Un nuevo estudio plantea que la inflación cósmica, un punto en la infancia del Universo cuando el espacio-tiempo se expandió exponencialmente y que es crucial en la teoría del Big Bang, podría descartarse rápidamente como posibilidad a partir de nuevos descubrimientos. Estos hallazgos serían posibles en las próximas décadas, de la mano de un gran desafío técnico y científico.
El astrofísico Sunny Vagnozzi, de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, y su colega Avi Loeb, de la Universidad de Harvard, en Estados Unidos, postulan en un nuevo estudio publicado recientemente en la revista The Astrophysical Journal Letters que la teoría de la inflación cósmica sería imposible de comprobar y, por lo tanto, podría descartarse rápidamente como posibilidad para explicar la expansión del Universo en sus momentos iniciales.
La inflación inicial
Desarrollada inicialmente por el físico y cosmólogo estadounidense Alan Guth en 1981, la inflación cósmica es una de las bases que sustentan la idea del Big Bang: casi inmediatamente luego del estallido inicial, el Universo se “infló” rápidamente y de manera exponencial. Esta expansión acelerada explicaría, entre otras cosas, por qué el cosmos actual es tan diferente del Universo primitivo.
Aunque esta idea parece en principio elegante y resuelve distintos enigmas sobre los momentos iniciales del cosmos, algunos científicos, entre ellos el propio Avi Loeb, marcaron sus preocupaciones sobre la inflación cósmica y la posibilidad real de comprobarla, luego que en 2013 el satélite Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA) publicara sus primeras mediciones del fondo cósmico de microondas (CMB, según las siglas en ingles), o sea la luz más antigua del Universo.
En esa ocasión, los resultados se presentaron como una comprobación de la teoría de la inflación cósmica, pero para Loeb y otros científicos fueron precisamente todo lo contrario: según su visión, los datos de Planck mostraban que la inflación cósmica planteaba más enigmas de los que resolvía, y que era hora de considerar nuevas ideas sobre los comienzos del Universo.
Esto indicaría que si el Universo no se expandió aceleradamente en sus inicios, probablemente no surgió desde un estallido primigenio y, en consecuencia, el Big Bang también podría descartarse. ¿Cómo habría surgido entonces el cosmos? Por ejemplo, Loeb cree que puede haber comenzado mediante un “rebote” de un cosmos que se contraía previamente.
Terminar con las dudas
Más allá de la catarata de nuevas teorías que podrían surgir si la inflación cósmica y el Big Bang se descartaran, en el nuevo estudio los astrofísicos creen que existe una forma de comprobar que la inflación cósmica como explicación de la expansión ultrarrápida del Universo no tiene sustento en sí misma como teoría, y que nunca podría verificarse por fuera de su relación indisoluble con el modelo del Big Bang.
Según una nota de prensa, Vagnozzi y Loeb explican que esto podría lograrse al rastrear los gravitones, partículas que median la fuerza de la gravedad. Los científicos indicaron que el Universo era transparente a los gravitones desde el primer instante rastreado por la física conocida: una vez que el Universo permitió que los gravitones viajaran libremente sin dispersarse, debería haberse generado un fondo “reliquia” de esta radiación inicial, un equivalente al fondo cósmico de microondas pero aplicado a estas partículas: el fondo cósmico de gravitones (CGB, según las siglas en inglés).
Estas radiaciones iniciales habrían alcanzado un nivel que será detectable por las sondas cosmológicas de próxima generación, lo que podría proporcionar la primera detección indirecta del CGB. Para los astrofísicos a cargo del nuevo estudio, esa información podría brindar precisiones sobre la tasa de expansión del Universo primitivo, refutando o verificando la inflación cósmica y, por consiguiente, consolidando o dejando muy endebles los cimientos sobre los cuales se sustenta el Big Bang.
Referencia
The Challenge of Ruling Out Inflation via the Primordial Graviton Background. Sunny Vagnozzi1,2 and Abraham Loeb. The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac9b0e
