Inflación cósmica


La inflación cósmica es la idea (propuesta inicialmente por Alan Guth en (1981)) de que el universo naciente pasó por una fase de expansión exponencial, que fue producida por una densidad de energía del vacío de presión negativa.[1] Esta expansión puede ser modelada con una constante cosmológica no nula. Como consecuencia directa de esta expansión, todo el universo observable podría haberse originado en una región pequeña, conectada causalmente. La inflación contesta a los interrogantes clásicos de la cosmología del Big Bang: por qué el Universo parece ser plano, homogéneo e isótropo de acuerdo con el principio cosmológico como se esperaría, y basándose en la física del Big Bang, un Universo altamente curvado y heterogéneo. La inflación también explica el origen de la estructura a gran escala del universo. Las fluctuaciones cuánticas en la región microscópica inflacionaria, magnificada a tamaño cósmico, podrían entonces ser las semillas para el crecimiento de estructuras en el universo (ver Formación y evolución de las galaxias y formación de estructuras).

La inflación fue por primera vez propuesta por el físico y cosmólogo estadounidense Alan Guth en 1981[2] e independientemente Andrei Linde,[3] y Andreas Albrecht junto con Paul Steinhardt[4] le dieron su forma moderna.

Aunque el mecanismo responsable detallado de la física de partículas para la inflación se desconoce, la imagen básica proporciona un número de predicciones que se han confirmado por pruebas observacionales. La inflación es actualmente condiderada como parte del estándar Big Bang cosmológico caliente. La partícula elemental o campo hipotético que se piensa que es responsable de la inflación es llamada inflatón.

El mecanismo de cascada de división y elongación de fotones (CDEF) que precede la formación de materia fue propuesto para explicar la elongación de la radiación de fondo cósmico (Cosmic Microwave Background: CMB) por Alfredo Bennun, Rutgers University. Este modelo fue sometido a una simulación donde se propone que la energía primordial se pueda describir como una radiación, lo cual permite caracterizar la misma en función de su longitud de onda aunque de naturaleza física no esté establecida. Así esta radiación de ultra rápida frecuencia (v) y ultra pequeña longitud de onda (λ) podría evaluarse como fotones de muy alta energía limitada por la constante de Planck (1022 Mega Electrón Volts). Éstos serían inicialmente confinados dentro de un espacio tridimensional del orden de un radio Fermi 10 − 13 cm) evitando la naturaleza puntual y por lo tanto no física de una singularidad espaciotemporal. Se consideró la cascada como una secuencia reiterada 66 veces o sea, de (1x2)66 divisiones de los fotones iniciales pero el incremento inicial del radio del universo se lo expresa en base 4 y exponencial 66 o (1x2x2)66 porque en cada división o partición de los fotones simultáneamente se dobla su número y la amplitud de longitud de onda. Ambos procesos no están limitados por la velocidad de la propagación de la luz en el espacio porque implican transiciones de la amplitud del espacio tiempo. Este mecanismo expansivo y antagónico a la atracción gravitatoria es por lo tanto asimilable a la constante cosmológica de Einstein y es totalmente diferente al propuesto por Alan Guth aunque se obtienen valores similares a los que son estándar para caracterizar el final del escenario de inflación.

Referencias
  1. Liddle y Lyth (2000) y Mukhanov (2005) han publicado libros de texto de cosmología recientemente con extensas discusiones sobre la inflación. Kolb y Turner (1988) y Linde (1990) fallaron en algunos desarrollos recientes, pero siguen siendo ampliamente utilizados. Peebles (1993) proporciona una discusión técnica con un contexto histórico. Las recientes revisiones de Lyth y Riotto (1999) y Linde (2005). Guth (1997) y Hawking (1998) dieron introducciones populares a la inflación con reseñas históricas.
  2. A. H. Guth, "The Inflationary Universe: A Possible Solution to the Horizon and Flatness Problems", Phys. Rev. D 23, 347 (1981).
  3. A. Linde, "A New Inflationary Universe Scenario: A Possible Solution Of The Horizon, Flatness, Homogeneity, Isotropy And Primordial Monopole Problems", Phys. Lett. B 108, 389 (1982).
  4. A. Albrecht y P. J. Steinhardt, "Cosmology For Grand Unified Theories With Radiatively Induced Symmetry Breaking," Phys. Rev. Lett. 48, 1220 (1982).
Fuente: Wikipedia