Las nuevas ideas de la física de partículas, que el documento mostró, implicaban que el universo podría haber sido objeto de una fase de expansión muy rápida en las primeras fracciones de segundo de su existencia. Este episodio inflacionario, como fué llamado, podría explicar cómo nuestro universo llegó a tener su densidad observada y uniformidad. La inflación no sólo se convirtió en uno de los principios centrales de la teoría cosmológica, sino que también significó que cualquier aspirante a teórico cósmico tuviera que aprender sobre la física de partículas.
En la década de 1970, los teóricos de partículas comenzaron a construir las grandes teorías unificadas (GUTs), las cuales proponen que a las temperaturas o las energías superiores a unos 1015 mil millones de electrón-voltios (GeV), la fuerza electromagnética y las fuerzas nucleares débil y fuerte son idénticas. En el modelo estándar del Big Bang, el cosmos comenzó lo suficientemente caliente como para alcanzar ese estado de gran unificación. Entonces, a una edad cósmica de unos 10-35 segundos, la fuerza nuclear fuerte se separó de la fuerza electrodébil todavía unificada. Los teóricos se dieron cuenta de que una consecuencia no deseada de esta transición , es que se crearía una gran cantidad de monópolos magnéticos - un fenómeno incompatible con las observaciones cósmicas.
el telescopio espacial James Webb observará el universo infrarojo después de su lanzamiento en el 2014 o más tarde.Entre sus tareas estará el observar la luz desde la temprana historia cósmica y probar el concepto de la inflación,una expansión exponencial del universo durante su infancia la cual fué originalmente propuesta en 1981.Crédito.Nasa.
Dos problemas aparentemente sin relación también existen en la cosmología de la época. En primer lugar, el problema de la uniformidad: el universo se ha expandido tan rápidamente que no ha habido tiempo para que todas las regiones del universo observable hoy en día igualen sus temperaturas y densidades mediante el intercambio de materia y energía. ¿Por qué, entonces, el universo parece más o menos el mismo en todas partes?
El segundo enigma es que nuestro universo parece ser aproximadamente "plano" - en las más grande escalas de distancia, elespacio-tiempo tiene poca o ninguna curvatura. Sin embargo, en el modelo cosmológico estándar, cualquier universo que comienza con un poco de curvatura, positiva o negativa, se aleja de la planitud a medida que el universo se expande. Un universo que es casi plano, después de más de diez mil millones de años es tan difícil de organizar como un lápiz que se mantenga en equilibrio sobre su punta por eones.
A finales de 1979, Alan Guth, , en el Centro del Acelerador Lineal de Stanford en California, se dió cuenta de que una solución al problema del monópolo en el cual había trabajado recientemente con un colega [ ver aquí ] también podría resolver estos dos importantes enigmas. La solución consistía en un ingrediente de las GUTs conocido como el campo de Higgs, el cual se supone que impregna todo el espacio. A medida que el Universo se expandió y se enfrió, la fuerza fuerte se separó de las demás cuando el campo de Higgs pasó de un valor a otro. Para resolver el problema del monópolo, Guth y Henry Tye, ambos de la Universidad de Cornell el año anterior, supusieron que el campo de Higgs no cambió inmediatamente, sino que quedó estancado por algún tiempo en el valor incorrecto. La situación era algo así como una bola que queda atrapada en una depresión en la cima de una colina, evitando que se desplace hasta el valle. Un retraso en la transición de Higgs significó una menor producción de monopolos magnéticos.
Guth empezó a preguntarse lo que el retraso de la transición significaría para la expansión cósmica. Cuando el campo de Higgs estaba atrapado en un valor incorrecto, se convirtió en la energía dominante en el universo, con la extraña propiedad de hacer que el universo se expandiera de manera exponencial con el tiempo, en contraste con la usual más lenta expansión para un universo lleno solamente de materia y radiación.
"La inflación", como Guth llamó a esta expansión exponencial, resuelve el problema de la uniformidad, ya que toma un pedazo de los inicios del universo lo suficientemente pequeño como para haber sido uniformizado por los procesos internos y lo disemina hasta una región mucho más grande la cual podemos ver hoy en día. También mostró que la inflación empuja al universo más cercano a una perfecta planitud cuanto más tiempo pasa.
En su documento, Guth admitió un grave problema con su modelo. El campo de Higgs no completa su transición en cada región del espacio, dejando un universo heterogéneo que no es como el universo que vemos. Sin embargo un año después otros científicos encontraron formas de ajustar la teoría y evitar este problema [ ver aquí y aquí].
Rocky Kolb, ahora en la Universidad de Chicago, dice que en el momento en que los físicos de partículas comenzaron a interesarse en la cosmología, el problema del monópolo parecía más urgente que los otros rompecabezas cósmico. "No teníamos la menor idea [de si la inflación] sería el concepto poderoso que resultó ser." Pero ahora, dice, la inflación es ubícua en la cosmología y promete explicar mucho más, incluyendo el origen de las estructuras, tales como galaxias y cúmulos de galaxias.
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fuente de la información:
http://focus.aps.org/story/v27/st12
