Teorija inflacije

La inflacijska teorija of the universe znanstveni je prijedlog koji nastoji objasniti misterije podrijetla i rane evolucije svemira. Predložio ga je 1980-ih fizičar Alan Guth i od tada ga je znanstvena zajednica naširoko prihvatila kao uvjerljivo objašnjenje za najranije trenutke svemira. Ako želite bolje razumjeti ovaj kontekst, možete pročitati o njemu. Big Bang i njegov odnos s inflacijskom teorijom.

Što je inflacijska teorija

Inflacijska teorija temelji se na ideji da je svemir doživio iznimno brzo i ubrzano širenje u svojim prvim trenucima, neposredno nakon Velikog praska. Ovo širenje, poznato kao kozmička inflacija, dogodilo bi se u djeliću sekunde i bilo bi mnogo brže od bilo koje druge ekspanzije u povijesti svemira. Odnos između inflacije i vidljivi svemir presudno je za razumijevanje kako su nastale strukture koje danas vidimo. Nadalje, ovaj se proces može povezati s teorija multiverzuma, koji istražuje postojanje paralelnih svemira.

Teorija inflacije temelji se na nekoliko astronomskih opažanja i dokaza, uključujući uniformnost i homogenost svemira na velikim razmjerima, postojanje fluktuacija u kozmičkom pozadinskom zračenju i raspodjelu galaksija u svemiru. Prema teoriji inflacije, ove značajke svemira mogu se objasniti kozmičkom inflacijom. Da biste dublje istražili podrijetlo svemira, pročitajte naš članak o kako je stvoren svemir.

Kozmička inflacija bila bi uzrokovana nepoznatim oblikom energije koji se zove inflacijska energija, koja stvorio bi iznimno jaku odbojnu silu koja bi potaknula širenje svemira. Nakon djelića sekunde, energija inflacije bi nestala, dopuštajući svemiru da se nastavi širiti sporijom, konstantnijom brzinom. Odnos ovoga s također je zanimljiva tema za istraživanje.

Glavne osobine

Teorija inflacije je kozmološki prijedlog koji objašnjava kako je svemir prošao kroz fazu ubrzanog širenja u svojim prvim trenucima postojanja. Razvila ga je 1980-ih grupa teorijskih fizičara predvođenih Alanom Guthom i Andreijem Lindeom., a od tada ga je znanstvena zajednica naširoko prihvatila kao najuvjerljivije objašnjenje porijekla svemira.

Jedna od glavnih značajki inflatorne teorije je da sugerira da je svemir doživio iznimno brzo i ubrzano širenje unutar djelića sekunde nakon Velikog praska. Ovo širenje bi bilo potaknuto posebnim oblikom energije koji se zove inflacijska energija, koja bi bila odgovorna za stvaranje cijelog vidljivog svemira. Ako želite detaljnije razumjeti stvaranje svemira, pozivamo vas da pročitate o .

Druga ključna značajka inflacijske teorije je da ona predlaže da je inflacijska energija brzo nestala nakon početnog širenja, dopuštajući svemiru da uđe u sporiju, postupniju fazu širenja koja se nastavila do danas. Nadalje, inflacijska teorija sugerira da je ovo početno širenje bio odgovoran za formiranje velikih struktura u svemiru. Fascinantno je kako su te strukture povezane s konceptima .

Važnost inflacijske teorije

Važnost inflacijske teorije leži u nekoliko područja. Kao prvo, objašnjava kako je svemir postao tako jednoličan u svojoj strukturi na velikim razmjerima. Prije inflacije, vjerovalo se da je svemir bio više kaotičan, sa značajnim varijacijama u gustoći i temperaturi materije u različitim regijama. Inflacija omogućuje da se te fluktuacije prošire i izglade kako bi došlo do ravnomjernije raspodjele materije.

Drugo, inflacijska teorija predviđa postojanje gravitacijskih valova u svemiru, što je potvrđeno nedavnim promatranjima. Ovi su valovi važni jer pružaju izravne dokaze o ranom inflacijskom svemiru i mogu nam pomoći da bolje razumijemo prirodu gravitacije i materije u svemiru. Ovaj aspekt bi se mogao povezati s drugim fenomenima kao što su tahioni, koji su bili predmet proučavanja teorijske fizike.

Treće, inflacijska teorija također može pomoći rješavati probleme u drugim područjima teorijske fizike, kao što su fizika čestica i kvantna kozmologija. Na primjer, može objasniti zašto se čini da svemir ima konstantnu tamnu energiju, što je teško objasniti drugim teorijama. To ga čini središnjom temom u razumijevanju svemira i njegove dinamike.

probleme koje rješava

Inflacija rješava nekoliko problema u kozmologiji Velikog praska na koje je ukazano 1970-ih. Ovi problemi proizlaze iz opažanja da svemir, da bi nalikovao današnjem svemiru, mora početi od "posebnih" ili vrlo malih početnih uvjeta, podešenih oko Velikog praska. Inflacija rješava ove probleme pružajući dinamički mehanizam koji dovodi svemir u ovo određeno stanje, čineći svemir sličnijim našem vlastitom u kontekstu teorije Velikog praska.

kozmička inflacija igra važnu ulogu u rješavanju heterogenosti, anizotropije i zakrivljenosti prostora. Ovo ostavlja svemir u vrlo jednostavnom stanju u kojem njime potpuno dominira inflatonsko polje, a jedina značajna heterogenost su slabe kvantne fluktuacije u inflatonu. Ekspanzija također razrjeđuje egzotične teške čestice, kao što su magnetski monopoli predviđeni mnogim proširenjima Standardnog modela fizike čestica. Da je svemir dovoljno vruć da formira takve predinflatorne čestice, one se ne bi promatrale u prirodi jer su toliko rijetke da vjerojatno uopće ne postoje u vidljivom svemiru. Zajedno su ovi učinci poznati kao "inflatorni teorem o bez dlake", sličan teoremu o bez dlake za crne rupe.

"Teorem bez dlake" u biti je posljedica činjenice da se svemir tijekom svog širenja proširio za ogroman faktor. U svemiru koji se širi, gustoća energije općenito pada kako se volumen svemira povećava. Na primjer, gustoća obične "hladne" tvari (prašine) obrnuto je proporcionalna volumenu: kada se linearna dimenzija udvostruči, gustoća energije se smanjuje osam puta. Kako se svemir širi, gustoća energije zračenja pada još brže: kada se linearna dimenzija udvostruči, gustoća energije zračenja pada šesnaest puta. Tijekom inflacije, gustoća energije u polju inflacije je gotovo konstantna. Međutim, gustoća energije heterogenosti, zakrivljenosti, anizotropije i egzotičnih čestica se smanjuje, a s dovoljnim širenjem one postaju zanemarive. Ovo je ostavilo prazan, ravan, simetričan svemir, koji se ispunio zračenjem kada je širenje završilo.