Inflation kann erklären, warum die Cosmic Microwave Background Radiation (CMBR) so hochgradig isotrop ist, obwohl viele Regionen des Universums nie miteinander in Kontakt standen. Demnach waren Regionen, die derzeit nicht in kausalem Kontakt miteinander stehen, in der Vergangenheit und konnten kommunizieren. Dann dehnte sich das Universum aus, die physikalischen Skalen vergrößerten sich und Photonen aus diesen Regionen kamen nie wieder in kausalen Kontakt.
In Slow-Roll-Modellen wird die Inflation durch die potenzielle Energie eines Skalarfelds, der Inflation, angetrieben, die das Potenzial langsam nach unten rollt. Wenn das langsame Rollen aufhört, endet die Inflation und das Inflationsfeld oszilliert um das Minimum der potentiellen Energie. In dieser Zeit produziert es die uns bekannten Elementarteilchen in einem Prozess, der Wiedererwärmung genannt wird.
Folgendes verstehe ich nicht: Wenn Photonen nur in dieser Zeit nach dem Ende der Inflation produziert werden, wie können sie dann vorher "gesprochen" haben, als sich das Universum ausdehnte, wenn nur das Inflationsfeld vorhanden war?
Die Photonen, die Sie als CMB sehen entstanden nicht beim Wiedererhitzen , sondern bei der Rekombination , wenn die Temperatur ausreichend abgesunken war.
Was die Inflation (unter anderem) tat, war sicherzustellen, dass sich alles im thermodynamischen Gleichgewicht befand. Das heißt, unabhängig davon, welche Art von Teilchen wir betrachten, teilen sie dieselbe Energieverteilung. Die Materie und die Strahlung teilten diese (abnehmende) Energie weiter, bis die Photonen bei der Entkopplung "freigesetzt" wurden .
Ohne Inflation hätte eine Region des Universums eine Energieverteilung haben können und eine andere Region eine andere, was später dazu geführt hätte, dass die notwendige Temperatur für die Rekombination (ungefähr 3000 K) in verschiedenen Epochen erreicht worden wäre. Dies wiederum würde dazu führen, dass die CMB aus verschiedenen Teilen des Himmels ankommen, nachdem sie unterschiedlich lange durch das expandierende Universum gereist sind, und daher unterschiedliche Rotverschiebungen.
Da in alle Richtungen dieselbe Rotverschiebung beobachtet wird (innerhalb eines Teils in ), das kann nicht sein.
Heute scheint „CMB“ der bevorzugte Begriff zu sein, während „CMBR“ etwas veraltet ist. Ich habe jedoch gesehen, dass einige Russen es immer noch benutzen.
Es ist nicht notwendig, dass die Partikel, die für den Kontakt und die Homogenisierung verwendet wurden, bevor das Slow-Roll begann, Photonen waren. Alle vorhandenen Felder, wie das Inflationsfeld, könnten sich vor der Inflation auf dasselbe Potenzial homogenisieren. Das würde bedeuten, dass das langsame Rollen fast überall mit ungefähr der gleichen Geschwindigkeit fortschreitet, und sobald das langsame Rollen endet und die Wiedererwärmung beginnt, kann die Dichte des Aufblasfelds überall eine mehr oder weniger homogene Dichte von Elementarteilchen und Photonen erzeugen.
Grundsätzlich führt die Homogenisierung aller primordialen Felder zu einem Universum nach der Inflation, das isotrop und homogen aussieht. Es müssen keine Photonen sein
Philo
Pela