Cómo la 'espuma cuántica' pudo sobrevenir inflado el universo primitivo

Cuando transacción a través de enlaces en nuestros artículos, Future y sus socios de distribución pueden percibir una comisión.

El universo primitivo experimentó una escalón de rápida expansión, conocida como inflación. Durante décadas, los cosmólogos asumieron que esta expansión fue impulsada por una nueva entidad en el universo, conocida como inflatón. Pero una nueva investigación sugiere que podría sobrevenir sido posible inflar el universo sin que nulo nuevo impulsara esa inflación.

En la término de 1970, el físico Alan Guth elaboró ​​una imagen radical del universo primitivo. Originalmente con la intención de resolver algunas propiedades problemáticas exhibidas por la física de adhesión energía en el universo verde, denso y caliente, concibió un maniquí en el que un nuevo campo cuántico, denominado inflatón, impulsó un período corto pero intenso de expansión estupendamente acelerada. , inflando el universo en muchos órdenes de magnitud en menos de un segundo.

La inflación ha persistido como una válido hipótesis del universo primitivo porque resuelve muchos problemas a la vez. Por un banda, explica por qué el El cosmos parece geométricamente plano.: Es tan vasto que, a pesar de su curvatura militar, cualquier parte del universo parecerá plana. Incluso explica por qué las regiones del universo separadas por grandes distancias son más o menos iguales: llegaron a conocerse antaño de que la inflación las separara.

Lo más importante es que la inflación explica cómo obtuvimos nuestras estructuras a gran escalera. El acto de inflación tomó la espuma cuántica del espacio-tiempo y la expandió a escalas mayores, depositando las semillas gravitacionales que algún día se convertirían en estrellas, galaxias y la red cósmica.

Pero los misterios persisten. No sabemos la identidad del inflatón, qué lo impulsaba o por qué se apagó cuando lo hizo. Y no tenemos pruebas concluyentes de que la inflación en realidad haya ocurrido.

A la luz de estos desafíos, tal vez haya una modo de reproducir las características observadas del universo sin carestia de inflarlo. En un artículo fresco, los astrofísicos describen un maniquí en el que se produce inflación, lo que conduce a la estructura a gran escalera del universo, sin que nulo nuevo lo impulse.

El maniquí comienza con una descripción del espacio que se está expandiendo adecuado a una constante cosmológica, muy parecida a la energía oscura que observamos en el cosmos flagrante. En ese contexto, la espuma cuántica está haciendo lo habitual: sacudir el espacio-tiempo a escalas submicroscópicas.

Esas fluctuaciones crean ondas gravitacionales, que son ondas que se extienden alrededor de el espacio. Las ondas gravitacionales por sí solas no pueden formar las semillas de las estructuras modernas, porque tienen el tipo desacertado de influencia en el espacio-tiempo.

Relacionado: ¿Cómo se produjo la inflación y por qué nos importa?

Pero los investigadores descubrieron que, en las condiciones adecuadas, las ondas gravitacionales provocadas por la espuma cuántica a veces pueden originar exactamente el tipo correcto de deformaciones en el espacio. Específicamente, buscaban deformaciones que fueran más o menos iguales en muchas escalas de distancia diferentes. Sabemos que las semillas de la estructura tenían que tener este tipo de patrón, porque eso es exactamente lo que observamos en el fondo cósmico de microondas, el patrón de luz sobrante de cuando el universo tenía sólo 380.000 abriles. Ese resplandor conserva una huella de aquellas estructuras tempranas, y podemos utilizarlo para estudiar modelos de inflación.

Existen ligeras diferencias entre los tipos de estructuras generadas en este ambiente de inflación sin inflación y la inflación tradicional. En este artículo, los investigadores no calcularon cuán fuertes son esas diferencias, pero el venidero paso importante es explorar las consecuencias observacionales de este maniquí.

HISTORIAS RELACIONADAS:

— Por qué necesitamos inflación cósmica

— ¿El cosmos primitivo creció en tamaño? Un universo espejo que retrocede en el tiempo puede ser una explicación más sencilla

— La historia del universo: desde el Big Bang hasta ahora en 10 sencillos pasos

El maniquí no es consumado. Todavía supone poco sobre el universo primitivo: a retener, que la constante cosmológica es lo suficientemente válido como para conducir a un cosmos en rápida expansión. Y no explica el problema de la planitud ni por qué zonas distantes del universo son más o menos iguales. Pero es una recorrido de estudio intrigante, porque puede brindar algunas ventanas alternativas potencialmente enseres que no dependen de una inflación para impulsar los cambios en el universo primitivo.

El cosmos verde sigue siendo un gran intriga en la cosmología moderna. Y aunque creemos que estamos en el camino correcto (en realidad parece que el universo experimentó un período de rápida expansión), todavía tenemos mucho que estudiar.