXivno ofrece una solución al misterio del punto frío, pero nos dice que todavía tenemos mucho que aprender.