La inflación cósmica

En 1981 Alan Guth propuso modificar la cosmología estándar del big bang mediante el añadido de una etapa cortísima (de menos de 10 elevado a menos 35 segundos) de expansión exponencial (inflación) poco después del tiempo de Planck (10 elevado a menos 43 segundos). Esa inflación resultaría de un campo gravitatorio repulsivo creado por un falso vacío en los campos de Higgs responsables de la ruptura de simetría en la teoría de gran unificación de Georgi y Glashow. Aunque esta teoría ha sido abandonada, pues no se han encontrado las desintegraciones de protones que predecía, y aunque el modelo inflacionario propuesto por Guth no funcionaba, pues conducía a un universo mucho más heterogéneo que el actual, la idea misma de inflación ha tenido un gran éxito social, ha estado de moda en los últimos 15 años e incluso ha sido incorporada a los libros de texto.A pesar de ciertos eslóganes sociologistas, ni la verdad ni la justificación epistémica se reducen al consenso o a la moda. Aunque la cosmología inflacionaria se ha convertido en una industria que ya ha generado más de 3.000 artículos científicos y más de 50 modelos distintos, todavía no sabemos si la inflación tuvo lugar alguna vez fuera de la mente de sus proponentes.

La cosmología inflacionaria se presentaba inicialmente como una versión mejorada del modelo estándar del big bang, pero en sus últimas versiones (debidas sobre todo a Andrei Linde) postula un universo eterno y burbujeante incompatible con el big bang. Pretendía solucionar tres problemas: el de los monopolos, el de la uniformidad y el de la planitud. Las teorías de gran unificación predecían que el final de la ruptura de simetría traería consigo numerosos defectos topológicos, como los monopolos magnéticos, que serían tan numerosos y masivos, que constituirían casi toda la masa del universo. Pero los monopolos no se encuentran. Es el problema de los monopolos. La inflación lo resuelve arrojándolos fuera del universo observable. Si miramos a extremos opuestos del cielo podemos ver regiones cuyos conos de luz del pasado no se solapan, y que sin embargo son ahora uniformes, como muestra la radiación cósmica de fondo. Si fueron heterogéneos al principio, ¿cómo se uniformizaron, puesto que no podían interactuar? La inflación resuelve este problema creando todo el universo observable a partir de un solo volumen de horizonte. El parámetro de densidad omega (el cociente de la densidad media del universo por la crítica) fue en el pasado muy cercano a uno, es decir, la geometría del espacio-tiempo es casi plana. ¿Por qué? La inflación habría estirado tanto la eventual curvatura inicial que la habría convertido en plana, como la superficie de un globo muy hinchado. De todos modos, el problema de los monopolos no existe en el modelo estándar, y los problemas de la uniformidad y la planitud son meros problemas estéticos, desagrados por las condiciones iniciales.

La cosmología inflacionaria hacía una sola predicción robusta: el universo tiene que ser plano, omega tiene que ser uno. Sin embargo, todas las mediciones empíricas recientes parecen converger hacia un valor de omega = 0,2, lo que indicaría un universo abierto, de geometría hiperbólica. En vista de ello, toda una nueva generación de modelos inflacionarios abiertos ha aparecido recientemente. Pero si la inflación es insuficiente para aplanar el universo, también lo es para uniformizarlo. Dentro de unos siete años dispondremos de mediciones mucho más precisas de la radiación cósmica de fondo, lo que nos permitirá quizá poner a prueba las predicciones inflacionarias de las amplitudes de su espectro, aunque esas predicciones dependen de cada modelo y, cualesquiera que sean, se puede construir un modelo ad hoc que las predice.

La teoría inflacionaria no resuelve problemas serios del big bang, su apoyo empírico es dudoso, y su capacidad para metamorfosearse en función de los nuevos datos la inmuniza de modo inusitado. Quizá la inflación cósmica haya tenido lugar, pero no lo sabemos. Aunque fecunda como especulación, aún no merece ser admitida en el núcleo estándar de la cosmología actual