Warum drückt die Inflation (das Inflationsfeld) Omega näher an Null (das Universum wird abgeflacht)?

Ich weiß, dass in unserem speziellen Fall das Inflationsfeld das Volumen des Universums ausdehnt, während es gleichzeitig eine Masse-Energie-Dichte nahe der kritischen Dichte aufrechterhält, also die Flachheit.

Aber warum diese Zahl? Warum behielt das Inflationsfeld nicht eine Dichte bei, die stattdessen eine andere Art von Krümmung verursacht hätte? Ich dachte, Inflation sollte das Feinabstimmungsproblem lösen, aber ich stoße immer noch auf das Problem.

Was bringt die Inflation im Grunde dazu, "zu wählen", welche Energiedichte beibehalten werden soll? Und wenn es immer die kritische Dichte (für flache Krümmung) auswählt, warum ist das so?

Antworten (2)

Siehe http://en.wikipedia.org/wiki/Flatness_problem#Inflation

Der entscheidende Punkt ist die Gleichung:

( Ω − 1 − 1 ) ρ A 2 = − 3 k C 2 8 π G

Bei der Inflation ist der Skalenfaktor, A , steigt enorm, aber gleichzeitig die Energiedichte, ρ , bleibt ungefähr konstant, weil es vom Inflationsfeld dominiert wird, also dem Produkt ρ A 2 steigt enorm. Die rechte Seite der Gleichung ist jedoch nur konstant, also bedeutet dies ( Ω − 1 − 1 ) muss verschwindend klein werden, dh Ω wird zur Einheit getrieben. Dieses Ergebnis ist ziemlich allgemein und hängt nicht von den feinen Details ab, wie Inflation funktioniert.

Danke, das klärt sich auf! Ich bin aber immer noch verwirrt. Gibt es einen bekannten Mechanismus, durch den das Inflationsfeld Energie "hinzufügt", um eine konstante Energiedichte aufrechtzuerhalten?
Das Inflationsfeld wird im Allgemeinen als eine Eigenschaft des Raums angesehen, so dass es per Definition eine konstante Energiedichte hat. Ich gebe zu, dass diese Art Ihre Frage umgeht, ohne sie zu beantworten, aber dann haben wir keine Ahnung vom Ursprung des Inflationsfeldes. Tatsächlich sind wir uns ihres jüngeren Bruders, der dunklen Energie, ähnlich unwissend, und diese verhält sich genauso.

Anstatt zu postulieren, dass die Inflation eine Dichte des Universums auswählte, ist es besser zu sagen, dass die Inflation die Größe des Universums ausdehnte, so dass seine Geometrie nahezu flach wurde. Dabei passte das Inflationsfeld die für ein flaches Universum benötigte kritische Dichte an die tatsächliche Energiedichte des Universums an und nicht umgekehrt.

Wie hat es das gemacht? Ich dachte, die kritische Dichte wäre eine Konstante?
@Ocsis2 nein, die kritische Dichte hängt vom Hubble-Parameter ab
Der Hubble-Parameter ist die Entwicklung des Skalierungsfaktors im Laufe der Zeit? Wie hat das Inflationsfeld das angepasst?
@Ocsis2 Die Expansion des Universums wird durch die Friedmann-Gleichung bestimmt, H 2 = 8 π G ρ / 3 − k C 2 / A 2 . Je näher H 2 kommt zu 8 π G ρ / 3 , desto flacher wird das Universum.
Warum drückt die Inflation (das Inflationsfeld) Omega näher an Null (das Universum wird abgeflacht)?
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