El Big Bang

Hi ha un forat en el nostre coneixement sobre com l'Univers va començar a existir. Sabem que, primer, es va inflar molt ràpidament, durant tot just una fracció de segon. I que després va esclatar donant lloc al que coneixem com a Big bang. Però què va passar exactament entre aquests dos moments? La qüestió, durant anys, ha estat abordada sense èxit pels científics. I ara un equip d'investigadors del MIT (Institut de Tecnologia de Massachusetts), el Kenyon College, a Ohio, i la Universitat de Leiden, als Països Baixos, creu haver trobat, per fi, la resposta. El seu treball s'acaba de publicar en Physical Review Letter

INFLACIÓ

En el primer període, conegut com a inflació, l'Univers va passar de ser un simple punt a un espai un octillón de vegades més gran (un u seguit de 27 zeros). I tot en menys d'una trillonésima de segon. Després va venir un període d'expansió molt menys ràpida, però violenta, que coneixem com a Big bang. Aquest va ser el moment en què una bola de foc incleíblemente calent de partícules com a protons, electrons o neutrons, va començar a expandir-se i a refredar-se per a formar primer àtoms, i després les estrelles i galàxies que podem veure en l'actualitat.

El «Bag» en el Big Bang

"El període de reescalfament posterior a la inflació -explica David Kaiser, professor de física en el MIT i un dels autors del treball- estableix les condicions per al Big bang i, en cert sentit, posa el "Bang" en el Big bang. És just en aquest període-pont quan l'infern es deslliga i la matèria comença a comportar-se d'una manera que és de tot menys simple".

Durant el brevíssim període inflacionari, tot el que existia es va expandir molt ràpidament, fent de l'Univers un lloc fred i buit, sense la sopa calenta de partícules necessàries per a encendre el Big bang. Però segons Rachel Nguyen, autora principal de l'estudi, durant el reescalfament l'energia que impulsava la inflació va decaure per a formar partícules. I una vegada nascudes, aquestes partícules van començar a rebotar i a xocar entre elles, transferint-se energia, reescalfant l'Univers i establint les condicions inicials per al Big bang.

En el seu model, Nguyen i els seus col·legues van simular el comportament d'un tipus exòtic de partícules anomenades "inflatones". Els investigadors creuen que aquestes partícules hipotètiques (fins ara no han estat descobertes en laboratori), similars al bosó de Higgs, van crear el camp d'energia que va impulsar la inflació. El model mostra que, si es donen les condicions adequades, l'energia dels inflatones pot redistribuir-se i crear la diversitat de partícules necessària per a reescalfar l'Univers i donar principi al Big bang.

"Quan simulem l'Univers d'hora -diu per la seva part Tom Giblin, un altre dels autors de la recerca- el que realment estem fent és un experiment de partícules a temperatures molt, molt altes. La transició del període inflacionari fred al període calent hauria de mostrar alguna evidència clau sobre quins tipus de partícules poden existir realment a aquestes energies tan extraordinàriament altes".

La Gravetat

Una altra de les preguntes que turmenten des de fa molt als físics és com la gravetat podria influir i comportar-se en el mitjà extraordinàriament energètic del període inflacionari. En la seva simulació, Nguyen i els seus col·laboradors van descobrir que com més augmentaven la força de gravetat, més eficientment els inflatones transferien l'energia necessària per a produir l'autèntic zoo de partícules de matèria calenta que hi havia durant el Big bang.

"L'Univers guarda molts secrets codificats de formes molt complexes -explica Giblin a la revista Live Science- . El nostre treball és aprendre sobre la naturalesa de la realitat creant dispositius de descodificació, maneres d'extreure informació de l'Univers. Usem simulacions per a fer prediccions sobre com hauria de ser l'Univers perquè puguem començar a decodificarlo. I aquest període de reescalfament hauria d'haver deixat una petjada en algun lloc de l'Univers. Només necessitem trobar aquesta petjada".

Alguna cosa que, per descomptat, resultarà sens dubte bastant complicat.

Refèrencies

• Antes del big bang