Question

que es el modelo inflacionario?

Answer 1

Según la teoría «tradicional» de la gran explosión, nuestro universo comenzó hace 13.700 millones de años ocupando un volumen infinitesimal y lleno de una densidad divergente de materia y energía. Ese estado inicial se corresponde con lo que los matemáticos denominan una singularidad: uno que marcaría la ruptura de las leyes conocidas de la física. 

Con el objetivo de solucionar algunos de los problemas asociados a esa descripción, hace unos treinta años nació la teoría de la inflación cosmológica. Esta postula que, durante sus primeros instantes, el universo experimentó una expansión descomunal: en apenas una fracción de segundo, cada dirección del espacio habría aumentado sus dimensiones en un factor de, al menos, 1026. Después, la expansión cósmica habría continuado al ritmo mucho más moderado predicho por la teoría original de la gran explosión. En cierto sentido, podemos decir que la teoría inflacionaria resuelve parcialmente la singularidad inicial de la teoría de la gran explosión. 

Pero ¿cabe preguntarse qué ocurrió antes del período inflacionario? La propuesta inflacionaria goza de una amplia aceptación entre los físicos, ya que, aparte de resolver varios de los problemas conceptuales asociados a la teoría original de la gran explosión, predice correctamente algunas de las propiedades de la estructura a gran escala del universo observable. Sin embargo, la teoría inflacionaria se apoya en una descripción semiclásica de la física subyacente: aunque incorpora algunos efectos cuánticos de la materia y la energía que llenaban el cosmos durante sus primeros instantes, la dinámica del espaciotiempo se trata acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein, una descripción clásica de la gravedad que es ajena a las leyes de la mecánica cuántica. 

Ahora, tres físicos de la Universidad de Pensilvania han propuesto un modelo matemático que aspira a dar cuenta de los detalles cuánticos que caracterizaron la física del universo con anterioridad al período inflacionario. Según los autores, su modelo extiende de manera coherente la física de la cosmología inflacionaria hasta la escala de Planck; es decir, la escala de distancias (unos 10–35 metros) a partir de la cual se espera que los efectos cuánticos de la gravedad se tornen apreciables. 

La propuesta se basa en una teoría conocida como gravedad cuántica de bucles. Según esta, aunque el espacio y el tiempo se nos aparezcan como una realidad continua, si pudiéramos observarlos con un microscopio lo bastante potente observaríamos que, a distancias próximas a las escala de Planck, espacio y tiempo adoptan una estructura discreta, o «espumosa». La gravedad cuántica de bucles se postula como una teoría matemáticamente coherente que aspira a unificar gravedad y mecánica cuántica, si bien es cierto que cuenta con menos adeptos que la otra gran candidata, la teoría de cuerdas. En ocasiones, los partidarios de una y otra se han enzarzado en debates innecesariamente agrios. 

El trabajo ha sido dirigido por Abhay Ashtekar, uno de los padres de la gravedad cuántica de bucles. Según los autores, su estudio no solo extiende la física inflacionaria hasta la escala de Planck, sino que deja un pequeño hueco a que sus predicciones puedan contrastarse en el futuro. En particular, el modelo de Ashtekar y colaboradores establece que el aspecto de algunas de las perturbaciones primordiales en la densidad de materia y en la geometría del espaciotiempo (las irregularidades iniciales que, más tarde, servirían como semillas para la formación de galaxias y cúmulos de galaxias) diferiría del predicho por la cosmología inflacionaria. En principio, el eco de tales inhomogeneidades primordiales podría haber dejado una huella detectable en el fondo cósmico de microondas, la radiación electromagnética que fue liberada cuando el universo apenas contaba 380.000 años de edad y que, desde entonces, impregna todo el espacio.