La Inflación resuelve los Problemas del Big Bang

La Inflación resuelve los Problemas del Big Bang

A continuación se enumeran los fundamentos y las consecuencias del marco teórico inflacionario desarrollado por Guth, Starobinsky y Linde:

• El universo que observamos es apenas una fracción del universo entero. Con la inflación el espacio se expande aceleradamente, la parte del universo que podemos observar está limitada por la velocidad finita de la luz. Estamos en el centro de una esfera (de radio = edad del universo * velocidad de la luz) más allá de la cual no podemos saber nada. Este límite se llama el horizonte.
   
• La inflación explica el origen del universo a partir de la nada (vacío). Si consideramos la naturaleza cuántica de la materia y los campos el vacío no es una entidad carente absolutamente de energía. El principio de incertidumbre de Heisemberg permite la aparición repentina de pares partícula-antipartícula que rápidamente desaparecen. La existencia de estos pares virtuales forma una presión negativa (esta posibilidad se llama el efecto Casimir y ha sido verificada experimentalmente).
   
• En la teoría de la Relatividad General no solamente la densidad de  masa es fuente de atracción gravitacional. La gravedad resulta de la suma de la densidad de masa (energía) y la presión. Si esta suma es positiva la gravedad es atractiva (como lo decía Newton), y si la suma es negativa la gravedad es repulsiva.
   
• En el modelo inflacionario el universo al comienzo del tiempo pasa por una época en la que el vacío provee suficiente presión negativa para provocar una expansión acelerada del espacio. Esta burbuja puede brotar espontáneamente a partir del vacío por un proceso que en mecánica cuántica se llama efecto “túnel”.
   
• El problema del horizonte desaparece con la inflación ya que toda la región del universo a la que tenemos acceso proviene de una región muy pequeña antes de la inflación dentro de la cual todas sus partes estaban en contacto causal.
   
• El problema de la planitud también queda resuelto con la inflación. El proceso de la expansión acelerada hace que la curvatura del espacio tienda siempre hacia una geometría plana (W = 1). Este proceso es similar a lo que ocurre cuando inflamos un globo hasta alcanzar un tamaño muy grande, por ejemplo si nos imaginamos que la Tierra es el globo inflado podemos apreciar que a escalas humanas la curvatura de la Tierra es imperceptible (la Tierra parece plana).
   
• El modelo explica el espectro de perturbaciones primordiales en la distribución de materia. Estas fluctuaciones crecen por acción de la gravedad y dan origen a la formación de galaxias y estructura en el universo. En el modelo inflacionario las perturbaciones en la densidad son producidas por fluctuaciones cuánticas del vacío. Las predicciones del modelo indican que la amplitud de las fluctuaciones es la misma para todas las escalas (por escala se entiende el tamaño de las regiones afectadas por la fluctuación en densidad). Esta predicción es consistente con las observaciones de anisotropias en la radiaccion cosmica del fondo.