El universo se calienta en remolinos exprés
El universo temprano se asemeja a un resorte fuertemente comprimido. En los primeros instantes se expandió a una velocidad inimaginable: esta etapa se llama inflación. Por lo general se cree que fue causada por un campo especial, pero existe otra idea: el espacio-tiempo mismo se retuerce, como un resorte, y esa torsión (en física, torsión) se convierte en el motor de la expansión.
Cuando la inflación termina, la energía de la torsión debe transformarse en partículas ordinarias: así se recalienta el universo. Pero, ¿cómo exactamente? Los autores del trabajo calcularon que el inflatón (la partícula de la torsión) casi no produce pares de fermiones directamente. En cambio, a través de efectos cuánticos anómalos, crea activamente bosones de gauge y tríos de partículas con participación del bosón de Higgs. Este proceso es similar a cómo un resorte comprimido, al liberarse, roza las piezas vecinas y les transfiere energía.
Esta desintegración inusual proporciona un límite inferior natural para la temperatura de recalentamiento del universo. Esto es importante: si la temperatura fuera demasiado baja, las primeras estrellas no podrían encenderse. Los cálculos muestran que la torsión del espacio-tiempo deja una huella notable en el universo temprano, y esa huella se puede buscar en los datos observacionales.
El resorte se liberó, transfiriendo energía a las partículas. El universo se volvió caliente y comenzó a enfriarse, formando galaxias y estrellas. La torsión que impulsó la inflación desapareció, pero sus consecuencias aún son visibles en la radiación de fondo.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2607.29618v1
In gravity theories with torsion, inflation can be driven by the dynamical torsion. Since it naturally has a derivative coupling to the axial current consisting of Standard Model particles, the reheating dynamics should be much different from conventional inflation models like Starobinsky inflation. We calculate the inflaton decay rate in detail and find that, although the 2 body decay into the fermion pair is vanishing in the massless fermion limit, the anomaly-induced 2 body decay into the gauge bosons and 3 body decay involving the Higgs boson are non-vanishing and they give sizable contributions to the total decay width of the inflaton. This gives a natural lower bound on the reheating temperature in the inflation model with dynamical torsion.
La torsión del espacio-tiempo es predicha por extensiones de la relatividad general y podría explicar por qué el universo se expande aceleradamente, sin necesidad de recurrir a la energía oscura.
En la novela «Contacto» de Carl Sagan, los viajes a través de agujeros de gusano requieren materia exótica con energía negativa, y la torsión del espacio-tiempo podría ser su fuente.