Los científicos han examinado la radiación cósmica dejada por el Big Bang para poner fin a un largo debate sobre si el Universo es el mismo en todas las direcciones, o si está alineado en algún tipo de eje de giro.

Resulta que en nuestra rápida expansión del universo , no existe una dirección «preferido» de expansión – el Universo se está expandiendo en todas direcciones a la misma velocidad. Y mientras que eso es una buena noticia para nuestros modelos cosmológicos actuales, es una mala noticia para las famosas ecuaciones de campo de Einstein.

Durante años, los científicos han argumentado que el Universo puede funcionar de dos maneras: puede ser isotrópico y homogéneo – que significa fundamentalmente que es el mismo en todas las direcciones – o puede ser anisotrópico, lo que significa que puede ser uniforme en el exterior, pero hay realmente una dirección «preferida» al acecho en sus fibras.

En un nuevo estudio, los cosmólogos de la Universidad College de Londres y el Imperial College estudiaron el fondo cósmico de microondas (CMB) para probar una hipótesis fundamental en el modelo estándar de la cosmología, el principio copernicano. Los investigadores encontraron pruebas contundentes para apoyar esta hipótesis, con probabilidades de sólo una de cada 121.000 que podría existir una dirección preferida.

Los investigadores utilizaron mediciones de la CMB – radiación «reliquia» desde el Big Bang – tomadas con la nave espacial Planck de la Agencia Espacial Europea. Pero en lugar de buscar desequilibrios dentro de esta radiación, el equipo examinó las diferentes formas en que las direcciones preferidas dejarían su impacto en el CMB, usando un superordenador para detectar cualquier patrón oculto. Esto podría incluir la rotación alrededor de un eje en particular, o la expansión a diferentes velocidades en diferentes ejes.

Un universo anisotrópico dejaría patrones indicadores en el fondo cósmico de microondas (parte inferior). Pero el CMB real (arriba) muestra sólo ruido aleatorio y no hay signos de tales patrones. Crédito: Science

Junto con esto, el universo temprano podría haber sido estirado y comprimido en direcciones particulares, como resultado de las ondas gravitacionales. El equipo identificó cinco «modos» que indicarían una dirección especial.

«Por primera vez, se realizaron búsquedas de firmas de la partida más general de isotropía que conserva la homogeneidad en un universo abierto o plano, sin restringir a grados específicos de la libertad», escribieron los autores en el papel. Si el universo era anisotrópico, no habría patrones distintos en el CMB, como se muestra en la mitad inferior de la imagen. El CMB, sin embargo, no muestra estos patrones, como se muestra en la parte superior. «Hemos remodelado los marcos existentes para analizar los datos de polarización CMB además de la temperatura, permitiéndonos jugar las limitaciones más estrictas posible con los datos actuales CMB», dijeron los autores.

En general, los investigadores encontraron abrumadoras probabilidades en contra del argumento de la expansión en una dirección particular. Los hallazgos sugieren que el universo es, en efecto isotrópico, apoyando la hipótesis de que los cosmólogos han dependido durante mucho tiempo.

«Si bien existen límites para el principio y la distribución de manera desigual, el espacio -a una mayor escala – es el mismo en todas las direcciones», agregaron.

«Encontramos evidencia abrumadora en contra de las desviaciones de isotropía», escribieron los investigadores, «por primera vez se establecieron límites superiores simultáneos en todos los modos, , y se mejoraron las limitaciones de Planck sobre la vorticidad en un orden de magnitud».

El estudio ha sido publicado en la revista en línea arXiv