Cadena de túneles en el universo primitivo ✛
Imagina una cadena de pasos subterráneos. Si todos son iguales, los atraviesas a la misma velocidad. Pero ¿y si cada túnel siguiente es un poco más estrecho que el anterior? Entonces el movimiento se ralentiza. Esto es exactamente lo que ocurre con las transiciones cuánticas en el universo más primitivo, cuando el campo responsable de la expansión acelerada siente la curvatura del espacio. Antes se pensaba que todos los pasos eran uniformes. Pero entonces la energía del proceso queda fijada rígidamente por el patrón de inhomogeneidades que se ve en el mapa del fondo cósmico de microondas. Las mediciones indican que esa energía debe ser diminuta — no más de 3 GeV, tan solo un par de veces la masa del protón. Con esa energía, la expansión no podría generar ni partículas pesadas ni ondas gravitacionales apreciables.
Cuando los físicos añadieron esta interacción (denotada como ξRφ²), la imagen cambió. Con una energía suficientemente alta — del orden de $10^{11}$ GeV, diez millones de veces más caliente que en el Gran Colisionador de Hadrones — la irregularidad se vuelve fuerte. Las transiciones se ralentizan de manera desigual, y el patrón observado de manchas en el cielo resulta exactamente como lo ven los telescopios. Además, las burbujas de nuevo vacío que chocan generan ondas gravitacionales con una frecuencia del orden del kilohercio. Futuros detectores podrán captarlas, confirmando que los túneles en los albores del tiempo eran realmente irregulares.
La idea de la inflación en cadena nació del intento de rescatar el primer modelo inflacionario de Alan Guth, donde una única burbuja de vacío verdadero no podía llenar el universo. Una cadena de miles de transiciones rápidas resolvió elegantemente este problema, pero al mismo tiempo arrinconó al modelo en un estrecho rincón de baja energía — hasta que se tuvo en cuenta el acoplamiento gravitacional natural.