Físicos simulan “recalentamiento” que precedió al Big Bang

Para que el Big Bang ocurriera, hace 13.800 millones de años, hubo una fase previa llamada “recalentamiento”. Este período habría sido una transición entre la gran explosión y un estallido anterior del universo primitivo conocido como la inflación cósmica.

Un grupo de físicos logró simular este “recalentamiento” y así comprobar “cómo múltiples formas de materia habrían interactuado durante este período caótico al final de la inflación cósmica”.

“El período de recalentamiento posterior a la inflación establece las condiciones para el Big Bang”, declaró David Kaiser, profesor de física en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).

Detalló que “es este período de puente donde todo el infierno se desata y la materia se comporta de cualquier forma que no sea simple”. Junto a físicos del Kenyon College y  la Universidad de Leiden, mostraron que “la energía extrema que impulsó la inflación cósmica podría haberse redistribuido con la misma rapidez, en una fracción aún menor de un segundo”.

Los resultados de su estudio fueron publicados en un artículo en Physical Review Letters. Kaiser trabajó junto a Rachel Nguyen, John T. Giblin, Evangelos Sfakianakis y Jorinde van de Vis.

La historia del Big Bang

Según Kaiser, su estudio “permite contar una historia ininterrumpida, desde la inflación hasta el período posterior a la inflación, hasta el Big Bang y más allá”. Así “podemos rastrear un conjunto continuo de procesos, todos con física conocida, para decir que esta es una forma plausible en la que el universo llegó a verse como lo vemos hoy”.

Para alcanzar estos resultados, los científicos se basaron en la teoría de la inflación cósmica del profesor Alan Guth del MIT. Según esto, el universo era una mota muy pequeña de materia, del tamaño de un protón, hace 100 mil años y estaba lleno de material de ultra alta energía que generó una fuerza gravitacional que impulsó la inflación.

Prefirieron este modelo porque coincide con sus mediciones de alta precisión del fondo cósmico de microondas, que habría sido emitido 380 mil años después del Big Bang y que contenía rastros del periodo inflacionario.

Con las computadoras mapearon diversas forma de materia y rastrearon su energía, además de su distribución en el espacio y tiempo. Analizaron el comportamiento de dos tipos de materia que habrían tenido una presencia marcada durante esta fase.

Cómo interactúa la materia

A sus cálculos, los investigadores sumaron a su modelo inflacionario el término de acoplamiento no mínimo. Así fue que observaron cómo cambiaba la distribución de la materia y cómo se comportaba la energía.

Con esto descubrieron que mientras “más fuerte era el efecto gravitacional modificado cuánticamente en la materia, más rápido pasaba el universo de la materia fría y homogénea en la inflación a las formas de materia mucho más calientes y diversas características del Big Bang”.

Kaiser asegura que “el recalentamiento fue una locura”, porque fue “cuando todo se volvió loco”. Y gracias a sus cálculos se demostró que “la materia estaba interactuando tan fuertemente en ese momento que también podía relajarse de manera correspondiente rápidamente, preparando maravillosamente el escenario para el Big Bang”.