Cuando uno mira al cielo nocturno la vista se detiene siempre en planetas, estrellas, nebulosas y galaxias. Estos objetos lejanos enmarcan regiones luminosas y calientes pero la mayor parte del firmamento es silenciosa, oscura y fría. Si quitamos los astros que pueblan el cielo y medimos la temperatura de la radiación que inunda el espacio entero veremos que es tan baja que se acerca a la temperatura mínima posible.
Hace 60 años que Arno Allan Penzias midió la temperatura del Universo. Junto con R. Wilson detectó por primera vez la luz que provenía del universo temprano que permite determinar la temperatura actual de -270.4 Celsius. El nuestro es un Universo muy frío. Por si esto fuera poco en el orbe gélido que nos rodea, hay una región que es 0.00015 grados más fría que las demás. A esta se le conoce como la mancha fría.
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Esta anomalía térmica se encuentra en la constelación Erídanus, una de las más grandes de las 88 en nuestros catálogos modernos y una de las 48 que Ptolomeo registró. Erídano es uno de los cinco ríos que cruzan el Hades, inframundo de los griegos, receptáculo de las almas, morada de los muertos que ya de por sí debe ser fría. Por este como por los otros ríos de tan sombría comarca, mazmorra de tormentos donde solo habita el sufrimiento de los caídos, deben correr aguas glaciales.
Es en esta lúgubre constelación solo visible en el hemisferio Sur, que se localiza el área del cielo atípicamente fría. Sin embargo, la referencia de emplazamiento no nos sirve de mucho porque la “región cósmica fría” no es aparente. Nos hemos percatado de su presencia con el uso de aparatos sensibles a la radiación cósmica de fondo, capaces de medir temperaturas con precisión extraordinaria.
En el Universo temprano la materia era densa y caliente. Hace 13 mil cuatrocientos millones de años la temperatura era tan alta que los átomos no se formaban por el frenético movimiento de electrones, protones y neutrones. En estas circunstancias la luz, hecha de fotones, no podía escapar debido a los encuentros frecuentes con electrones que se acoplan con ellos. No fue sino hasta que el Universo había complido 380 mil años cuando este se enfrió lo suficiente como para que los electrones se recombinaran con protones formando los primeros átomos. Con los electrones atrapados en átomos, la luz encontró el espacio necesario para pasar, escapando así del plasma electromagnético mientras los átomos se esparcían. Esa luz primordial permea hoy todo el universo. Es conocida como radiación cósmica de fondo y desde su liberación ha perdido energía; se ha enfriado hasta alcanzar apenas -270.43 Celsius.
Esta luz prístina llega de todas partes con casi la misma temperatura. Las pequeñas variaciones de una región a otra son el resultado del proceso de recombinación, fenómeno cuántico con carácter aleatorio que hizo posible que se formaran estructuras en el Universo dando textura a la temperatura de la bóveda celeste.
Solo en una región aparecen temperaturas más frías que la variación natural debida a las fluctuaciones cuánticas: la mancha fría, en la región de la constelación de Eridano. Este hecho ha sido confirmado por mediciones independientes.
Una de las explicaciones más espectaculares que se han planteado para entender el singular fenómeno, es que se trata de una huella de otro Universo que estaba en contacto con el nuestro y que se pudo haber separado durante el proceso de expansión. Es así como algunos creen que se verían universos distintos al nuestro que eventualmente estuvieron en contacto.
Otra posible explicación es que, en esa región, la luz fósil del universo temprano se encontró con un vacío de materia que influenció la energía de la radiación al incidir y salir de ella. La atípica curvatura del espacio-tiempo en ese volumen vacío pudo producir el efecto de enfriamiento que ahora vemos. A esta burbuja de vacío se la conoce como Super vacío de Eridano y se estima que tiene un tamaño de entre 500 y mil millones de años luz.
En fechas recientes y por otros medios se ha podido detectar un gran vacío en esa región del cielo que se encontraría a 3 mil millones de años luz de nosotros en la misma dirección de la constelación Eridano. Con ayuda de la información que proporciona el telescopio Pan STARRS1 en el visible y el satélite WISE de NASA en infrarrojo se pudo hacer un mapa de localización de galaxias encontrando la región vacía que parece confirmar la explicación que se tiene para la radiación cósmica de microondas.
Una gran burbuja podría ser la explicación para la mancha fría del universo, pero ¿cómo es que se llegó a formar una región de sub-densidad? Los especialistas ven en este singular evento cósmico la posibilidad de estudiar los mecanismos que involucran a la energía oscura. Podría ser que en la formación de esa región de baja densidad esté involucrada esa misteriosa forma de energía. Estudiando en detalle la radiación cósmica de fondo en esta región fría se podría revelar el mecanismo sutil, enigmático e invisible de lo que parece dar forma y estructura al Universo.
Arno Allan Penzias murió el 24 de enero pasado a la edad de noventa años. El descubrimiento de un fondo de microondas que permea al Universo entero le valió el premio Nobel de Física en 1978. Nació en la Alemania nazi y siendo un niño judío debió abandonar Europa para acabar en Estados Unidos. El inmigrante que encontró la gran evidencia de que nuestro Universo tuvo un comienzo, ha muerto. El que vio por primera vez la luz primordial que sigue aportando información sobre el origen y destino del Universo, falleció víctima del Alzheimer. Sin embargo, el estudio de la radiación que viene del cielo continúa porque en sus pormenores está la respuesta a las preguntas más profundas que nos planteamos los seres humanos.
ÁSS