Radiación Cósmica para Principiantes
parte 2: La Historia del Descubrimiento
Una Medida del Exceso de Temperatura de Antena a 4080 Mc/s
(Penzias & Wilson, 1965)
Así fue reportado uno de los mayores hallazgos de la cosmología moderna: como un exceso, un sobrante, un ruido, por A. Penzias & R. Wilson, en 1965. Trece años después recibirían el Premio Nobel por este descubrimiento fortuito.
El artículo en el que Penzias & Wilson reportaron el descubrimiento de la CBR.
Penzias & Wilson desconocían el origen del ruido que su antena captaba en todas direcciones y sin variaciones apreciables de un mes a otro, pero mencionan en su artículo
Una posible explicación para el exceso de ruido observado en la temperatura es la que dan Dicke, Peebles, Roll y Wilkinson en una carta en esta misma revista.
(Penzias & Wilson, 1965, taducción: G. A. Ponce)
Efectivamente, Dicke y su grupo, trabajando en Princeton, tenían razones para creer que el universo debería contener radiación térmica como remanente de épocas en las que la temperatura universal era muy alta. Construyeron un detector de microondas para medir esta radiación, pero Penzias & Wilson se les adelantaron. En sus propias palabras:
Aunque no hemos obtenido resultados con nuestro instrumento, nos hemos enterado de que Penzias y Wilson (1965) de los Laboratorios Bell han observado radiación de fondo a 7.3 cm de longitud de onda. Tratando de eliminar (o justificar) cada contribución al ruido visto en la salida de su receptor, terminaron con un residuo de 3.5 ° ± 1 °K. Aparentemente, esto sólo puede deberse a radiación de origen desconocido entrando en la antena.
(Dicke, Peebles, Roll & Wilkinson, 1965; traducción: G. A. Ponce)
Sólo después de que se estableció, a principios de los 1970’s, que el “ruido” detectado era de origen cosmológico, la comunidad científica se dio cuenta de que la CBR había sido predicha y detectada varias veces a partir de los 1940’s.
McKellar (1941). basado en las observaciones de Adams sobre radiación en el medio interestelar había encontrado que el espectro emitido por moléculas interestelares de cianuro mostraba que las moléculas estaban en un baño térmico a 2 K:
También, de los resultados de Adams sobre líneas de CN interestelar, se puede calcular que la temperatura “rotacional” del espacio interestalar es cercana a 2° K.
(McKellar, A., 1941; traducción de G. A. Ponce)
Pero en ese artículo no se hace ninguna referencia al posible origen de esta temperatura, que sólo posteriormente ha sido asociada con la de la CBR.
La primera predicción sobre la posible existencia de la CBR fue hecha por Alpher y Herman (1948) , basada en trabajos que habían hecho en estrecha colaboración con G. Gamow sobre física nuclear y producción de elementos en un universo en expansión. Utilizando los valores aceptados en la época sobre la cantidad de materia y la edad del universo, estimaron una temperatura cercana a los 5 K. Posteriormente, estos autores calcularon un valor de 28 K, basados en los datos –hoy se sabe que eran incorrectos– de A. Behr. Los trabajos de Alpher, Herman & Gamow no han gozado, hasta la fecha, del debido reconocimiento, como lo ha hecho notar el mismo Herman (1997) un poco amargamente.
…Alpher y yo hemos contemplado algunas de las ventajas y desventajas de vivr un tiempo relativamente largo. En el presente contexto hemos tenido el enorme placer del proceso creativo, y el dolor de la falta de reconocimiento apropiado a las contribuciones de Gamow, Alpher y Herman, y una medida de satisfacción al darnos cuenta que, a la larga, algunos de nuestros colegas científicos ven nuestras contribuciones tempranas como meritorias.
(R. Herman, 1997; traducción: G. A. Ponce)
En la década de los 1950’s y a principios de los 1960’s hubo varias detecciones de “ruidos” de unos cuantos Kelvin por parte de Shmaonov, en Rusia, Le Roux, en Francia, y Rose, DeGrasse y Ohm en USA, algunos usando antenas de radar sobrantes de la 2a. guerra mundial, y otros rudimentarios radiotelescopios para astronomía y/o telecomunicaciones. Hoy sabemos que se trataba de la CBR, pero en su momento ninguna de las medidas fue interpretada en ese sentido.
A mediados de los 1960’s, el grupo de Dicke y sus colaboradores en Princeton empezaron a buscar sistemáticamente la CBR, y Zeldovich, Doroshkevich & Novikov en la Unión Soviética hicieron cálculos parecidos a los de Alpher & Herman y sugirieron que la CBR podría detectarse utlizando un satélite. Quizá, si Penzias & Wilson no hubieran existido o no hubieran reportado el “ruido” de su antena, alguno de estos dos grupos hubiera hecho el descubrimiento tarde o tempranno. Esa fue la época en la que, por decirlo así, el mundo estaba preparado para el descubrimiento. Las predicciones y observaciones anteriores indiscutiblemente se adelantaron a su tiempo.
Para establecer la naturaleza cosmológica de la CBR y su espectro de cuerpo negro, del que hablaremos largo y tendido más adelante, fue necesario hacer muchas más medidas que, durante los 1970’s y los 1980’s terminaron por convertir el estudio de la CBR en una de las ramas más importantes de la cosmología moderna, y nuestra principal fuente de información sobre el universo temprano. Pero fue sólo hasta 1989, cuando se se lanzó el satelite COBE (Cosmic Background Explorer), que se empezaron a obtener datos más precisos y se abrió el camino para las misiones WMAP y Planck que, hoy por hoy, nos están permitiendo tener una idea más clara de cómo ha evolucionado en universo.
¿Porqué habiendo resultados, teóricos y observacionales, la comunidad científica tardó tanto tiempo en darse cuenta de que se había descubierto la CBR? ¿Porqué le dieron el Premio Nobel a Penzias & Wilson y no, por ejemplo, a Alpher & Herman? ¿Porqué Julio Gallegos ha dedicado diez años de su vida a trabajar en la misión PLANCK?
No lo sabemos. La ciencia moderna funciona así. No es creación de una sola persona sino fruto del trabajo colectivo, y no siempre todos los que han colaborado para lograr un descubrimiento reciben reconocimiento por el mismo. Lo que sí está claro es que los resultados importantes, sean reconocidos o no, los obtienen personas que han dedicado su vida al estudio y trabajan con muchas ganas. No le llegan por arte de magia a los que pasan la vida tirados en una hamaca o enredados eternamente en antinomias de cafetería.
Escrito por Enrique 
Escrito por Javier Gramajo 
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