KOSMICZNA INFLACJA.pdf

Kosmiczna

inflacja

Wykład V

T.Lesiak

„Wszechświat inflacyjny” –

Alan. H. Guth; Prószyński 2000

Uzupełniamy historię

Wszechświata

T. Lesiak kosmiczna inflacja

Uzupełniamy historię Wszechświata

T. Lesiak kosmiczna inflacja

Co to jest kosmiczna inflacja?

• Hipoteza mówiąca, że Wszechświat przeszedł w swej wczesnej ewolucji fazę niezwykle

szybkiej, eksponencjalnej ekspansji

• Zmiana rozmiarów od 10 -26 m do skali makroskopowej w czasie rzędu 10 -35 tj. 10 30 -10 100 razy;

•

Kiedy: około 10 -36 s

• Co przyczyną inflacji – anty-grawitacja pola skalarnego inflatonu

• Gdyby grawitacja (dominująca we wczesnym Wszechświecie) była tylko przyciągająca to Wielki

Wybuch wyglądał by mizernie; w czasie inflacji więcej ekspansji niż w całej standardowej

ewolucji Wszechświata; nawet ‘tylko’ 10 30 razy daje powiększenie cząsteczki DNA do

rozmiarów Drogi Mlecznej

Inflacja wprowadza wybuch do teorii Wielkiego Wybuchu

• Inflacja wyjaśnia częściowo naturę Wielkiego Wybuchu: za ogromną, wybuchową ekspansję

przestrzeni odpowiada odpychająca grawitacja działająca z niezwykłą mocą

• t=0 (Big-Bang) to jak zapalenie lontu; chwila inflacji = wybuch laski dynamitu

• Nadal nie wiemy dlaczego istniało wtedy pole inflatonu, dlaczego miało by ono określone,

konkretne własności, ani dlaczego w ogóle istniała wtedy czasoprzestrzeń

• Inflacja dostarcza też mechanizmu, dzięki któremu wczesny Wszechświat mógł mieć bardzo

niską entropię (patrz niżej Æ strzałka czasu)

• Istnieje cała rodzina modeli inflacyjnych, dających wspólne podstawowe przewidywania

dotyczące Wszechświata; inflacja to paradygmat.

T. Lesiak kosmiczna inflacja

Zarys mechanizmu inflacji

• Wczesny Wszechświat już po fazie

kwantowej grawitacji, posiadający

‘normalną’ czasoprzestrzeń, zostaje

zdominowany przez gęstość energii

potencjalnej skalarnego pola φ . Jego

klasyczną ewolucję (ruch) ukazują

czerwone strzałki

• Obszar (a) –gęstość energii pola φ

pozostaje niemal stała nawet wtedy

gdy Wszechświat ekspanduje

• W dodatku ekspansja działa wtedy tak jak siła tarcia spowalniając ruch

pola φ w dół na wykresie jego zależności energetycznej.

• Nawet w obszarze (b) ruch pola jest znacznie spowolniony (‘slow roll’)

• W obszarze (c) pole φ po ‘stoczeniu się w dół’ wykonuje oscylacje

kwantowe

T. Lesiak kosmiczna inflacja

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: