Una nueva teoría del origen del Universo sin inflación        

Por: Laurence Tognetti, Universe Today.

28 de agosto de 2025

Modelo del Big Bang. Crédito de la imagen: Equipo científico NASA/WMAP.

        ¿Cómo se originó exactamente el Universo y cómo estos procesos determinaron su formación y evolución? Esto es lo que un estudio reciente publicado en Physical Review Research pretende abordar, ya que un equipo de investigadores de España e Italia propuso un nuevo modelo para los eventos que ocurrieron inmediatamente después del nacimiento del Universo. Este estudio tiene el potencial de cuestionar las teorías tradicionales sobre los procesos exactos que ocurrieron en el origen del universo, así como sobre cómo estos procesos han regido su formación y evolución.

        Para el estudio, los investigadores utilizaron una serie de modelos informáticos para simular el origen del Universo, en vías de desafiar la teoría tradicional de que el Universo comenzó con un período de rápida expansión conocido como “inflación”, que los científicos estiman que ocurrió en la primera fracción de segundo de su existencia. Sin embargo, esta teoría de la inflación postula que varias variables intervinieron para hacerla posible. En contraste, este nuevo modelo sugiere que un fenómeno de larga data de la relatividad general, llamado ondas gravitacionales, es responsable del origen del Universo.

        La teoría de la inflación se desarrolló hace unos 45 años, proponiendo un período de expansión exponencialmente rápida en el Universo primitivo, donde este se expandió por un factor de aproximadamente 10²⁶ en 10^-36 segundos, tras el cese de la inflación, el Universo continuó expandiéndose, aunque no exponencialmente. Aunque los cosmólogos aceptan mayoritariamente la inflación como parte de la teoría del Big Bang basándose en cierta evidencia (aunque hay un disenso significativo), aún se desconoce el factor impulsor de la inflación.

A pesar de que el paradigma inflacionario, se propone como candidato más exitoso y sólido para explicar el origen y la evolución del Universo y su estructura a gran escala. Esto ha llevado a la búsqueda, en la física fundamental de partículas, de un campo escalar denominado inflatón. Hasta la fecha, no se ha encontrado ningún argumento teórico definitivo que conduzca a un único candidato a inflatón; de hecho, es posible construir cualquier potencial inflacionario, incluso en teorías fundamentales como la teoría de cuerdas, que se ajuste a los datos observacionales.

        El equipo propone que las ondas gravitacionales forman parte de un modelo matemático de larga data llamado espacio de De Sitter, que debe su nombre al matemático holandés Willem De Sitter, quien colaboró ​​con Albert Einstein en el estudio de la estructura del Universo durante la década de 1920. A partir de este modelo, es posible converger hacia las condiciones del Universo primitivo.

“Durante décadas, hemos intentado comprender los inicios del Universo utilizando modelos basados ​​en elementos nunca observados, lo que hace emocionante esta propuesta es su simplicidad y verificabilidad. No añadimos elementos especulativos, sino que demostramos que la gravedad y la mecánica cuántica podrían ser suficientes para explicar el origen de la estructura del cosmos”, afirmó el Dr. Raúl Jiménez, estudiante de Ciencias Experimentales y Matemáticas en ICREA (España) y coautor del estudio.

        La investigación se centra en que las perturbaciones escalares, que dan origen a la estructura a gran escala del Universo, se generan sin depender de un campo escalar (denominado inflatón). En este marco, la inflación es impulsada por un espacio-tiempo de De Sitter, donde las fluctuaciones métricas tensoriales (es decir, las ondas gravitacionales) surgen naturalmente de las oscilaciones del vacío cuántico, y las fluctuaciones escalares se generan mediante efectos tensoriales de segundo orden.

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