17/2/11

Radiando desde el fin del Universo

Ya hará unas semanas que publiqué una frase en las redes sociales en las que participo (incluso sirviéndome para inaugurar Twitter). La verdad es que tuvo un éxito notable, teniendo en cuenta la escasa repercusión que suelen tener mis actualizaciones en estos mundos sociales de Dios. Era la siguiente:
La próxima vez que te quejes de que no hay nada que ver, recuerda que siempre puedes echar un vistazo al nacimiento del Universo.
Bill Bryson, Una Breve Historia de Casi Todo 

Esta frase es un poco como el horóscopo o el contar un chiste a través de la red. Tiene fuerza y a la gente le gusta porque puede sacar la interpretación que le convenga, o imaginárselo de la forma que le haga más gracia. Pero la verdad que se esconde tras esta frase, como habréis intuido por el título, es quizás más increíble de lo que muchos nos pudiéramos imaginar. Y quizás es por esto que algunos no-iniciados no me creyeron o pensaban que estaba de broma cuando les dije que a lo que me refería es que...


La radiación de fondo proviniente del Big Bang nos llega en forma de microondas (interferentes en la TV)
[ondas electromagnéticas cuya longitud de onda es del orden de milímetros]


Y es por eso que esta radiación residual provoca interferencias, por ejemplo, en las emisiones de televisión. Tales emisiones tienen una frecuencia que está en un rango similar, de manera que cuando en nuestros antiguos televisores veíamos nieve en esos canales no sintonizados, una pequeña parte de esa nieve era provocada por el inicio del Universo.
Si conectas la televisión a cualquier canal que tu aparato no capte, aproximadamente un 1% de los residuos estáticos danzantes que veas se explican por ese viejo residuo de la Gran Explosión.
Este es el párrafo que precede al que he citado al principio, en el libro Una Breve Historia de Casi Todo, que desde aquí recomiendo. Es justamente el pretexto que usó no hace demasiado un profesor de una asignatura de electromagnetismo que tuve en Telecos, para hacer un inciso en la teoría de la clase. Ese inquietante y cautivador inciso me hizo recordar que algo similar me habían comentado en clase de radiocomunicaciones; o en la de receptores, para justificar la existencia de un ruido persistente en todas las comunicaciones.

Algo tan descabellado como "sí, la razón porque por tu antena entra mierda de poca potencia, por muy aislada que la tengas a interferencias, proviene de los confines del universo" era la explicación que durante mucho tiempo estuvieron buscando dos científicos llamados Arno Penzias y Robert Wilson en sus experimentos de los sesenta. O al menos esto explica el libro.



Como los grandes descubrimientos, éste fue medio por casualidad. Los dos científicos antes mencionados estaban preparando una gran antena, de lo mejorcito de la época, para sus menesteres. Una de sus labores era "tunearla" para librarla de todo ruido o interferencia superflua. Pero, como ya habréis supuesto, éstos encontraron un ruido flojo pero que no les dejaba en paz. No importaba la hora, el día, la estación, el año.
Desmontaron y volvieron a montar los instrumentos, comprobaron circuitos, menearon cables, limpiaron enchufes [...] Volvieron a subirse a la antena para limpiarla de lo que, en un artículo posterior, denominaron "material dieléctrico blanco", que es lo que más vulgarmente se conoce como mierda de pájaro.
La verdad, no imagino cómo se les quedaría la cara cuando un amigo les invitó a leer las teorías de un físico ruso apellidado Gamow cuando precisamente postulaba eso, que emisiones procedentes del Big Bang era lo que les provocaba tales dolores de cabeza.



Las ondas electromagnéticas viajan por el aire o el vacío, más o menos a la velocidad de la luz en dichos medios (300 millones de metros por segundo). Es por eso que se dice que la luz que vemos de las estrellas son cosas que pasaron hace millones de años, ya que dichas estrellas están muy lejos y la luz que emiten tarda un ratito, digamos, en llegar a nuestra posición. Lo mismo pasa con los fotones y la energía que se emanó poco después del Big Bang.

En la teoría de la irradiación, hay fenómenos espaciales que emiten radiación con una propiedad que provoca que se les denomine "cuerpos negros" (no confundir con agujeros negros). La ley de Plank y la posterior ley de Steffan-Boltzmann nos dicen con qué potencia emite un cuerpo negro sólo sabiendo la temperatura de dicho cuerpo. Además, la ley de desplazamiento de Wien relaciona esa temperatura con la longitud de onda con la que emite a más potencia.


Teniendo en cuenta todas estas leyes, sólo sabría deciros que los científicos conjeturan que el universo en el Big Bang fue un cuerpo negro a temperaturas altísimas, y que a medida que se ha ido expandiendo, los orígenes del universo han ido enfriándose. De manera que ahora mismo, se dice que esa radiación se ha enfriado hasta unos 2720ºK (unos 2450ºC).

Si mirásemos la curva de la Ley de desplazamiento de Wien a esa temperatura, veremos como el pico se encuentra a longitudes de onda de milímetros. Esta misma ley nos sirve para saber la temperatura de una estrella sólo con observar el color de la luz que recibimos de ella.


Profundizar más en estos temas sería quizás algo farragoso, y se saldría de los límites de lo que algo que por casualidad estudié (no entraremos en detalles de mi oportunismo). De todas maneras, si alguien os comenta que la nieve que veíais en la TV proviene en parte de los confines del universo, ya tendréis una mínima base para creerles. O quizás la queráis usar vosotros para quedar bien en alguna ocasión. Quizás si sois, o cuando seáis, profesores es una anécdota que puede cautivar a los alumnos.



Pero habrá que darse prisa... pronto poca gente se acordará de la tele analógica.
Sergi

7 comentarios:

  1. Si algún experto en la materia ve alguna barbaridad, espero que me perdone.

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  2. Que grande Chechu!! Estas hecho todo un hombre serio ahora! Muy buen post!

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  3. ¡Muchas gracias David! Es un halago viniendo de alguien que lo está petando en los USA, y que dure :D

    Si algún día te apetece hablarnos amenamente de qué estás haciendo en tu investigación, me encantaría que volvieras al blog como "invited speaker" en un post!

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  4. Guay pero podrias explicar que es un cuerpo negro, porque para mi negro es vacio.

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  5. Tremenduuu!!!! Hahahaha!!! Ademés recordo la teva frase XDDD

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  6. En poques paraules, un "cos negre" és un concepte teòric i ideal. Seria un cos que absorbeix tota la llum i energia que incideix sobre ell, i que radia energia i llum d'igual manera.

    Simplement és un model, una aproximació teòrica a la forma com els cossos celestes emeten energia, i sobre la qual s'han desenvolupat moltes lleis.

    Per més informació, la wikipedia.

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  7. M'ha encantat el post!!!!!!!!!!!!!!!!! no diré res més!!

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