Инфляционная эпоха - Inflationary epoch

Часть серии по
Физическая космология
Изображение полного неба, полученное по данным WMAP за девять лет
  • Категория Категория
  • Крабовидная туманность.jpg Астрономический портал

В физическая космология в инфляционная эпоха был периодом в развитии ранних вселенная когда, согласно теория инфляции, Вселенная претерпела чрезвычайно быстрый экспоненциальный расширение. Это быстрое расширение увеличило линейные размеры ранней Вселенной как минимум в 10 раз.26 (и, возможно, в гораздо больший коэффициент), и таким образом увеличил его объем как минимум в 10 раз.78. Расширение в 10 раз26 эквивалентно расширению объекта 1 нанометр (10−9 м, примерно половину ширины молекула из ДНК ) в длину примерно до 10,6 световых лет (около 62 триллионов миль) в длину.

Описание

Считается, что расширение было вызвано фаза перехода что положило конец предыдущему эпоха великого объединения примерно в 10−36 секунд после Большой взрыв. Одним из теоретических продуктов этого фазового перехода был скалярное поле называется надувной поле. Когда это поле достигло своего самого низкого энергетического состояния во Вселенной, оно создало силу отталкивания, которая привела к быстрому расширению пространства. Это расширение объясняет различные свойства нынешней Вселенной, которые трудно объяснить без такой инфляционной эпохи.

Точно неизвестно, когда закончилась инфляционная эпоха, но считается, что это было между 10−33 и 10−32 секунды после Большого взрыва. Быстрое расширение пространства означало, что элементарные частицы, оставшиеся от эпохи великого объединения, теперь были очень тонко распределены по Вселенной. Однако огромная потенциальная энергия поля инфлатона была высвобождена в конце инфляционной эпохи, заселив Вселенную плотной, горячей смесью кварки, антикварки и глюоны как он вошел в электрослабая эпоха.

Регистрация по поляризации космического микроволнового фонового излучения

Один из подходов к подтверждению инфляционной эпохи состоит в том, чтобы напрямую измерить ее влияние на Космический микроволновый фон (CMB) излучение. CMB очень слабо поляризован (до уровня нескольких мкК ) в двух разных режимах, называемых K-режимом и B-режимом (аналогично E-field и B-field в электростатика ). Поляризация E-моды происходит от обычных Томсоновское рассеяние, но B-мода может быть создана двумя механизмами: 1) за счет гравитационного линзирования E-мод; или 2) от гравитационные волны возникшие в результате космической инфляции. Если можно будет измерить поляризацию B-моды от гравитационных волн, это предоставит прямые доказательства, подтверждающие космическую инфляцию, и может устранить или поддержать различные модели инфляции на основе обнаруженного уровня.

17 марта 2014 г. астрофизики BICEP2 коллаборация объявила об обнаружении B-режим поляризация связана с инфляцией гравитационные волны, который, казалось, поддерживал космологическая инфляция и Большой взрыв,[1][2][3][4][5] однако 19 июня 2014 года они снизили уровень уверенности в том, что измерения в B-моде на самом деле были связаны с гравитационными волнами, а не с фоновым шумом от пыли.[6][7][8]

В Космический корабль Планк имеет приборы, которые измеряют реликтовое излучение с высокой степенью чувствительности (57 нК). После открытия BICEP ученые из обоих проектов работали вместе над дальнейшим анализом данных из обоих проектов. Этот анализ с высокой степенью уверенности пришел к выводу, что исходный сигнал BICEP можно полностью отнести к пыль в Млечный Путь и поэтому не предоставляет доказательств, так или иначе, в поддержку теории инфляционной эпохи.[9][10][11][12]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Персонал (17 марта 2014 г.). «Публикация результатов BICEP2 2014». Национальный фонд науки. Получено 18 марта 2014.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  2. ^ Клавин, Уитни (17 марта 2014 г.). «Технологии НАСА: рождение вселенной». НАСА. Получено 17 марта 2014.
  3. ^ Прощай, Деннис (17 марта 2014 г.). "Обнаружение волн в космических опорах - ориентир теории Большого взрыва". Нью-Йорк Таймс. Получено 17 марта 2014.
  4. ^ Ade, P.A.R .; Aikin, R.W .; Баркац, Д .; Benton, S.J .; Bischoff, C.A .; Bock, J. J .; Brevik, J. A .; Buder, I .; Bullock, E .; Dowell, C.D .; Дубанд, Л .; Filippini, J. P .; Fliescher, S .; Golwala, S. R .; Halpern, M .; Hasselfield, M .; Hildebrandt, S. R .; Hilton, G.C .; Христов, В. В .; Ирвин, К. Д .; Каркаре, К. С .; Kaufman, J. P .; Китинг, Б.Г .; Кернасовский, С. А .; Kovac, J.M .; Kuo, C.L .; Leitch, E.M .; Lueker, M .; Mason, P .; Netterfield, C.B .; Nguyen, H.T .; O'Brient, R .; Ogburn, R. W. IV; Орландо, А .; Pryke, C .; Reintsema, C.D .; Richter, S .; Schwartz, R .; Sheehy, C.D .; Станишевский, З. К .; Sudiwala, R.W .; Теплый, Г. П .; Tolan, J. E .; Тернер, А.Д .; Vieregg, A. G .; Wong, C.L .; Юн, К. В. (17 марта 2014 г.). "BICEP2 I: Обнаружение B-модовая поляризация в градусных угловых масштабах » (PDF). Phys Rev Lett. 112 (24): 241101. arXiv:1403.3985. Bibcode:2014ПхРвЛ.112х1101Б. Дои:10.1103 / PhysRevLett.112.241101. PMID  24996078. S2CID  22780831. Архивировано из оригинал (PDF) 17 марта 2014 г.
  5. ^ Войт, Питер (13 мая 2014 г.). "Новости BICEP2". Даже не неправильно. Колумбийский университет. Получено 19 января 2014.
  6. ^ Прощай, Деннис (19 июня 2014 г.). "Астрономы хеджируют заявление об обнаружении Большого взрыва". Нью-Йорк Таймс. Получено 20 июн 2014.
  7. ^ Амос, Джонатан (19 июня 2014 г.). «Космическая инфляция: уверенность в сигнале Большого взрыва снижена». Новости BBC. Получено 20 июн 2014.
  8. ^ Ade, P.A.R. и другие. (Сотрудничество BICEP2) (19 июня 2014 г.). «Обнаружение поляризации B-режима в градусных угловых масштабах с помощью BICEP2». Письма с физическими проверками. 112 (24): 241101. arXiv:1403.3985. Bibcode:2014ПхРвЛ.112х1101Б. Дои:10.1103 / PhysRevLett.112.241101. PMID  24996078. S2CID  22780831.
  9. ^ Planck Collaboration (2016). «Промежуточные результаты Planck. XXX. Угловой спектр мощности излучения поляризованной пыли на средних и высоких галактических широтах». Астрономия и астрофизика. 586 (133): A133. arXiv:1409.5738. Bibcode:2016A & A ... 586A.133P. Дои:10.1051/0004-6361/201425034. S2CID  9857299.
  10. ^ Овербай, Д. (22 сентября 2014 г.). «Исследование подтверждает критику открытия Большого взрыва». Нью-Йорк Таймс. Получено 2014-09-22.
  11. ^ Коуэн, Рон (30 января 2015 г.). «Открытие гравитационных волн теперь официально мертво». Природа. Дои:10.1038 / природа.2015.16830. S2CID  124938210.
  12. ^ BICEP2 / Keck Array и Planck Collaborations (2015). «Совместный анализ BICEP2 / Keck Array и данных Planck». Письма с физическими проверками. 114 (10): 101301. arXiv:1502.00612. Bibcode:2015PhRvL.114j1301B. Дои:10.1103 / PhysRevLett.114.101301. PMID  25815919. S2CID  218078264.

Рекомендации

внешняя ссылка