El proceso llamado inflación tuvo lugar durante un tiempo increíblemente fugaz, unos 10-30 segundos. Durante este breve instante, el universo se expandió en un factor igualmente asombroso de 1030, pasando de un tamaño inicial de 10-28 centímetros hasta aproximadamente 1 metro.

            ¿Por qué habría de ocurrir la inflación?¿por qué su carácter momentáneo?

            Guth descubrió una causa plausible en una clase peculiar de materia constitutiva del universo, que en su modelo ya no es un plasma o polvo uniformemente distribuido como en el modelo clásico de la gran explosión, sino que consiste en partículas de campo escalar. Tales partículas no son habituales en la vida diaria, pero surgen de manera natural en numerosas teorías; realmente, se considera que son la forma dominante de la materia en condiciones de energía extremadamente elevada, parecidas a las del universo primitivo. Según el modelo inflacionario, conducen a una especie de presión negativa por cuya acción la gravedad se convierte en fuerza repulsiva y se produce la inflación. Al final de la era inflacionaria, la desintegración de la materia del campo escalar que produjo la expansión calentó el universo (inicialmente frío) a una temperatura muy elevada. La evolución subsiguiente recorrió exactamente el camino descrito por el modelo de la gran explosión caliente: el universo se expansionó y luego se enfrió, siendo el calor residual detectable como la radiación cósmica de fondo.

            Con esto, el modelo de universo inflacionario ofrece una posible explicación al origen de las fluctuaciones de densidad que habrían generado las galaxias y las demás estructuras: la rápida expansión del universo durante la inflación magnificó estas fluctuaciones microscópicas, transformándolas en cambios macroscópicos de la densidad.

            La inflación permite que el estado del universo observado actualmente haya surgido de un conjunto de condiciones iniciales más amplio y plausible,. Sin embargo, no libera totalmente a dicho estado de la dependencia de hipótesis formuladas sobre las condiciones iniciales. E incluso, la propia inflación descansa sobre varias hipótesis: se requiere (por ejemplo) que el campo escalar comenzase con una densidad de energía grande y aproximadamente constante, siendo esta equivalente (por lo menos por un tiempo breve) a la constante cosmológica de Einstein.

            Pero, ¿las hipótesis tienen un origen?.

            En la era anterior a la inflación el tamaño del universo tiende a cero y la intensidad del campo gravitatorio y la densidad energética de la materia tienden a infinito. Es decir, el universo parece surgir de una singularidad, de una región de curvatura y densidad energética infinitas en la que las leyes conocidas de la física dejan de tener validez. Por ello se recurre a la mecánica cuántica.

            Según la imagen que proporciona la cosmología cuántica, el universo surge a partir de una borrosidad cuántica (), pasando a la existencia por efecto túnel y evolucionando desde entonces de manera clásica. Con esto, las hipótesis que sustentan el modelo del universo inflacionario pueden reducirse a una sola condición de contorno sencilla y relativa a la función de onda del universo( Jonathan J. Halliwell, discípulo de Stephen W. Hawking).

            Experimentalmente se necesitaría poder observar algún efecto producido en el comienzo del universo, siendo insensible a su posterior evolución. Este podría venir dado a través de las ondas gravitatorias, pues los procesos de creación cuánticos producen ondas gravitatorias de forma e intensidad calculables (estas interaccionan muy débilmente con la materia a medida que se propagan en el espacio-tiempo).

 

Bibliografía: Cosmología cuántica y creación del universo, Investigación y Ciencia (febrero, 1992).

 

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