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Una nueva teoría cosmológica aborda la descripción de la primera época del Universo, un periodo inaccesible por los modelos estándar actuales.
La inflación cosmológica, la hipótesis de que el universo primitivo experimentó una expansión muy rápida, es un paradigma popular en la cosmología moderna. La teoría explica con éxito cómo las fluctuaciones de la mecánica cuántica del vacío, empezando aproximadamente unos 10 a 36 segundos después del big bang, pudo haber dado lugar a la estructura a gran escala del Universo, lo que lleva a unas predicciones que han sido confirmadas por una serie de observaciones cosmológicas.
Sin embargo, la cosmología inflacionaria no puede ser la teoría última del universo. Si proyectamos el Universo hacia atrás en el tiempo, se pone tan caliente y denso que las leyes de la física en las que se basa la inflación (la relatividad general clásica) se rompen. En la llamada era de Planck, que dura un Planck (10−43 s.) después del Big Bang, la fuerza de la gravedad habría alcanzado valores comparables a las otras fuerzas fundamentales. En este régimen, los efectos de la gravedad cuántica habrían sido importantes, creando unas condiciones que van más allá de la comprensión convencional del espacio y del tiempo.
¿Qué condiciones existían antes de la inflación y en qué medida afectan a las predicciones del modelo inflacionario? Tales cuestiones cosmológicas fundamentales siguen sin respuesta, ya que no tenemos aún una teoría que puede hacer frente a la física de la época de la pre-inflación y que conecte sin problemas con el período inflacionario.
El artículo publicado en Physical Review Letters, por Iván Agullo y sus colegas de la Universidad Estatal de Pennsylvania, retoma la Gravedad Cuántica de Bucles (LQG), una teoría candidata de la gravedad cuántica, y la utiliza para ampliar el escenario inflacionario hasta el final a la era de Planck. Los autores también encuentran que las características de la fase pre-inflacionaria podría ser observable en firmas cosmológicas, ofreciendo así una oportunidad para poner a prueba la gravedad cuántica y probar la física pre-inflacionaria en futuras observaciones astronómicas.
– Original: “Quantum Gravity Extension of the Inflationary Scenario”. Ivan Agullo, Abhay Ashtekar, and William Nelson. Phys. Rev. Lett. 109, 251301 (2012). Artículo en .pdf .
– Autor: Parampreet Singh, Departamento de Física y Astronomía, Universidad Estatal de Louisiana, Baton Rouge, LA 70803, EE.UU.
– Fuente: Physics 5, 142 (2012) | DOI: 10.1103/Physics.5.142 .
– Imagen: Esquema de la evolución del Universo según el modelo de Agullo et al., basado en la extensión de una gravedad cuántica de bucle (LQG) del paradigma inflacionario (la figura no está a escala). La LQG se utiliza para describir el Universo primitivo de la era de Planck. Los autores muestran que su teoría conecta bien con la cosmología inflacionaria convencional, y hace predicciones similares sobre el fondo cósmico de microondas observable. El modelo se basa en un “gran rebote” (big bounce) en lugar del big bang: una transición que va desde la contración a una fase de expansión del Universo. APS/Alan Stonebraker