Què és la radiació de fons?

10.04.2025

Avui parlem d'un fenomen fascinant del món de la física i l'astronomia: la radiació de fons – més concretament, la radiació còsmica de fons – i com aconseguim aïllar i fins i tot descodificar aquests senyals.

Però comencem des del principi.

La radiació còsmica de fons – sovint també anomenada radiació de fons de microones – és un residu dels primers dies de l'univers. Va originar-se aproximadament 380.000 anys després del Big Bang, quan el plasma calent havia esdevingut prou fred perquè els àtoms neutres poguessin formar-se. L’univers es va fer transparent i la llum d’aquell temps va poder dispersar-se lliurement.

Aquesta radiació és a tot arreu – realment a tot arreu – a l'univers. Quan dirigim els nostres telescopis cap a un punt aparentment buit del cel, encara rebem un soroll feble i uniforme. Això és la radiació de fons – i porta la informació més antiga que tenim sobre l’univers.

Però com s’illa una senyal tan dèbil?

Primer: La radiació de fons és extremadament dèbil – la seva temperatura avui és d’aproximadament 2,7 Kelvin, només lleugerament per damunt del zero absolut. Per mesurar-la, necessitem detectors extremadament sensibles, principalment en telescopis espacials com COBE, WMAP o Planck.

No obstant això, això no és suficient. Perquè allà fora, hi ha molt més radiació que ens interfereix – de la nostra pròpia galàxia, de l’activitat solar i fins i tot dels electrònics dels nostres dispositius. És per això que els investigadors es basen en múltiples bandes de freqüència. Mesuren la mateixa zona del cel a diferents longituds d’ona i després utilitzen algoritmes per calcular què forma part del senyal còsmic – i què no.

Això s’anomena separació de components.

Metodes com l'Anàlisi de Components Principals (PCA) o fins i tot els algoritmes modernes d'aprenentatge automàtic ajuden a filtrar les senyals de fons purament.

I una vegada que ho hem aconseguit – després ve la part potser més emocionant: el descodificació.

Perquè la radiació de fons no és completament uniforme. Mostra petites diferències de temperatura, anomenades anisotropies. Això ens diu una quantitat increïble: com està estructurat l'univers, quina velocitat té d'expansió – i fins i tot quanta massa fosca i energia fosca conté.

En resum: Dins d'aquest soroll aparent es troba el pla de l'univers.

Conclusió: La radiació de fons és com un eixó còsmic dels primers dies del nostre univers. Amb tecnologia d'última generació i mètodes matemàtics intel·ligents, podem fer aquest eixó audible – i comprendre com va començar tot.

Autor: TJP i ChatGPT

COPYRIGHT ToNEKi Media UG (limitada de responsabilitat)