La Teoria de la Inflación Cósmica

Lo más probable es que el universo sea mucho mayor de lo que pensábamos, y no incluye una sola, sino una infinidad de big bangs.La teoría inflacionaria ha sido desarrollado para explicar las características observables del universo, y ha sido un éxito notable. Un ejemplo es la naturaleza de la radiación cósmica de fondo, que los cosmólogos interpretan como el resplandor del calor del propio Big Bang.Los astrónomos han hecho mediciones de alta precisión de esta radiación, por considerar que éste llegue a la Tierra con la misma intensidad en todas direcciones, a la extraordinaria precisión de alrededor de 1/1000 por ciento.

Rastreando la historia de esta radiación hacia atrás en el tiempo, los cosmólogos llegan a la conclusión de que la temperatura y la densidad de la materia en el universo debe haber sido uniforme con la radiación cósmica de fondo y fue liberada, a unos 300.000 años después del Big Bang. Sin inflación, esta uniformidad extrema de los inicios del universo debe ser asumida, pero no puede ser explicada. Los cálculos demuestran que sin la inflación no habría habido tiempo suficiente para que esta uniformidad suceda, por lo que uno se ve obligado a asumir, sin expresión de causa, que el universo es uniforme desde el principio.

A pesar de su nombre, la forma clásica de la teoría del Big Bang no es realmente una teoría de una explosión en absoluto. En realidad sólo describe las secuelas de la explosión. En él se describe cómo en el principio, caliente, denso el universo se expandía y enfriaba, sino que describe cómo los elementos químicos se sintetizaron con la luz durante esta expansión, y cómo la materia se coagulaba para formar galaxias y estrellas. Pero no dice nada acerca de lo que se formaba o cuál fue la causa de explosión, por lo que no hace predicciones sobre la uniformidad del universo justo después de la explosión.

La Teoria de la Inflación, por otra parte, puede explicar la "explosión" del Big Bang. Se basa en una propuesta, originaria de la física moderna de partículas, que dice que las densidades extraordinariamente altas pueden llevar a una forma de materia que a su vez la gravedad hace que ésta sea repulsiva en lugar de atraer.Por razones que no son importantes aquí, esta forma de materia que se llama un "vacío falso". La inflación es la propuesta de que la expansión del universo que vemos hoy es el resultado de la repulsión gravitacional de un falso vacío que llenaba el universo durante una pequeña fracción de un segundo de su historia temprana.

En la teoría inflacionaria la uniformidad extrema del universo fue creada al principio, antes de que la inflación comenzó. En este momento la región destinada a convertirse en el universo que se observa actualmente era pequeña, más de mil millones de veces más pequeño que el tamaño de un solo protón. Para una región tan pequeña, había un montón de tiempo suficiente para lograr la uniformidad que surjen por el mismo tipo de procesos mundano en la que el aire de una habitación se extiende para cubrir uniformemente el volumen. Después que esta uniformidad se estableció, la inflación se hizo cargo de estirar la región para convertirse en lo suficientemente grande como para incluir todas las estrellas y galaxias que vemos hoy.

La inflación no sólo explica la uniformidad que vemos en la radiación cósmica de fondo, sino que también explica las propiedades estadísticas de las faltas de uniformidad muy débiles que se han observado con instrumentos tan sensibles que pueden medir las variaciones por minutos de menos de 1/1000 de uno por ciento .Mientras que la inflación debe ser probada y juzgada sobre la base de lo que dice acerca de las características observables del universo, la curiosidad nos lleva a preguntarnos qué dice la inflación sobre el universo en su conjunto. La respuesta es extraña.La repulsión gravitacional del falso vacío que se cree que la inflación impulsada es tan fuerte que se han puesto en marcha un período de muy rápida expansión.

La región se ha duplicado en tamaño en unos 10 a 37 (es decir, un punto decimal seguido de 36 ceros y un 1) segundo. En los próximos 10-37 segundos, se han duplicado de nuevo, y se hubiese mantenido duplica cada 10-37 segundos durante el tiempo que el falso vacío haya sobrevivido. El falso vacío es inestable, sin embargo, por lo que en algún momento "decaído", convirtiendo su energía a una sopa caliente de partículas ordinarias. A partir de este punto en adelante el escenario coincidiría con la norma basada en caliente Big Bang. La espectacular expansión, sin embargo, sugiere fuertemente que el universo sería mucho más grande que uno hubiera imaginado de otra manera, por lo que la parte observada del universo no sería más que una mota en un espacio mucho más grande.Pero toda la historia es mucho más complicada.

El falso vacío es inestable, pero en la mayoría de versiones de la teoría de que se desintegra como una sustancia radiactiva. La decadencia es descrita por un medio de vida: la mitad de los falso vacío se quedan después de una vida media, una cuarta parte se quedan después de dos vidas medias, etc. Sin embargo, a diferencia de un material radiactivo, el falso vacío se expanden a medida que decae, y la expansión sería más rápida que la decadencia. Aunque sólo la mitad del falso vacío que quedan después de una vida media, que sería mayor que la región inicial. El falso vacío nunca desaparece, sino que seguirá aumentando su volumen de forma indefinida. Los pedazos de la región del falso vacío al azar decaería, produciendo nuevas "burbujas" de universos a un ritmo cada vez mayor. Nuestro universo sería sólo uno de los universos de este árbol infinito de burbujas.

Los cosmólogos asumen generalmente que las leyes de la física son las mismas en todo este universo de múltiples burbujas. Nosotros realmente no tenemos ninguna manera de saberlo, pero nuestro objetivo es comprender las consecuencias de las leyes de la física como las conocemos, y no para especular ociosamente acerca de otros mundos míticos. Sin embargo, existe la posibilidad de que las burbujas de otros podría ser muy diferente de la nuestra. Pares de partícula-antipartícula están apareciendo y desapareciendo sin cesar, y el espacio mismo se cree que se dividan en un mal entendido "espuma cuántica" cuando magnificado lo suficiente como para que las distancias tan cortas como 10-33 centímetros se hacen visibles. Debido a esta complejidad, los físicos no saben si un solo tipo de espacio vacío es estable, o si hay muchas clases.

Otros tipos de espacio no puede ser tridimensionales, y que pueden alterar las masas de las partículas elementales, o de las fuerzas que rigen su comportamiento. Si hay muchos tipos de espacio, el árbol infinito de universos burbuja muestra todas las posibilidades.Quien sabe, a lo mejor existan billones de universos burbuja flotando en el multiverso.

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