Sobre o Modelo inflacionário, há um texto bastante elucidativo, escrito pelo astrofísico John Gribbin (colaborador das revistas científicas Nature e New Scientist). Reproduzo abaixo os trechos iniciais. É um pouco grandinho, mas considero-o bastante pertinente.
Se alguém quiser ler o texto integral, posso enviar por e-mail.
Inflação para Principiantes
John Gribbin,
traduzido por: Antonio Geloneze Neto - M. Sc., Ph. D.
A razão pela qual algo como inflação era necessário em cosmologia pode ser ilustrada pela discussão de dois problemas chaves nos anos setenta. O primeiro deles é o problema do horizonte, o enigma de que o universo parece o mesmo em lados opostos do céu (horizontes opostos) embora não tenha havido tempo, desde o Big Bang, para a luz (ou qualquer outra coisa) viajar através do universo e voltar. Sendo assim como os horizontes opostos "sabem" como manter-se isotrópicos? O segundo enigma é o problema da planitude do universo. Este é o enigma de que o espaço-tempo do universo é quase plano, que significa que o Universo se situa na linha divisória entre expandir-se eternamente e eventualmente colapsar de novo.
O problema da planitude pode ser compreendido em termos da densidade do universo. O parâmetro da densidade é uma medida da quantidade de material gravitacional no universo, usualmente denotado pela letra Grega omega (W), e também conhecido como o parâmetro da planitude. Este é definido de um modo que se espaço-tempo é precisamente plano, então
W = 1
Antes do desenvolvimento da idéia de inflação, um dos grandes enigmas em cosmologia era o fato de que a densidade real do universo atual é muito próxima do seu valor crítico. Isto é curioso, pois como o Universo se expande a partir do Big Bang, a expansão empurrará o parâmetro de densidade para longe do valor crítico.
Se o Universo começa com o parâmetro menor do que um, W se torna pequeno conforme o Universo envelhece, enquanto que se ele começa com o parâmetro maior do que um, então W se torna grande conforme o Universo envelhece. O fato de W estar entre 0.1 e 1 atualmente significa que no primeiro segundo do Big Bang, W era precisamente 1 com um erro de 1 em 10^(60) (10 elevado a 60). Isto torna o valor do parâmetro de densidade no começo do universo um dos números mais precisamente determinados de toda a ciência, e a inferência natural é que o valor é, e sempre foi, exatamente 1. Uma implicação importante disto é que deve haver uma grande quantidade de matéria escura no Universo. Outra implicação é que o Universo tornou-se plano por causa da inflação.
Inflação é um termo geral para modelos do Universo em seu instante inicial que envolvem um período curto de expansão extremamente rápida (exponencial). Esse processo poderia tornar o Universo plano, e poderia também resolver o problema do horizonte, fazendo com que regiões do espaço, outrora bastante próximas, e muito parecidas, se situassem tão longe em lados opostos do Universo visível atualmente.
A inflação se estabeleceu, nos anos oitenta, como o modelo usual do Universo em seus instantes iniciais. Ela obteve este sucesso não somente porque resolve muitos enigmas sobre a natureza do universo, mas também porque resolve esses enigmas usando as Teorias da Grande Unificação (GUT's) e o entendimento da teoria quântica, desenvolvido por físicos de partículas, de modo completamente independente de quaisquer estudos cosmológicos.
O casamento da física das partículas e a cosmologia parece dar uma explicação de como o Universo começou, e como ele se tornou aquilo que é atualmente. A teoria da inflação é, portanto, vista como o desenvolvimento mais importante no pensamento cosmológico desde a descoberta da expansão do universo que sugeriu sua origem em um Big Bang. Tomada ao pé da letra a expansão observada do Universo implica que ele nasceu de uma singularidade, um ponto de densidade infinita, há cerca de 13,7 bilhões de anos atrás. A física quântica nos diz que não tem sentido falar em termos tão extremos e que, ao invés disso, deveríamos considerar a expansão como tendo começado em uma região que não excedesse o chamado comprimento de Planck (10^(-35) m) quando a densidade não era infinita mas "somente" cerca de 1.094 gramas por centímetro cúbico. Esses são os limites absolutos do tamanho e da densidade permitidos pela física quântica.
Neste quadro, o primeiro mistério é como alguma coisa tão densa poderia se expandir; ela teria um campo gravitacional extremamente forte, que a transformaria em um buraco negro e a extinguiria (isto é, a levaria de volta à singularidade) logo que ela tivesse nascido. Mas acontece que a inflação pode impedir que isto aconteça, ao mesmo tempo em que a física quântica permite que o Universo inteiro apareça, nessa forma supercompacta, completamente do nada, como um almoço cósmico grátis. A idéia de que o Universo pode ter surgido do nada, e contém energia zero por toda a parte, foi desenvolvida por Edward Tryon, da Universidade da Cidade de Nova Iorque, que sugeria, nos anos setenta, ter surgido de uma suposta flutuação de vácuo, permitida pela teoria quântica.
A incerteza quântica permite a criação temporária de bolhas de energia, ou pares de partículas (tais como pares elétron-pósitron) do nada, com a condição de que elas desapareçam após um curto período de vida. Quanto menos energia esteja envolvida, quanto mais tempo a bolha poderá existir. Curiosamente, a energia em um campo gravitacional é negativa, enquanto que a energia guardada na matéria é positiva. Se o Universo é exatamente plano, então como Tryon observou, os dois números se cancelam, e toda a energia do Universo é precisamente zero. Neste caso, as regras quânticas permitem que isto dure para sempre.
Se você acha que isto é muito exótico, você está em boa companhia. George Gamow contou em seu livro "My World Line" (Viking, New York), sobre uma conversa com Albert Einstein, enquanto caminhavam em Princeton nos anos quarenta. Gamow mencionou casualmente que um de seus colegas havia observado que, de acordo com as equações de Einstein, uma estrela poderia ser criada do nada, pois sua energia gravitacional negativa cancelaria precisamente sua energia positiva de massa. "Einstein parou em sua caminhada", disse Gamow, "e, como estávamos atravessando a rua, alguns carros pararam para evitar que fossemos atropelados".
Com a inflação, houve muito tempo para que sinais viajando à velocidade da luz tenham preenchido o volume do Universo, então não existe o problema do horizonte. E o próprio espaço-tempo se aplaina devido à expansão, do mesmo modo que a superfície enrugada de uma ameixa torna-se uma superfície plana e lisa, quando a ameixa é colocada na água.
Tópico: O Universo, um trilionésimo de segundo após sua formação ! (Lida 4434 vezes)