En cosmología física , inflación cósmica , inflación cosmológica , o simplemente inflación , es una teoría de la expansión exponencial del espacio en el universo primitivo . Se cree que la época inflacionaria duró desde 10 −36 segundos hasta entre 10 −33 y 10 −32 segundos después del Big Bang . Después del período inflacionario, el universo continuó expandiéndose, pero a un ritmo más lento. La aceleración de esta expansión debida a la energía oscura comenzó después de que el universo tuviera ya más de 7.700 millones de años (hace 5.400 millones de años). [1]
La teoría de la inflación se desarrolló a fines de la década de 1970 y principios de la de 1980, con contribuciones notables de varios físicos teóricos , incluidos Alexei Starobinsky en el Instituto Landau de Física Teórica , Alan Guth en la Universidad de Cornell y Andrei Linde en el Instituto de Física Lebedev . Alexei Starobinsky, Alan Guth y Andrei Linde ganaron el Premio Kavli 2014 "por ser pioneros en la teoría de la inflación cósmica". [2] Se desarrolló aún más a principios de la década de 1980. Explica el origen de la estructura a gran escala del cosmos . Fluctuaciones cuánticasen la región inflacionaria microscópica, ampliada al tamaño cósmico, se convierten en las semillas para el crecimiento de la estructura en el Universo (ver formación y evolución de galaxias y formación de estructuras ). [3] Muchos físicos también creen que la inflación explica por qué el universo parece ser el mismo en todas las direcciones ( isotrópico ), por qué la radiación cósmica de fondo de microondas se distribuye uniformemente, por qué el universo es plano y por qué no se han observadomonopolos magnéticos .
Se desconoce el mecanismo detallado de física de partículas responsable de la inflación. La mayoría de los físicos aceptan el paradigma inflacionario básico, ya que la observación ha confirmado varias predicciones del modelo de inflación; [a] sin embargo, una minoría sustancial de científicos disiente de esta posición. [5] [6] [7] El campo hipotético que se piensa que es responsable de la inflación se llama inflatón . [8]
En 2002, tres de los arquitectos originales de la teoría fueron reconocidos por sus principales contribuciones; los físicos Alan Guth del MIT , Andrei Linde de Stanford y Paul Steinhardt de Princeton compartieron el prestigioso Premio Dirac "por el desarrollo del concepto de inflación en cosmología". [9] En 2012, Guth y Linde recibieron el premio Breakthrough Prize in Fundamental Physics por su invención y desarrollo de la cosmología inflacionaria. [10]
Alrededor de 1930, Edwin Hubble descubrió que la luz de las galaxias remotas se desplazaba hacia el rojo ; cuanto más remoto, más desplazado. Esto se interpretó rápidamente en el sentido de que las galaxias se alejaban de la Tierra. Si la Tierra no se encuentra en una posición central especial y privilegiada en el universo, entonces significaría que todas las galaxias se están alejando, y cuanto más lejos, más rápido se están alejando. Ahora se entiende que el universo se está expandiendo , llevando consigo las galaxias y provocando esta observación. Muchas otras observaciones concuerdan y también conducen a la misma conclusión. Sin embargo, durante muchos años no estuvo claro por qué o cómo el universo podría expandirse, o qué podría significar.
Basado en una gran cantidad de observación experimental y trabajo teórico, ahora se cree que la razón de la observación es que el espacio mismo se está expandiendo y que se expandió muy rápidamente en la primera fracción de segundo después del Big Bang . Este tipo de expansión se conoce como expansión "métrica" . En la terminología de las matemáticas y la física, una " métrica " es una medida de distancia que satisface una lista específica de propiedades, y el término implica que el sentido de la distancia dentro del universo está cambiando . Hoy en día, la variación métrica es un efecto demasiado pequeño para verlo en menos de una escala intergaláctica.