La teoría de cuerdas y la inflación
Video: Cosmologia "La Teoría de la Inflación"
Hoy en día, los principios en el corazón de la teoría de la inflación tienen un profundo impacto en la forma en que la teoría de cuerdas es visto por muchos físicos. Al tratar de comprender el universo, dos problemas principales continúan siendo el problema de planitud y el problema del horizonte. Para resolver estos dos problemas, la teoría del big bang es modificado por el teoría de la inflación, que establece que el universo se expandió rápidamente, poco después de su creación.
Video: Inflación: el estado embrionario del universo (Juan García-Bellido)
Estos dos problemas pueden expresarse simplemente como:
problema del horizonte: El CMBR es esencialmente la misma temperatura en todas las direcciones.
problema de planitud: El universo parece tener una geometría plana.
El problema del horizonte (también llamado a veces la problema de la homogeneidad) Es que no importa en qué dirección se mira en el universo, se ve básicamente la misma cosa, como se muestra en la figura.
Video: ¿Qué Pasó ANTES del Big Bang? | Inflación Cósmica
Las temperaturas CMBR a través del universo son, a una muy alto nivel de medición, casi exactamente la misma temperatura en todas las direcciones. Esto realmente no debería ser el caso, si se piensa en ello con más cuidado.
Si nos fijamos en una dirección en el espacio, en realidad estás mirando hacia atrás en el tiempo. La luz que incide en el ojo (o telescopio) viaja a la velocidad de la luz, por lo que se emitió hace años. Esto significa que hay un límite de 14 mil millones (más o menos) de años luz en todas las direcciones. (El límite es en realidad más lejos porque el espacio mismo se está expandiendo, pero se puede ignorar que a los efectos de este ejemplo.)
Si hay algo más lejos que eso, no hay manera para que jamás han comunicado con nosotros. Así se mira con su telescopio de gran alcance y puede ver el CMBR de 14 mil millones de años luz de distancia (llamar a este punto A).
Si ahora mira 14 mil millones de años luz en la dirección opuesta (llamar a este punto B), que se ve exactamente el mismo tipo de CMBR en esa dirección. Normalmente, se tomaría esto como que todo el CMBR en el universo de alguna manera se ha difundido por todo el universo, como el calentamiento de un horno. De alguna manera, la información térmica se comunica entre los puntos A y B.
Pero los puntos A y B son 28 mil millones de años luz de distancia, lo que significa, porque ninguna señal puede ir más rápido que la velocidad de la luz, no hay manera de que podría haber comunicado entre sí en toda la edad del universo. ¿Cómo se hicieron la misma temperatura si no hay forma de calor para transferir entre ellos? Este es el problema del horizonte.
El problema de planitud tiene que ver con la geometría de nuestro universo, que aparece (en especial con la evidencia reciente WMAP) para ser una geometría plana, como se muestra en esta figura. La tasa de densidad de la materia y la expansión del universo parece ser casi perfectamente equilibrado, incluso 14000000000 año más tarde, cuando variaciones menores deben han crecido drásticamente.
Debido a que esto no ha sucedido, los físicos necesitan una explicación de por qué las pequeñas variaciones no han aumentado de forma espectacular. No existían las variaciones? ¿Ellos no crecen en variaciones a gran escala? ¿Pasó algo para suavizar a cabo? El problema de planitud busca una razón por qué el universo tiene una geometría aparentemente tan perfectamente plana.