La llum no visible de baixa energia

Què és? A començaments del segle XX, Einstein va formular la seva teoria de la relativitat general, que bàsicament explica com funciona la gravetat i també com evoluciona l'univers. Hem explicat alguna vegada que Einstein, igual que la majoria de científics d'aquella època, estava convençut que l'univers no s'expandia i que era estàtic. D'aquesta manera, va modificar artificialment les seves fórmules, que predeien una expansió, per eliminar-la, però altres científics, com George Lemaitre, es van adonar que l'univers s'havia d'estar expandint. Finalment, Edwin Hublle, l'any 1928 descobria experimentalment l'expansió de l'univers, i a partir d'aquell moment apareixia el model del Big Bang. Però encara quedaven grups de científics escèptics, que no se'l creien. El model del Big Bang predeia que, en els primers instants de l'univers, s'havia d'haver alliberat una radiació energètica, i fins i tot alguns científics van calcular que s'hauria de rebre com a radiació de microones. La predicció va ser feta l'any 1948 per Ralph Alpher i Robert Herman. Però no va ser fins l'any 1964 que es va detectar. Ho van fer dos físics americans, Wilson i Penzias, quan provaven una antena. El descobriment Wilson i Penzias no buscaven aquesta radiació còsmica de microones. Estaven provant una antena potent per estudiar galàxies. Es trobaven a prop de New Jersey. Quan van provar l'antena, van veure que rebien interferències. Inicialment, van pensar que seria New Jersey, però de seguida van veure que les interferències provenien de tot arreu, apuntessin on apuntessin l'antena. Aleshores, van trobar que una parella de coloms havia fet niu a l'antena i van pensar que els excrements eren la causa de les interferències. Van netejar-la, però res, la interferència seguia allà. Llavors van sospitar que potser es tractava de la famosa radiació que el model del Big Bang predeia, i van trucar a la Universitat de Princeton. Els dos descobridors van guanyar el Nobel l'any 1978. Per què diem que la llum ens arriba des de poc després del Big Bang? La radiació còsmica de microones no es va emetre en el mateix Big Bang, sinó uns 380.000 anys després. Al començament, l'univers era enormement dens, i els electrons i protons campaven lliures a milions de graus de temperatura. Resulta que els electrons tenen la mania d'interaccionar amb la llum d'alta energia, de manera que la radiació del Big Bang xocava contínuament contra ells, rebotant. Era llum "captiva", que no podia viatjar lliurement. Quan l'univers es va refredar a uns 3.000C a causa de l'expansió, els electrons van quedar combinats en els àtoms i la llum va ser lliure per viatjar eternament a través de l'univers. Això va succeir 380.000 anys després del moment zero, moment que anomenem de la recombinació. I és aquesta llum la que rebem avui en dia en format de microones. Quina informació ens dona la radiació còsmica de microones? A banda de ser la confirmació d'un univers en expansió i del Big Bang, l'estudi de la radiació còsmica de microones ha estat fonamental per entendre els primers instants de l'univers. L'hem estudiat amb molt de detall, emprant satèl·lits especialitzats. En primer lloc, una molt mala notícia per als terraplanistes: la radiació ens apareix un xic més calenta d'un costat del cel que de l'altre, i això correspon al desplaçament de la Terra al voltant del Sol. En segon lloc, veiem la radiació de microones superhomogènia, mirem on mirem. Això ens parla que el cosmos també ha de ser homogeni a gran escala, sense llocs preferents. Nosaltres també la veiem, aquesta radiació? Ens arriba? És una radiació que és pertot arreu, aquí també ara mateix. Estimem que hi ha com uns 500 fotons (partícules de llum) d'aquesta radiació per cada centímetre cúbic. Els antics aparells de TV i ràdio, quan sintonitzaven neu a la pantalla, o cruixien les ràdios quan no hi havia canal, doncs part d'aquella interferència són fotons, llum de microones de poc després del Big Bang.

La llum no visible de baixa energia

El Big Bang va alliberar una radiació que encara rebem en forma de microones. Comentem la radiació còsmica de microones amb el divulgador científic Joan Anton Català