Un equipo de la Universidad de Waterloo y el Instituto Perimeter (Canadá) ha publicado en Physical Review Letters una teoría que plantea que la expansión explosiva del universo en sus primeros instantes —lo que llamamos Big Bang— emerge de forma natural de una versión más completa de la gravedad, sin necesidad de añadir las piezas extra que la cosmología estándar ha necesitado durante décadas. La teoría se llama gravedad cuadrática cuántica (Quadratic Quantum Gravity) y es, en esencia, «Einstein elevado al cuadrado», como la describe el coautor Jerome Quintin.
El problema que resuelven es fundamental: la relatividad general de Einstein funciona extraordinariamente bien para describir el universo a escalas cotidianas, pero se rompe en condiciones extremas como las del Big Bang (energías altísimas, densidades infinitas). Para explicar por qué el universo es tan uniforme y homogéneo, los cosmólogos introducen la inflación cósmica, una fase de expansión aceleradísima justo después del Big Bang. Pero la inflación estándar requiere una partícula hipotética —el inflatón— y parámetros ajustados a mano.
Lo que el equipo de Waterloo encontró es que al usar la gravedad cuadrática (que añade términos cuadráticos en curvatura a la ecuación de Einstein y se mantiene matemáticamente consistente a energías extremas), la inflación surge sola. No hay que inventar partículas nuevas ni ajustar parámetros. Los términos cuadráticos generan orgánicamente la expansión cósmica, después de la cual el espaciotiempo se estabiliza en los efectos conocidos de la relatividad general.
Lo más fascinante: el modelo predice un nivel mínimo de ondas gravitacionales primordiales (diminutas ondulaciones en el espaciotiempo creadas en los primeros instantes tras el Big Bang) que experimentos futuros como LISA (lanzamiento previsto para 2035) podrían detectar. Es decir, la teoría es testeable, no solo elegante.
Mi valoración: en cosmología, las teorías bonitas abundan y las verificables escasean. Que esta propuesta haga predicciones concretas y medibles la coloca en una categoría diferente. Además, sus predicciones matemáticas «encajan bien con observaciones del universo realizadas con las últimas tecnologías, que han estado en conflicto con modelos más convencionales de inflación», según el autor principal Ruolin Liu. Si se valida, podría simplificar radicalmente nuestra comprensión del origen del universo. Si no, al menos estamos en la mejor época de la historia para poner a prueba estas ideas: el telescopio Roman de la NASA, el observatorio Vera Rubin y LISA están en camino.
Preguntas frecuentes
¿Qué proponen exactamente? Que la inflación cósmica (la expansión rápida del universo primitivo) surge naturalmente de la gravedad cuadrática cuántica, sin partículas hipotéticas ni ajustes manuales. ¿Se puede verificar? Sí. El modelo predice ondas gravitacionales primordiales que LISA podría detectar a partir de 2035. ¿Reemplaza a la relatividad general? No la contradice: la extiende a energías extremas donde Einstein falla. A escalas normales, se reduce a la relatividad general estándar.
☞ El artículo completo original de Natalia Polo lo puedes ver aquí