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(Noticias de Nanowerk) Los astrofísicos dicen que la inflación cósmica, un punto en la infancia del universo cuando el espacio-tiempo se expandió exponencialmente y al que los físicos realmente se refieren cuando hablan del «Big Bang», se puede descartar en principio sin suposiciones.
Los astrofísicos de la Universidad de Cambridge, la Universidad de Trento y la Universidad de Harvard dicen que hay una señal clara e inequívoca en el cosmos que podría descartar la inflación como una posibilidad. Su obra, publicada en Las letras de la revista astrofísica («The Challenge of Ruling Out Inflation via the Primordial Graviton Background»), argumenta que esta señal, conocida como Cosmic Graviton Background (CGB), es perfectamente detectable, aunque presentará un gran desafío técnico y científico.
![pinchar la burbuja cósmica con una aguja](https://www.nanowerk.com/news2/space/id61792_1.jpg)
«Se ha teorizado que la inflación explica varios desafíos en el ajuste fino del llamado modelo hot big bang», dijo el Dr. Sunny Vagnozzi, primer autor del artículo del Instituto Kavli de Cosmología en Cambridge, que ahora trabaja en la Universidad de Trento. «También explica el origen de la estructura de nuestro universo como resultado de las fluctuaciones cuánticas.
“Sin embargo, la gran flexibilidad de los posibles modelos para la inflación cósmica, que abarcan un paisaje ilimitado de resultados cosmológicos, genera preocupaciones de que la inflación cósmica no es falsificable, incluso si se pueden descartar los modelos de inflación individuales. En principio, ¿es posible probar la inflación cósmica independientemente del modelo?
Algunos científicos expresaron su preocupación por la inflación cósmica en 2013, cuando el satélite Planck publicó sus primeras mediciones del fondo cósmico de microondas (CMB), la luz más antigua del universo.
«Cuando se anunciaron los resultados del satélite Planck, se presentaron como una confirmación de la inflación cósmica», dijo el profesor Avi Loeb de la Universidad de Harvard, coautor de Vagnozzi en la publicación actual. «Sin embargo, algunos de nosotros argumentamos que los resultados podrían mostrar todo lo contrario».
Junto con Anna Ijjas y Paul Steinhardt, Loeb fue uno de los que argumentó que los hallazgos de Planck mostraban que la inflación planteaba más misterios de los que resolvía, y que era hora de considerar nuevas ideas sobre los comienzos del universo que pueden no haber comenzado con un bang, por ejemplo, pero con un salto desde un cosmos que antes se contraía.
Los mapas del CMB publicados por Planck representan el tiempo más temprano en el universo que podemos «ver», 100 millones de años antes de que se formaran las primeras estrellas. No podemos ver más.
«El borde mismo del universo observable es la distancia que cada señal podría haber viajado al límite de la velocidad de la luz en los 13.800 millones de años que han pasado desde que nació el universo», dijo Loeb. “Como resultado de la expansión del universo, este borde se encuentra actualmente a 46.500 millones de años luz de distancia. El volumen esférico dentro de este límite es como una excavación arqueológica que se enfoca en nosotros: cuanto más profundo perforamos, más temprana es la capa de historia cósmica que descubrimos, hasta el Big Bang, que es nuestro último horizonte. Lo que hay más allá del horizonte es desconocido”.
Puede ser posible profundizar aún más en los comienzos del universo mediante el estudio de partículas casi ingrávidas conocidas como neutrinos, que son las partículas de masa más abundantes en el universo. El universo permite que los neutrinos viajen libremente sin dispersarse aproximadamente un segundo después del Big Bang, cuando la temperatura era de diez mil millones de grados. «El universo de hoy debe estar lleno de neutrinos reliquia de esa era», dijo Vagnozzi.
Vagnozzi y Loeb dicen que podemos retroceder aún más siguiendo los gravitones, partículas que median la gravedad.
«El universo era transparente a los gravitones desde el tiempo más antiguo rastreado por la física conocida, el tiempo de Planck: 10 a la potencia de -43 segundos, cuando la temperatura era la más alta imaginable: 10 a la potencia de 32 grados», dijo Löb. «Una comprensión adecuada de lo que vino antes requiere una teoría predictiva de la gravedad cuántica, que no poseemos».
Vagnozzi y Loeb dicen que una vez que el universo permitió que los gravitones se movieran libremente sin dispersarse, debería haberse creado un fondo remanente de radiación gravitatoria térmica con una temperatura un poco menos de un grado por encima del cero absoluto: el fondo cósmico de gravitones (CGB).
Sin embargo, la teoría del Big Bang no permite la existencia del CGB, ya que sugiere que la inflación exponencial del universo recién nacido está diluyendo reliquias como el CGB hasta el punto en que ya no son detectables. Esto se puede convertir en una prueba: si se descubriera el CGB, se descartaría claramente una inflación cósmica que no permitiría su existencia.
Vagnozzi y Loeb argumentan que tal prueba es posible y que, en principio, CGB podría detectarse en el futuro. El CGB contribuye al presupuesto de rayos cósmicos, que de otro modo incluye fondos de microondas y neutrinos. Por lo tanto, está afectando la tasa de expansión cósmica del Universo primitivo a niveles detectables por sondas cosmológicas de próxima generación, lo que podría proporcionar la primera evidencia indirecta del CGB.
Sin embargo, para reclamar evidencia definitiva de CGB, la «evidencia humeante» sería evidencia de un fondo de ondas gravitacionales de alta frecuencia que alcanzan un máximo de frecuencias alrededor de 100 GHz. Esto sería muy difícil de detectar y requeriría grandes avances tecnológicos en girotrones y tecnología de imanes superconductores. Aún así, dicen los investigadores, esta señal podría estar al alcance de nosotros en el futuro.
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