Какую информацию об инфляции можно получить из измерения фона космических гравитационных волн?

Я понимаю, что инфляция предсказывает, что существует первичный фон гравитационных волн из-за квантовых флуктуаций в гравитационном поле. Инфляция, конечно, очень важна с точки зрения современной космологии, и она объясняет различные вещи во Вселенной, в которой мы живем (однородность, изотропность, плоскостность и отсутствие магнитных монополей).

Тем не менее, есть значительная группа ученых, которые не согласны с теорией, я думаю, в основном из-за теоретических соображений, которые, казалось бы, подразумевают, что

а) инфляция, как мы понимаем, вряд ли могла бы создать Вселенную, которую мы сейчас наблюдаем: «Из всех способов, которыми Вселенная могла начаться, лишь крошечная часть привела бы к однородному, плоскому состоянию, наблюдаемому сегодня».

б) теория в каком-то смысле «все предсказывает» и, следовательно, ничего не предсказывает. Инфляция предсказывает бесконечность «пузырей» с бесконечным количеством свойств, всегда зарождающихся и растущих в вечной инфляции в масштабе большем, чем наша наблюдаемая Вселенная.

Таким образом, теория инфляции эффективна для объяснения того, что мы видим, но неэффективна в других отношениях. Итак, мой вопрос, с точки зрения непрофессионала, какую информацию мы можем получить об инфляционной эре, измеряя космический фон ГВ? И наоборот, что бы подразумевалось, если бы (чисто гипотетически) было обнаружено, что этого фона не существует или что его спектр отличается от того, что мы ожидаем?

Ответы (2)

Во-первых, инфляция — это больше идея, чем конкретная теория.

Под этим я подразумеваю, что инфляция предсказывает, что должна была быть некоторая эпоха, в которой пространство-время расширялось быстрее, чем скорость распространения информации (= скорость света). Но любая теория, которая делает это, называется теорией инфляции.

На практике существует множество возможных теорий, которые приводят к такому поведению, и было бы невероятно ценно иметь возможность исключить некоторые из них. Вот тут-то и вступает в игру обнаружение гравитационного фона. Каждая теория инфляции предсказывает, что будет некоторый фон как в гравитационном, так и в тепловом поле. Более того, все они предсказывают некоторую относительную величину своих интенсивностей, это так называемое отношение скаляра к тензору.

Измерение космического гравитационного фона сообщит нам точное значение этого отношения тензора к скаляру и вместе с ним исключит многие моды инфляции, что приблизит нас на один шаг к правильной модели...

Поскольку скорость расширения пропорциональна расстоянию, на достаточно больших расстояниях пространство расширяется быстрее скорости света. Это верно в любой момент истории Вселенной. Во время инфляции это просто происходило быстрее, чем сегодня, но количественно разницы нет.
У вас есть точка зрения, но это будет огромное расстояние, позвольте мне перефразировать мою точку зрения немного яснее. Инфляция знаменует собой эпоху, в течение которой локально расширение было быстрее скорости света, так что области, находившиеся в причинно-следственном контакте до инфляции, больше не существовали после инфляции. В вашем примере потребовалось бы, чтобы два региона не находились в причинно-следственном контакте, так что мы бы не назвали это инфляцией. Если вы хотите, я могу изменить свой пост еще немного по этому поводу? :)
Извините, я имел ввиду качественно разницы нет. В количественном отношении между инфляцией и «нормальным» расширением, как вы говорите, огромная разница. Но я не уверен, что вы имеете в виду под «расширение было локально быстрее, чем скорость света». В обоих случаях есть «локальная», досветовая область и более отдаленная сверхсветовая область. И в обоих случаях субсветовая область со временем может стать сверхсветовой.
Действительно согласен! Я должен был подобрать свои слова более тщательно, говоря «локально быстрее света», я просто имел в виду, что две области, которые раньше находились в причинно-следственном контакте, могут больше не существовать после инфляции. Это то, чего обычное расширение не может достичь. По сути, я имел в виду следующее: инфляция решает проблему горизонта, а нормальное расширение — нет... Но я думаю, что мы на одной линии и просто обсуждаем какую-то бесполезную лингвистику, не так ли?
Хм… А нельзя ли то же самое сказать о нормальном расширении? Раньше мы находились в причинном контакте, скажем, с галактикой GN-z11 на красном смещении z = 10,9 (поскольку мы можем ее видеть), но поскольку свет, излучаемый ею сегодня , никогда не сможет достичь нас, мы больше не находимся в причинном контакте. . Разве это не то же самое, что инфляция, только в другом масштабе?
Почему свет, излучаемый им сегодня, не может достичь нас? Возможно, вы правы, я просто не могу понять, почему это так...
Потому что расширение сейчас ускоряется, как это было во время инфляции ( А ∼ е ЧАС т ). Это означает, что в любое время существует «горизонт», за пределами которого свет никогда не сможет достичь нас. Сразу после инфляции (сопутствующее) расстояние до этого горизонта составляло ~63 Гли. Сегодня расстояние до горизонта составляет ~17 Гли. То есть мы видим галактики дальше, чем 17 Гли, но свет, который они излучают сегодня, никогда не достигнет их просто потому, что скорость расширения продолжает увеличиваться. Напротив, свет, излучаемый сегодня из галактики, скажем, находящейся на расстоянии 14 Глионов, в конечном итоге достигнет нас (хотя и в очень отдаленном будущем).
Действительно, я понимаю :) Какая отличная фигура! (сразу отправляю моему профессору космологии)

инфляция, как мы понимаем, вряд ли создала бы Вселенную, которую мы сейчас наблюдаем.

На самом деле все наоборот — без инфляции было бы очень маловероятно увидеть вселенную именно в таком состоянии, так как нам пришлось бы настраивать начальные условия. Что делает инфляция, так это делает предсказания нечувствительными к начальным условиям и «скрывает» начальную сингулярность.

В настоящее время все, что у нас есть, — это чисто феноменологические модели инфляции, из которых мы выбираем экспериментально благоприятные (одновременно пытаясь вывести эти модели из струн, развивая супергравитационные расширения и т. д.)

Какую информацию об инфляции можно получить из измерения фона космических гравитационных волн?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v