Wie genau wandelt die Inflation zufällige Gravitationsschwankungen in kohärente Gravitationswellen um?

Im Verlauf dieser sehr erfreulichen Pressemeldung wird erwähnt, dass Inflation Gravitationswellen erzeugen kann, indem Gravitationsschwankungen verstärkt werden.

Ich verstehe diese Aussage nicht richtig. Ich dachte immer, dass Quantenfluktuationen (Fluktuation der Metrik in diesem Fall?) ziemlich zufällig auftreten sollten, während Wellen eher kohärente Bewegungen sind.

Ich verstehe also irgendwie, dass Inflation Quantenfluktuationen verstärken kann, aber ich sehe nicht, wie sie diese zufälligen "mikroskopischen" Prozesse in "makroskopisch" beobachtbare kohärente Phänomene namens Gravitationswellen umwandeln kann. Wie sind zum Beispiel die Quellen dieser Gravitationswellen verteilt? Verhält sich jeder Punkt in der Raumzeit wie eine Art Punktquelle? Und was wird an einem bestimmten Punkt als Überlagerung all dieser Erregungen beobachtet?

Außerdem wird im selben Video gesagt, dass nicht alle Inflationsmodelle Gravitationswellen erzeugen, diejenigen, die sie haben, werden jetzt von den Daten bevorzugt usw.

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Ich denke nicht, dass der Titel dieser Frage viel Sinn macht. Inflation verursacht keine Gravitationswellen, Inflation bläst sie in makroskopische Größenordnungen.
Ich denke, der Fragesteller erwartet, dass die Wellen regelmäßig periodisch sind, wie Wellen, die an einem Ufer eintreffen (die Erwartung, dass es eine gewisse Kohärenz gibt), aber ich kann keine Beweise für eine Behauptung sehen, dass die Wellen kohärent sind. Ein einzelner Impuls, der sich fortbewegt, ist eine Welle, aber er ist nicht kohärent.
Was es sicher bedeutet ist, dass Wellen, die im allerfrühesten Moment gesehen werden, gewissermaßen durch Inflation in die „Form“ des Universums „eingefroren“ werden?
Ich bin mir sicher, dass es hier Leute gibt, die sie beantworten könnten, aber das ist eher eine Frage für den Physikstapel.
1) Die wahrscheinlichsten Wellen haben eine typische Skala ( π / 50 oder so) genauso wie wahrscheinliche Wellen auf dem Meer eine typische Skala haben würden (bestimmt durch zB die Stärke des Windes). Das bedeutet nicht, dass alle Wege genau diesen Maßstab haben, aber visuell dominiert dieser Maßstab; 2) Die Wellen waren anfangs winzig, wurden aber durch die Inflation zu gigantischen Ausmaßen gesprengt (daher der Name!).

Antworten (1)

Wenn Inflation auftritt, hängt die Dehnung des Gravitationsfeldes ursprünglich von den Störungen innerhalb dieses Feldes ab. Diese Störungen werden durch Quantenfluktuationen verursacht. Dies führt zu Schwankungen in der Größe der Inflation selbst an einem bestimmten Punkt im Raum, wodurch Gravitationswellen aufgrund des Gravitationspotentials zwischen benachbarten Punkten verursacht werden. Die Wellen werden von der Inflationsenergie gespeist, aber von diesen Quantenfluktuationen gesät.

Diese Seite gibt eine gute Erklärung, ebenso wie dieses spezielle Zitat:

Gravitationswellenstörungen sind anders. Sie werden nicht durch irgendein unbekanntes Potential moduliert; sie werden durch die Inflation erzeugt, und wir beobachten sie direkt. In einfachen Inflationsmodellen ist die Amplitude der Gravitationswellen direkt proportional zur Inflationsenergieskala.

Wie genau wandelt die Inflation zufällige Gravitationsschwankungen in kohärente Gravitationswellen um?
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