El problema de l'horitzó, o el problema de la causalitat.
Aquest és considerat un dels grans problemes o mals de cap de la Cosmologia, juntament amb el problema de la planitud de l'univers.
El problema és en realitat un problema d'homogeneïtat extrema, i la pregunta és¿Com és possible que l'univers és tan homogeni com és, i particularment¿Com és possible que la radiació còsmica de fons puga ser tan homogènia i isòtropa, sense necessitat de recórrer a l'atzar. El supòsit és que tots els punts de l'univers primordial van ser "sintonitzats" entre ells per mitjà de la radiació electromagnètica irradiada per les partícules en l'univers primitiu, abans de ser transparent.
El problema es diu "de l'horitzó" en relació amb el "horitzó observable". El punt és que per al nostre univers en el qual podem mesurar l'edat de poc menys de 14000 milions d'anys i les galàxies que veiem en totes les direccions al voltant de 13500 milions d'anys llum, la distància entre dues galàxies en extrems oposats del nostre horitzó observable seria un respecte l'altre de 27000 anys llum, fora de l'horitzó observable, és a dir, no és possible veure els uns als altres doncs la llum trigaria més a arribar d'un a l'altre que la vida de l'univers fins al moment. Així com la llum, tota la radiació electromagnètica. No estarien relacionats causalment.
Aquest és un problema en funció del ritme d'expansió de l'univers, especialment en el model d'expansió inèrcial, o el model del Big Bang clàssic(model cosmològic d'Einstein – De Sitter, amb expansió desaccelerada per la gravetat), per tant, es dedueix que en el passat aquests punts no han estat connectats causalment i no té sentit que tinguen les mateixes característiques.
El model de "La inflació còsmica" (o la teoria de la inflació) proposat per Guth i Linde Andrei, tracta de resoldre el problema suposant que inicialment l'univers estava connectat "causalment", i aquí és quan les propietats de l'univers són anivellades i aparellades (moment de la gran unificació). Després va venir la ràpida "inflació" (al 10-36segons després del Big Bang) o la ràpida expansió de l'espai, amb un creixement exponencial en la taxa d'expansió, potser causada per una suposada pressió per suposades partícules de l'espai (inflatones) o per una anormalment alta constant cosmològica, per acontinuació disminuir el ritme d'expansió i gairebé "congelar" l'univers en una situació d'homogeneïtat que s'observa ara. La taxa d'expansió seria tan alta que els objectes s'allunyen tant i tan ràpid que deixarien el nostre "horitzó observable" després d'haver estat homogeneïtzat, i així, llavors en el pas del temps i tornar a entrar aquests objectes i regions de l'espai en el nostre univers observable, els veiem amb les mateixes característiques i mateixa radiació de fons .
No obstant això, en el model clàssic del Big Bang, l'expansió inicial seria a un ritme més lent, simplement inèrcial, de manera que amb el temps i per tant, l'expansió de l'univers observable, noves parts de l'univers que apareixen davant dels nostres ulls no haurien de ser amb les mateixes característiques que les properes a nosaltres. Hi ha estimacions que suggereixen que la radiació "informativa" i equiparadora hauria d'haver anat fins i tot a 400 vegades la velocitat de la llum per aconseguir l'homogeneïtat actual (aquesta és una altra hipòtesi explicativa, el de la velocitat variable de la llum, major en els temps antics, Bekenstein i Joao Magueijo).
El model d'expansió exponencial com la inflació, ajuda a explicar la uniformitat del fons de microones, però hi ha altres models també solen ser descurats que permetin que aquest.
Un d'ells és el model d'expansió lineal, es a dir. en constant expansió, en què sempre es pot trobar un temps passat en el que dues galàxies estan prou a prop com per haver estat comunicades entre si en el temps entre el Big Bang i aquest moment.
D'altra banda, si considerem el cas d'un univers ni obert ni infinit, es a dir, en ununivers tancat i finit, com el volum d'una hipersfera, sent de petita grandària en els seus temps inicials, no hi hauria cap problema de connectivitat electromagnètica entre tots els punts i per tant no hi ha problemes de causalitat. L'univers seria uniforme, ja que va tenir temps de transmissió i comunicació entre tots els punts, perquè tots estan molt a prop l'un a l'altre en els moments inicials. Al menys si és el cas d'una expansió inicial de l'univers no és molt ràpida.
Un altre model cosmològic que resol el problema de l'horitzó és el del univers cíclic o oscilant [arXiv:astro-ph/0612243v1], en el qual els Big Bang i Big Crunch es produeixen cíclicament. En aquest cas, si no vivim al primer Big Bang, el Big Crunch anterior pot imprimir la consistència observada en tot l'univers d'avui.
[A través d': Cosmologia en relatividad.org]
Llocs relacionats:
