Стандартная модель Большого взрыва и кривизна пространства

Почему говорится, что в стандартной модели Большого Взрыва кривизна пространства растет со временем, когда Вселенная расширяется? Моя интуиция подсказывает, что должно быть наоборот.

Я видел это в книге, в которой говорилось о проблеме стандартной модели Большого Взрыва и о том, зачем нам нужна теория инфляции. Это говорит о том, что Вселенная сейчас наблюдается почти плоской. А поскольку кривизна пространства со временем растет, в прошлом оно должно быть еще более плоским, что не может быть объяснено. Но теория инфляции решает проблему, потому что даже если изначально пространство далеко не плоское, инфляция размоет кривизну и сделает его плоским.

Ответы (1)

Что именно написано в книге? Все зависит от того, что вы подразумеваете/определяете как «кривизну». То, что вы описываете, похоже, является описанием поведения Ом . Инфляция действительно движет Ом к единице и одновременно уплощает пространство, потому что радиус кривизны растет экспоненциально.

Если Ом < 1 в какую-то раннюю эпоху она должна быстро уменьшаться со временем, так что Ом << 1 в наши дни - это означает, что Вселенная имеет отрицательную кривизну, но не означает, что она становится более искривленной.

В уравнении Фридмана параметр кривизны к является константой ( 1 , 0 , 1 )

ЧАС 2 знак равно 8 π грамм р 3 к с 2 а 2

Здесь пространственная кривизна к / а 2 а радиус кривизны а если к знак равно + 1 . Таким образом, по мере того, как Вселенная расширяется и а становится больше, любая кривизна становится меньше.

Чуть подробнее - вышеприведенное уравнение можно записать через параметр плотности Ом , отношение плотности к критической плотности 3 ЧАС 2 / 8 π грамм :

( Ом 1 1 ) р а 2 знак равно 3 к с 2 8 π грамм

Во время инфляции плотность энергии р с 2 остается постоянным, поскольку а растет в геометрической прогрессии. Чтобы левая часть была равна правой части (которая представляет собой просто набор констант), затем Ом должно быть очень близко к единице, а к / а 2 будет стремиться к нулю.

После инфляции тогда р будет варьироваться в зависимости от а в зависимости от того, преобладает ли в расширении материя ( а 3 ) или излучение ( а 4 ) . В обоих этих случаях р а 2 будет уменьшаться по мере расширения Вселенной, так что если к 0 , затем ( Ом 1 1 ) должно увеличиваться, а это значит, что Ом должны либо расти, либо отдаляться от единства. Но к / а 2 продолжает уменьшаться по мере расширения Вселенной.

В книге говорится: «… если Вселенная сейчас близка к критической, она должна была быть чрезвычайно близкой к критической в ​​прошлом…». Я ошибаюсь, говоря, что это означает, что кривизна растет со временем?