La teoría del Big Bang explica el origen y evolución del universo desde un estado inicial de alta densidad y temperatura hace aproximadamente 13,800 millones de años. Según la teoría, el universo se ha estado expandiendo desde este punto inicial y la expansión podría frenarse o acelerarse dependiendo de la densidad de materia. La inflación cósmica propone que en los primeros instantes hubo un período de expansión ultrarrápida que resolvió varios problemas de la teoría del Big Bang como el problema del horizonte.
2. TEORIA DEL
BIG BANG
De acuerdo con la teoría, un universo homogéneo e isótropo lleno de materia ordinaria,
podría expandirse indefinidamente o frenar su expansión lentamente, hasta producirse una
contracción universal. El fin de esa contracción se conoce con un término contrario al Big
Bang: el Big Crunch o 'Gran Colapso' o un Big Rip o Gran desgarro. Si el Universo se
encuentra en un punto crítico, puede mantenerse estable. Muy recientemente se ha
comprobado que actualmente existe una expansión acelerada del universo hecho no
previsto originalmente en la teoría y que ha llevado a la introducción de la hipótesis
adicional de la energía oscura (este tipo de materia tendría propiedades especiales que
permitirían comportar la aceleración de la expansión).
La teoría del Big Bang se desarrolló a partir de observaciones y avances teóricos. Por medio
de observaciones, en la década de 1910, el astrónomo estadounidense Vesto Slipher y,
después de él, Carl Wilhelm Wirtz, de Estrasburgo, determinaron que la mayor parte de
las nebulosas espirales se alejan de la Tierra; pero no llegaron a darse cuenta de las
implicaciones cosmológicas de esta observación, ni tampoco del hecho de que las
supuestas nebulosas eran en realidad galaxias exteriores a nuestra Vía Láctea.
En su forma actual, la teoría del Big Bang depende de tres suposiciones:
La universalidad de las leyes de la física, en particular de la teoría de la relatividad general
El principio cosmológico
El principio de Copérnico
3.
La inflación cósmica es un conjunto de propuestas en el marco de la física teórica para explicar la
expansión ultrarrápida del universo en los instantes iniciales y resolver el llamado problema del horizonte.
La inflación fue por primera vez propuesta por el físico y cosmólogo estadounidense Alan Guth en 1981 e
independientemente Andrei Linde, y Andreas Albrecht junto con Paul Steinhardt le dieron su forma
moderna.
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 se incrementa
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 de expansión
acelerada porque la distancia entre dos observadores fijos se incrementa a una tasa acelerante cuando
se mueven alejándose.
La inflación fue propuesta en 1981 por Alan Guth como un mecanismo para resolver estos
problemas, Hubo varios precursores, el más importante el trabajo de Willem de Sitter que demostró la
existencia de un altamente simétrico Universo inflacionista, llamado espacio de Sitter. De Sitter, sin
embargo, no lo aplicó a ningún problema cosmológico que interesaba a Guth. Contemporáneo con
Guth, Alexei Starobinsky argumento que las correcciones cuánticas de la gravedad reemplazarían la
singularidad inicial del Universo con un estado de expansión exponencial. Demosthenes Kazanas anticipó
parte del trabajo de Guth sugiriendo que la expansión exponencial podía eliminar el horizonte de
partículas y tal vez resolver el problema del horizonte, y Sato sugirió que una expansión exponencial podría
eliminar las paredes de dominio (otro tipo de reliquia exótica). Sin embargo, Guth fue el primero en
ensamblar un dibujo completo de como todas estas condiciones iniciales se podían resolver mediante un
estado de expansión exponencial.