En cosmología física, la época inflacionaria fue el período en la evolución del universo temprano cuando, según la teoría de la inflación , el universo experimentó una expansión exponencial extremadamente rápida . Esta rápida expansión aumentó las dimensiones lineales del universo primitivo en un factor de al menos 10 26 (y posiblemente un factor mucho mayor), y por lo tanto aumentó su volumen en un factor de al menos 10 78 . La expansión por un factor de 10 26 equivale a expandir un objeto 1 nanómetro (10 −9 m , aproximadamente la mitad del ancho de una molécula de ADN) de largo a uno de aproximadamente 10,6 años luz (unos 62 billones de millas) de largo.
Descripción
Se cree que la expansión fue provocada por la transición de fase que marcó el final de la época de gran unificación precedente aproximadamente 10-36 segundos después del Big Bang . Uno de los productos teóricos de esta transición de fase fue un campo escalar llamado campo de inflatón . Cuando este campo se estableció en su estado de energía más bajo en todo el universo, generó una fuerza repulsiva que condujo a una rápida expansión del espacio. Esta expansión explica varias propiedades del universo actual que son difíciles de explicar sin una época tan inflacionaria.
No se sabe exactamente cuándo terminó la época inflacionaria, pero se cree que fue entre 10 −33 y 10 −32 segundos después del Big Bang. La rápida expansión del espacio significó que las partículas elementales que quedaban de la época de la gran unificación ahora se distribuían muy finamente por todo el universo. Sin embargo, la enorme energía potencial del campo de inflación se liberó al final de la época inflacionaria, repoblando el universo con una mezcla densa y caliente de quarks, anti-quarks y gluones cuando entró en la época electrodébil .
Detección mediante polarización de la radiación de fondo de microondas cósmica
Un enfoque para confirmar la época inflacionaria es medir directamente su efecto sobre la radiación de fondo de microondas cósmico (CMB). El CMB está muy débilmente polarizado (a un nivel de unos pocos μK ) en dos modos diferentes llamados modo K y modo B (análogo al campo E y al campo B en electrostática ). La polarización del modo E proviene de la dispersión Thomson ordinaria , pero el modo B puede crearse mediante dos mecanismos: 1) a partir de lentes gravitacionales de los modos E; o 2) de ondas gravitacionales que surgen de la inflación cósmica. Si se puede medir la polarización en modo B de las ondas gravitacionales, proporcionaría evidencia directa que respalda la inflación cósmica y podría eliminar o respaldar varios modelos de inflación basados en el nivel detectado.
El 17 de marzo de 2014, los astrofísicos de la colaboración BICEP2 anunciaron la detección de polarización en modo B atribuida a ondas gravitacionales relacionadas con la inflación , que parecían apoyar la inflación cosmológica y el Big Bang , [1] [2] [3] [4] [ 5] sin embargo, el 19 de junio de 2014 redujeron el nivel de confianza de que las mediciones en modo B eran en realidad de ondas gravitacionales y no del ruido de fondo del polvo. [6] [7] [8]
La nave espacial Planck tiene instrumentos que miden la radiación CMB con un alto grado de sensibilidad (57 nK). Después del hallazgo de BICEP, los científicos de ambos proyectos trabajaron juntos para analizar más los datos de ambos proyectos. Ese análisis concluyó con un alto grado de certeza que la señal BICEP original se puede atribuir por completo al polvo en la Vía Láctea y, por lo tanto, no proporciona evidencia de una forma u otra para apoyar la teoría de la época inflacionaria. [9] [10] [11] [12]
Ver también
- Inflación (cosmología) : teoría de la expansión rápida del universo
- Big Bang - Modelo cosmológico
- Cronología del universo - Historia y futuro del universo
Notas
- ^ Personal (17 de marzo de 2014). "Publicación de resultados BICEP2 2014" . Fundación Nacional de Ciencias . Consultado el 18 de marzo de 2014 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
- ^ Clavin, Whitney (17 de marzo de 2014). "La tecnología de la NASA ve el nacimiento del universo" . NASA . Consultado el 17 de marzo de 2014 .
- ^ Overbye, Dennis (17 de marzo de 2014). "La detección de ondas en el espacio refuerza la teoría histórica del Big Bang" . The New York Times . Consultado el 17 de marzo de 2014 .
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- ^ Colaboraciones BICEP2 / Keck Array y Planck (2015). "Análisis conjunto de BICEP2 / Keck Array y datos de Planck". Cartas de revisión física . 114 (10): 101301. arXiv : 1502.00612 . Código Bibliográfico : 2015PhRvL.114j1301B . doi : 10.1103 / PhysRevLett.114.101301 . PMID 25815919 . S2CID 218078264 .
Referencias
- Guth, Alan H. (1998). El universo inflacionario: búsqueda de una nueva teoría de los orígenes cósmicos . Clásico. ISBN 978-0-09-995950-2.
- Greene, Brian (2005). El tejido del cosmos: espacio, tiempo y textura de la realidad . Penguin Books Ltd. bibcode : 2004fcst.book ..... G . ISBN 978-0-14-101111-0.
enlaces externos
- Inflación para principiantes de John Gribbin
- Universo 101 de la NASA ¿Qué es la teoría de la inflación?