El resultado más esperado del año 2013 en física, el mapa del fondo cósmico de microondas (CMB) obtenido por el satélite Planck de la ESA, ha sido decepcionante para la mayoría, pues se confirma lo que más temíamos, el modelo cosmológico estándar con energía oscura, materia oscura fría e inflación cósmica. Los datos de Planck confirman la inflación cósmica a 6 σ (lo que ya no deja dudas sobre su existencia). No se han encontrado desviaciones respecto a una distribución gaussiana en las anisotropías del CMB y se ha confirmado que existen tres especies de neutrinos (partículas ligeras ultrarrelativistas cuya masa total es inferior, según Planck+WP+highL, a 0,66 eV al 95% CL). Los datos de Planck muestran ciertas diferencias con los de WMAP-9, pero apoyan a los obtenidos con BAO. No se han publicado datos sobre la polarización del CMB (el análisis está aún en curso pues filtrar la polarización del polvo interestelar del primer plano está siendo más difícil de lo esperado), ni tampoco sobre los modos B (sólo se han presentado datos de los modos E); para ambos análisis habrá que esperar a 2014. Más información técnica en “Planck 2013 results. I. Overview of products and results,”Submitted to A&A, 21 Mar 2013. Por cierto, lo que muestra la imagen que abre esta entrada es la variación de la temperatura del CMB en todo el cielo. La temperatura de referencia para el CMB es de T0 = 2,7255 K y la figura presenta las fluctuaciones de ±0,0005 (es decir, la temperatura varía entre entre 2,7250 y 2,7260). Lo que presenta la imagen son estas fluctuaciones de temperatura (azul oscuro para -0,0005 y rojo oscuro para +0,0005).
Como muestra esta tabla, el universo tiene una edad de 13798 ± 37 millones de años. Los datos de Planck comparados con los de WMAP-9 indican que el universo tiene un 6% menos de energía oscura, un 9% más de materia bariónica y un 18% más de materia oscura (los datos de Planck están en buen acuerdo con los de BAO, ACT y SPT). El universo es plano con ΩK= -0,0096 ± 0,0100 (al 68% C.L.). Usando sólo los datos de Planck, la energía oscura ΩΛ= 67 % del contenido del universo; el valor combinado con otros experimentos es del ΩΛ= 69 %. El nuevo valor de la constante de Hubble, H0= (67±1,2) km/s/Mpc es similar al obtenido por WMAP9, pero difiere a 2,5 σ del medido mediante el Hubble (HST Key Project) y el análisis de supernovas que fue de H0= (73,8±2,4) km/s/Mpc.
Para los despistados, el satélite Planck fue lanzado el 14 de mayo de 2009 y posee 74 detectores sensibles a frecuencias entre 25 y 1000 GHz, con una resolución angular de 30 minutos de arco para las frecuencias más bajas y de 5 segundos de arco para las más altas. El Instrumento para Frecuencias Bajas (LFI por Low Frequency Instrument) cubre las bandas centradas en 30, 44, y 70 GHz (más info, con mapas y procesado de datos; estimación de los errores; modelado de haces y correcciones; los dos métodos de calibración). Los bolómetros del Instrumento para Frecuencias Altas (HFI por High Frequency Instrument) cubren seis bandas centradas en 100, 143, 217, 353, 545, y 857 GHz (más info, con mapas y procesado de datos; modelado de haces y cómo Planck ve a Marte, Saturno y Júpiter; métodos de calibración para cada detector).
Planck está diseñado para obtener un mapa completo del cielo cada 6 meses más o menos. Se han tomado datos del CMB desde el 12 de agosto de 2009 hasta el 28 de noviembre de 2010 (unos 15,5 meses); a partir de entonces se ha seguido tomando datos pero los resultados no se publicarán hasta 2014. Debo resltar que los bolómetros de alta frecuencia (HFI) dejaron de producir datos útiles desde el 13 de enero de 2012 (el helio líquido necesario para enfriarlos a
0,1 K se agotó), aunque el LFI (enfriado a 20 K) sigue tomando datos (pero su utilidad es más bien limitada en relación al CMB). Hoy se han publicado datos recabados en los primeros
15,5 meses de toma de datos, que a partir de hoy se llamarán “2013 Products”
(datos de Planck de 2013).
La mayor dificultad en el análisis de los datos de Planck sobre el CMB es separar la contribución del primer plano (de origen galáctico y extragaláctico). La Colaboración Planck ha utilizado cuatro métodos diferentes (SMICA, NILC, Commander-Ruler, y SEVEM), cada uno asignado a un grupo de científicos diferentes, para evitar sesgos; además, se ha simulado por ordenador un mapa “teórico” de referencia basado en los datos de WMAP-9. La comparación de los cinco muestra un buen acuerdo, por lo que la versión oficial del mapa seleccionada ha sido la obtenida por el método SMICA (el mapa que abre esta entrada, donde entre los azules y los rojos la escala se mueve entre -500 y 500 μK).
Se han obtenido datos del espectro angular del CMB con multipolos hasta 4000, pero el error es muy grande por encima de 2500, por ello esta imagen oficial se corta en dicho punto.
Para ir más allá hay que recurrir a ACT y SPT, como muestra esta figura.
Sobre la inflación cósmica Planck sólo nos dice que ha ocurrido y que todo tiene apunta a los modelos más sencillos (un campo escalar neutro como inflatón con el potencial más sencillo).
No hay pruebas de la existencia de anisotropías no gaussianas en el CMB, como las predichas por la existencia de cuerdas cósmicas y otros defectos cosmológicos
(los límites actuales son Gμ/c²< 1,5× 10-7).
