En los primeros instantes después del Big Bang, el universo se expandió más rápido de lo que la luz podía cruzarlo. Ese crecimiento vertiginoso —la inflación— estiró las diminutas vibraciones cuánticas hasta el tamaño de galaxias enteras. Pero, ¿desde qué estado exactamente comenzaron esas vibraciones? Normalmente los físicos toman el más simple: el vacío de Bunch–Davies, como una hoja limpia sin pliegues. Los autores del artículo comprueban qué ocurre si la hoja está inicialmente arrugada: utilizan un estado de vacío α más general.
Los cálculos en el modelo de inflación de Starobinsky mostraron que el vacío α desplaza el índice espectral (la medida de cuán desigualmente están distribuidas las inhomogeneidades primordiales) y sus derivadas. Los datos recientes del satélite Planck imponen límites muy estrictos a estos desplazamientos: la «arruga» permitida de la hoja resulta diminuta. Además, los autores descubrieron que la escala de energía del vacío α puede limitarse superiormente a un valor del orden de $10^{13}$ GeV (la energía a la que termina la inflación), y esto no entra en conflicto con los experimentos que verifican la ley de la gravedad a distancias menores de un milímetro.
Este resultado nos devuelve a la imagen original: la hoja cuántica de la que está recortado el universo es casi perfectamente lisa. Casi, porque precisamente las ligeras arrugas se convirtieron en galaxias y estrellas. Los nuevos datos de Planck no dejan espacio para una fuerte arruga inicial, y esto estrecha el abanico de posibles escenarios para el nacimiento de nuestro mundo.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2602.22116
We investigate the modifications to inflationary observables that arise when adopting an $$\alpha$$-vacuum instead of the standard Bunch--Davies vacuum for quantum fluctuations during inflation. Within the Starobinsky inflationary model, we compute and compare the scalar spectral index, its running, and the running of the running arising from different choices of the initial vacuum state. We further examine the energy scales associated with $$\alpha$$-vacua and argue that, for any number of extra spatial dimensions, the relevant scale can be truncated at the Hubble scale, $$\sim$$$$\mathcal{O}(10^{13})\,\mathrm{GeV}$$, without conflict with current Cavendish-type experimental bounds on sub-millimeter gravity ($$\sim$$$$250\,\mu\mathrm{m}$$). Our analysis demonstrates that the $$\alpha$$-vacuum is subject to stringent constraints as a viable de~Sitter-invariant alternative to the Euclidean (Bunch--Davies) vacuum, with the corrections that it induces in the inflationary observables being strongly limited by the latest Planck data.
La energía de $10^{13}$ GeV es aproximadamente mil millones de veces mayor que la alcanzada en el Gran Colisionador de Hadrones — es la escala a la que se cree que operó la inflación.
La idea de diferentes «vacíos iniciales» resuena con el multiverso en los relatos de Greg Egan, donde las leyes de la física dependen de cómo se «inicia» cada burbuja.