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Teoría Inflacionaria (cosmología que trata de explicar los acontecimientos de los primeros momentos del Universo.
De acuerdo con la teoría de la Gran Explosión o del Big Bang, generalmente aceptada, el Universo surgió de una explosión inicial que ocasionó la expansión de la materia desde un estado de condensación extrema (véase Cosmología). Sin embargo, en la formulación original de la teoríadel Big Bang quedaban varios problemas sin resolver. El estado de la materia en la época de la explosión era tal que no se podían aplicar las leyes físicas normales. El grado de uniformidad observado en el Universo también era difícil de explicar porque, de acuerdo con esta teoría, el Universo se habría expandido con demasiada rapidez para desarrollar esta uniformidad
La inflación fue porprimera vez propuesta por el físico y cosmólogo estadounidense Alan Guth en 1981[1] e independientemente Andrei Linde,[2] y Andreas Albrecht junto con Paul Steinhardt[3] le dieron su forma moderna.
Aunque el mecanismo responsable detallado de la física de partículas para la inflación se desconoce, la imagen básica proporciona un número de predicciones que se han confirmado por pruebas observacionales.La inflación es actualmente considerada como parte del modelo cosmológico estándar de Big Bang caliente. La partícula elemental o campo hipotético que se piensa que es responsable de la inflación es llamada inflatón.
La inflación sugiere que hubo un periodo de expansión exponencial en el Universo muy pre-primigenio. La expansión es exponencial porque la distancia entre dos observadores fijos seincrementa exponencialmente, debido a la métrica de expansión del Universo (un espacio-tiempo con esta propiedad es llamado un espacio de Sitter). Las condiciones físicas desde un momento hasta el siguiente son estables: la tasa de expansión, dada por la constante de Hubble, es casi constante, lo que lleva a altos niveles de simetría. La inflación es a menudo conocida como un periodo deexpansión acelerada porque la distancia entre dos observadores fijos se incrementa a una tasa acelerante cuando se mueven alejándose. (Sin embargo, esto no significa que el parámetro de Hubble se esté incrementando, ver parámetro de deceleración).
Motivación
La inflación resuelve varios problemas en la cosmología del Big Bang que fueron señalados en los años 1970.[4] Estos problemas vienen de laobservación que para parecerse a como es el Universo hoy, el Universo tendría que haber empezado de unas condiciones iniciales "especiales" o muy puestas a punto cerca del Big Bang. La inflación resuelve estos problemas proporcionando un mecanismo dinámico que conduce al Universo a este estado especial, de esta manera formando un Universo como el nuestro mucho más natural en el contexto de la teoría delBig Bang.
La inflación cósmica tiene el efecto importante de resolver heterogeneidades, anisotropía y la curvatura del espacio. Esto pone al Universo en un estado muy simple, en el que está completamente dominado por el campo inflatón y las únicas heterogeneidades significativas son las débiles fluctuaciones cuánticas en el inflatón. La inflación también dilute partículas pesadas exóticas, comolos monopolos magnéticos predichos por muchas extensiones del modelo estándar de física de partículas. Si el Universo estuviese lo suficientemente caliente como para formar tales partículas anteriores al periodo de inflación, no serían observados en la Naturaleza, ya que serían tan raras que es bastante probable que no haya ninguna en el Universo observable. Juntos, estos efectos se llamar el"teorema de no-pelo inflacionario"[5] por analogía con el teorema de no-pelo para los agujeros negros.
El teorema de "no-pelo" esencialmente porque el Universo se expande por un factor enorme durante la inflación. En un Universo en expansión, las densidades de energía generalmente cae según se incrementa el volumen del Universo. Por ejemplo, la densidad de la materia (polvo) "fría" ordinaria es...