Físicos ponen en duda el Big Bang y su teoría inflacionista

Un equipo internacional de astrofísicos afirma que existe una señal clara e inequívoca en el cosmos que podría eliminar la inflación –una teoría de la expansión exponencial del espacio en el universo primitivo– como posibilidad, lo que sugiere que nuestra comprensión de los orígenes de nuestro universo puede necesitar algunas actualizaciones.

En su artículo, publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters, el astrofísico europeo Sunny Vagnozzi, de la Universidad de Trento y la Universidad de Cambridge, junto con el investigador israelí-estadounidense Avi Loeb, de la Universidad de Harvard, sostienen que esta señal –conocida como fondo cósmico de gravitones (CGB)– puede ser detectada, aunque supondrá un enorme desafío técnico y científico.

"Gran Rebote" en lugar de un Big Bang

La eliminación de la inflación podría suponer, según los investigadores, que el universo podría haber comenzado con un "Gran Rebote" en lugar de un Big Bang. En otras palabras, el cosmos pudo haber nacido tras el final de una fase cosmológica anterior –un rebote– y no el resultado de que el espacio-tiempo se infle exponencialmente hasta existir.

"La inflación se teorizó para explicar varios problemas de ajuste fino del llamado modelo del Big Bang caliente", explica Vagnozzi, el primer autor del artículo. "También explica el origen de la estructura en nuestro universo como resultado de las fluctuaciones cuánticas", agregó.

Pero, como argumenta Vagnozzi, aún existe la posibilidad de demostrar que la teoría es errónea, a pesar de haber podido descartar "modelos inflacionarios individuales".

"La gran flexibilidad que muestran los posibles modelos de inflación cósmica, que abarcan un panorama ilimitado de resultados cosmológicos, hace temer que la inflación cósmica no sea falsable, incluso si se pueden descartar modelos inflacionarios individuales. ¿Es posible, en principio, poner a prueba la inflación cósmica de forma independiente del modelo?", se pregunta Vagnozzi.

¿Confirmación de la inflación cósmica?

Según el comunicado de prensa de la Universidad de Cambridge, algunos científicos plantearon 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, por su parte, en el comunicado el astrónomo de la Universidad de Harvard Avi Loeb, que también trabajó en el artículo. "Sin embargo, algunos de nosotros argumentamos que los resultados podrían estar mostrando justo lo contrario", añadió.

Estudiar el universo momentos después del Big Bang

Pero hasta que no veamos el universo tal y como era justo después del supuesto Big Bang, no lo sabremos con seguridad.

"El borde real del universo observable se encuentra a la distancia que cualquier señal podría haber viajado a la velocidad límite de la luz durante los 13.800 millones de años transcurridos desde el nacimiento del universo", dijo Loeb. "Como resultado de la expansión del universo, este borde se encuentra actualmente a 46.500 millones de años luz", agregó.

"El volumen esférico dentro de este límite es como una excavación arqueológica centrada en nosotros: cuanto más profundizamos en él, más temprana es la capa de historia cósmica que descubrimos, hasta llegar al Big Bang que representa nuestro horizonte final", añadió. "Lo que hay más allá del horizonte es desconocido".

En resumen, tenemos que profundizar para estudiar la naturaleza del universo justo después de su creación. Pero incluso si consiguiéramos vislumbrarlo, nos resultaría difícil predecir lo que vino antes. "Una comprensión adecuada de lo que vino antes requiere una teoría predictiva de la gravedad cuántica, que no poseemos", dijo Loeb.

Neutrinos, partículas casi ingrávidas

A pesar de las dificultades, esta realidad no ha desanimado a los investigadores, quienes creen que podría ser posible ahondar aún más en los inicios del universo estudiando las partículas casi ingrávidas conocidas como neutrinos, que son las más abundantes que tienen masa en el universo. 

Esto se debe a que el universo permite que los neutrinos viajen libremente sin dispersarse desde aproximadamente un segundo después del Big Bang, cuando la temperatura era de diez mil millones de grados, según el comunciado. "El universo actual debe estar lleno de neutrinos relictos de esa época", dijo Vagnozzi.

¿Detectar el CGBy  descartar por completo la teoría del Big Bang?

Sin embargo, Vagnozzi y Loeb afirman que podemos retroceder aún más en el tiempo si rastreamos los gravitones, hipotéticas partículas elementales que viajan libremente y que podrían explicar las interacciones gravitacionales.

Los investigadores sugieren así que el fondo cósmico de gravitones, o CGB, podría haber existido justo alrededor de la creación del universo. Según la teoría del Big Bang, el CGB no puede existir, ya que este se habría diluido –debido a la inflación exponencial del universo– hasta el punto de dejar de ser detectable.

Por tanto, si los investigadores lo detectaran, podrían descartar por completo la teoría del Big Bang.

Aun así, para detectar el CGB se necesitaría una tecnología extremadamente sofisticada de giroscopios e imanes superconductores que todavía no existe. No obstante, según los investigadores, esta señal podría estar a nuestro alcance en el futuro.

Editado por Felipe Espinosa Wang.