Teoria de la inflacion del universo

Universo cíclico

Nuestro universo comenzó con una explosión, un big bang. La explosión estiró el tejido mismo del espacio-tiempo, enviando materia sobrecalentada en todas direcciones. Al expandirse, la materia se enfrió y comenzó a agregarse, formando átomos, luego elementos, después estrellas, galaxias y, finalmente, todo lo que conocemos y vemos hoy.

La respuesta está en su teoría de la inflación cósmica. «Establece las condiciones para el big bang, como una precuela», dice Guth, profesor de física del MIT. Por desarrollar esa teoría, Guth y dos de sus colegas, Andrei Linde, de la Universidad de Stanford, y Alexei Starobinsky, del Instituto Landau de Física Teórica de la Academia Rusa de las Ciencias, cerca de Moscú, fueron galardonados con el Premio Kavli 2014 de astrofísica.

Según la teoría, durante menos de una millonésima de trillonésima de trillonésima de segundo tras el nacimiento del universo, una forma exótica de materia ejerció una fuerza contraintuitiva: la repulsión gravitatoria. Aunque normalmente pensamos que la gravedad es atractiva (imaginemos a Isaac Newton y la manzana que cae), la teoría de la relatividad general de Albert Einstein permite esa fuerza.

Tamaño del universo

El telescopio de 10 metros del Polo Sur y el telescopio BICEP (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization) frente a la Vía Láctea. El BICEP2 ha detectado recientemente ondas gravitacionales en el fondo cósmico de microondas, un descubrimiento que respalda la teoría de la inflación cósmica sobre cómo comenzó el universo. (Foto: Keith Vanderlinde, National Science Foundation)

Hace casi 14.000 millones de años, el universo que habitamos estalló en un acontecimiento extraordinario que inició el Big Bang. En la primera y fugaz fracción de segundo, el universo se expandió exponencialmente, extendiéndose mucho más allá de la visión de los mejores telescopios actuales. Todo esto, por supuesto, ha sido sólo teoría.

Los investigadores de la colaboración BICEP2 han anunciado hoy la primera prueba directa que apoya esta teoría, conocida como «inflación cósmica». Sus datos también representan las primeras imágenes de ondas gravitacionales, u ondulaciones en el espacio-tiempo. Estas ondas se han descrito como los «primeros temblores del Big Bang». Por último, los datos confirman una profunda conexión entre la mecánica cuántica y la relatividad general.

Inflación cósmica

Estamos hechos de fluctuaciones cuánticas estiradas. Al menos ésa es la explicación más popular de los cosmólogos en la actualidad. Según su teoría, la historia de nuestra existencia comenzó hace miles de millones de años con un campo -ahora ausente- que impulsó al universo a una fase de rápida expansión llamada «inflación». Cuando la inflación terminó, el campo decayó y su energía se convirtió en radiación y partículas que todavía existen hoy.

La inflación fue propuesta hace más de 35 años, entre otros, por Paul Steinhardt. Pero Steinhardt se ha convertido en uno de los más fervientes críticos de la teoría. En un reciente artículo publicado en Scientific American, Steinhardt, junto con Anna Ijjas y Avi Loeb, no se contiene. La mayoría de los cosmólogos, afirman, son creyentes acríticos:

«[L]a comunidad cosmológica no ha analizado con frialdad y honestidad la teoría inflacionaria del big bang ni ha prestado una atención significativa a los críticos que cuestionan si la inflación se produjo. Más bien, los cosmólogos parecen aceptar a pies juntillas la afirmación de sus defensores de que debemos creer en la teoría inflacionista porque ofrece la única explicación sencilla de las características observadas del universo».

Origen del universo

Según la inflación eterna, la fase inflacionaria de la expansión del universo dura para siempre en la mayor parte del universo. Dado que las regiones se expanden con rapidez exponencial, la mayor parte del volumen del universo en un momento dado se está inflando. La inflación eterna, por tanto, produce un multiverso hipotéticamente infinito, en el que sólo un insignificante volumen fractal termina la inflación.

El artículo de Alan Guth de 2007, «La inflación eterna y sus implicaciones»,[3] afirma que bajo supuestos razonables «Aunque la inflación es genéricamente eterna hacia el futuro, no es eterna hacia el pasado». Guth detalló lo que se sabía sobre el tema en ese momento, y demostró que la inflación eterna todavía se consideraba el resultado probable de la inflación, más de 20 años después de que Steinhardt introdujera por primera vez la inflación eterna.

La inflación, o la teoría del universo inflacionario, se desarrolló originalmente como una forma de superar los pocos problemas que quedaban en lo que, por otra parte, se consideraba una teoría exitosa de la cosmología, el modelo del Big Bang.

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About the Author: Olivo Magno