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  • Investigación y Ciencia
  • Julio 1984Nº 94

Cosmología

El universo inflacionario

De acuerdo con una nueva teoría cosmológica, el universo estaría inmerso en una región del espacio mucho más amplia. Esta región registró un crecimiento extraordinario una fracción de segundo después de la gran explosión inicial.

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En estos últimos años, cabos sueltos de la teoría estándar de la gran explosión han instado el desarrollo de un nuevo modelo sobre la historia de los primeros momentos del universo. Este modelo recibe el nombre de universo inflacionario; concuerda exactamente con la descripción aceptada del universo observado para tiempos posteriores a los primeros 10–30 segundos. Mas, para esta primera fracción de segundo, la explicación cambia por completo. Según el nuevo modelo, el universo tuvo un breve período de inflación, o expansión, extraordinariamente rápida en la que su diámetro creció en un factor quizá 1050 veces mayor que el que se ha venido admitiendo. En ese momento de enorme crecimiento, podría haberse creado toda la materia y energía del universo prácticamente a partir de la nada. El proceso inflacionario comporta también implicaciones importantes para nuestro universo. Si el nuevo modelo es correcto, el universo observado se limita a una porción muy pequeña de cuanto es en su integridad.

Muchas características del modelo inflacionario las comparte el modelo estándar de la gran explosión. Para ambos, el comienzo del universo se sitúa a unos 10.000 o 15.000 millones de años, partiendo de una bola de fuego primitiva, con densidad y temperatura extremas; desde entonces se está expandiendo y enfriando. Esta descripción ha permitido justificar muchos aspectos del universo observado; entre ellos, el corrimiento hacia el rojo de la luz procedente de las galaxias lejanas, la radiación cósmica de fondo de microondas y la abundancia primitiva de elementos ligeros. Todas estas predicciones están relacionadas con sucesos que seguramente ocurrieron después del primer segundo, cuando ya los dos modelos coinciden.

Hasta hace unos cinco años, eran pocos los intentos serios para describir cómo era el universo del primer segundo. Se creía que la temperatura en este período debía superar los 10.000 millones de grados Kelvin y apenas si se sabía algo de las propiedades de la materia en tales condiciones. A pesar de tan escaso bagaje, y apoyándose en los últimos resultados conseguidos en la física de partículas elementales, los cosmólogos se han empeñado en desentrañar la historia del universo hasta retroceder a los 10–45 segundos de edad. (En el intervalo anterior, la densidad de energía debió ser de tal magnitud que habría que sustituir la teoría de la relatividad general de Einstein por una teoría cuántica de la gravedad que, por ahora, no existe.) Cuando se pretende extender a estos momentos iniciales el modelo normal de la gran explosión surgen varios problemas. En primer lugar, se pone de manifiesto que el modelo requiere bastantes hipótesis, muy estrictas y carentes de explicación, sobre las condiciones iniciales del universo. Y, por otro lado, la mayoría de las nuevas teorías de partículas elementales revelan que el modelo estándar conduciría a una hiperproducción de partículas exóticas llamadas monopolos magnéticos. (Un monopolo es un polo magnético, norte o sur, aislado.)

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