Inflação cósmica
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A inflação cósmica é uma teoria proposta inicialmente por Alan Guth (1981), que postula que o universo, no seu momento inicial passou por uma fase de crescimento exponencial.
Segundo a teoria, a inflação foi produzida por uma densidade de energia de vazio negativa ou uma espécie de força gravitacional repulsiva. Esta expansão pode ser modelada com uma constante cosmológica não nula. Conseqüentemente todo o universo observável poderia ter-se originado numa pequena região.
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[editar] Introdução
Em 1981 foi proposto que muitas características de nosso universo, incluindo como ele veio a se tornar tão homogêneo, e por que começou a se aproximar da densidade crítica, poderiam ser melhor explicadas por um novo modelo cosmológico, que propõe que a expansão do universo foi propelida por uma espécie de força gravitacional repulsiva, ou pressão negativa.
[editar] Big Bang
O modelo cosmológico padrão do Big Bang, apresenta três problemas fundamentais:
- o problema do horizonte,
- o problema da planaridade, e
- o problema da abundância dos monopólos magnéticos e outros defeitos topológicos.
E a teoria do universo inflacionário propõe uma solução para as dificuldades acima.
[editar] Cosmologia Inflacionária
Conforme descrito no início do artigo, a teoria do Universo Inflacionário foi criada no início da década de 80 pelo físico americano Alan Guth (1979, 1981) e desenvolvida por Paul Steinhardt (1981, “novo modelo inflacionário”), Andrei Linde (1983, “modelo inflacionário caótico”), Stephen Hawking, A. A. Starobinsky, e outros. Esta propõe a solução três problemas citados acima.
O universo não deveria apresentar elevado grau de homogeneidade para certas separações angulares da radiação de fundo, pois essas regiões, não teriam condições de ter mantido contato causal antes da era em que a radiação se desacoplou da matéria (300.000 anos após o Big Bang).
O problema do horizonte, que diz respeito ao elevado grau de homogeneização da radiação de fundo de microondas que permeia o universo também pode ser facilmente resolvido pela inflação cósmica.
Outro problema fundamental, é conhecido como problema da planaridade, que indica ser o universo aparentemente plano, pois o valor atual do parâmetro de densidade é muito próximo da unidade. O fato da evolução do parâmetro de densidade depender do tempo resulta da era de Planck, instantes antes da inflação, seu valor deveria ser absurdamente próximo da unidade, caso contrário seu valor atual seria muito diferente de um e o universo seria muito distinto do modelo plano.
Os monopólos magnético, partículas supermassivas, são previstos pelos modelos de unificação das forças fundamentais forte, fraca e eletromagnética (GUTS). Esses modelos prevêem a existência de uma quantidade abundante dessas partículas, que seriam produzidas nos primeiros estágios do universo primitivo. Como essas partículas não são observadas, deve-se incorporar um mecanismo que elimine sua disseminação no universo.
Os modelos inflacionários, têm como objetivo resolver os problemas apresentados acima, admitindo que nos instantes iniciais de sua evolução, o universo sofreu uma curta fase de inflação, um processo de superesfriamento que elevou exponencialmente a dimensão do horizonte causal e permitiu a aniquilação dos monopolos magnéticos.
Dessa maneira, o problema do horizonte se resolve naturalmente, pois toda região que sofreu expansão inflacionária foi homogeneizada. Nesses modelos a questão da planaridade também é resolvida facilmente, se o valor da taxa de variação do parâmetro de escala na inflação, for aplicado na equação de Friedmann, que descreve a evolução do Universo. Esses e outros resultados dos modelos inflacionários, como a previsão de um espectro de perturbações de densidade que dá origem às galáxias, confrontados com os dados experimentais da radiação cósmica de fundo, dão grande suporte a teoria inflacionária.
[editar] Constante de Plank e Raio de Fermi
O mecanismo de cascata de divisão e elongação de fótons que precede a formação da matéria, foi proposto para explicar a elongação da radiação de fundo cósmico (Cosmic Microwave Background: CMB) por Alfredo Bennun. Este modelo, foi submetido a uma simulação onde se propõe que a energia primordial se possa descrever como uma radiação. O qual permite caracterizar a mesma em função de sua longitude de onda, ainda que a natureza física não esteja estabelecida. A radiação de ultra alta freqüência e comprimentos de ondas muito pequenos, poderia avaliar-se como fótons de muita alta energia limitada pela constante de Planck 1022 Mega Electrón Volts. Estes seriam inicialmente confinados dentro de um espaço tridimensional da ordem de um raio de Fermi 10 - 13 cm evitando a natureza pontual, e portanto não física de uma singularidade espaçotemporal.
Considerou-se a cascata como uma seqüência reiterada 66 vezes, ou seja, de (1x2)66 divisões dos fótons iniciais mais o incremento inicial do raio do universo expressa em base 4 e exponencial 66, ou (1x2x2)66 , porque em cada divisão ou partição dos fótons simultaneamente dobra seu número, a amplitude e longitude de onda. Ambos processos não estão limitados pela velocidade da propagação da luz no espaço porque implicam transições da amplitude do espaço tempo. Este mecanismo expansivo e antagônico à atração gravitacional, é portanto assimilável à constante cosmológica de Einstein, e é totalmente diferente ao proposto por Alan Guth , ainda que obtém-se valores similares aos que são regulares para caracterizar o final do parâmetro de inflação.
