Lindes ewige Inflation und Steinhardts Kritik
Das wäre denkbar, allerdings handelt es sich hier nicht mehr um ein zyklisches Modell.
Dies erinnert mich ein wenig an Lindes ewige Inflation, aus dem ein seit Ewigkeiten selbst reproduzierender Kosmos resultiert - gewissermaßen ein Multiversum, in dem unser Universum eines von vielen ist. Im regensburger Uniprotokoll (eine PDF-Datei, die ich dank Agent Scullie kenne) findest Du oben auf Seite 12 eine ...
(Die "Höhe" in Abbildung 9 ist die Zeit.)
Andrei D. Linde veröffentlichte seine Inflations-Theorie erstmals im Jahre 1983. Darin wird eine chaotische Inflation postuliert, die ohne Feinabstimmung zur ewigen Inflation führt. Das inhomogene Inflationsfeld ist ewig. Der Inflationswert liegt in der Nähe der Planck-Dichte von 1E94 g/cm3.
In diesem FAZ-Link (den ich dank Dannyboy kenne) kannst Du eine anschauchliche Animation betrachten.
Da Agent Scullie als Vertreter dieser Theorie sich viel besser damit auskennt, zitiere ich mal seine kurze Erläuterung hierzu:
Eine mögliche kosmologische Lösung, um die Problematik der extrem fein abgestimmten Naturkonstanten zu umgehen, wäre Lindes ewige Inflation, die im Gegensatz zu anderen kosmologischen Modellen ohne spezielle Anfangsbedingungen auskommt.
Im Folgenden werde ich versuchen, dieses Modell kurz zu beschreiben - räume allerdings ein, dass ich allenfalls ein lückenhhaftes, laienhaftes Grundverständnis habe, gem. dem die chaotische Inflation zur ewigen Inflation führt, in der das "Chaos" durch die Inflationsphase "geglättet" wird. Das chaotische und ewige Inflatons-Skalarfeld wäre sozusagen der "Schöpfer" eines Mulitversums, in der unser beobachtbares Universum ein Teil eines Universums (von Linde als "Domäne" bezeichnet) wäre. Dieses wäre wiederum eines von vielen Universen, die alle Teil eines ewigen Kosmos' wären, in denen die Domänen topologisch zusammenhängen.
In meinem früheren Posting Lindes ewige, chaotische Inflation kannst Du in die Diskussion "reinschnuppern", die ich vor rund zwei Jahren mit Agent Scullie führte.
Dass durch den Prozess der Inflation die Dichteschwankungen "geglättet" werden, leuchtet mir ein, aber inwiefern dadurch die 37 Naturkonstanten "fein abgestimmt" werden, vermag ich nicht zu verstehen. Allerdings muss ich diesem Modell zugestehen, einige grundlegende Probleme der Kosmologie elegant zu lösen: Zum einen löst die Inflation das Horizontproblem, da während der Inflationsphase noch eine kausale Verbindung im gesamten jungen Universum bestand, wodurch sich die physikalischen Verhältnisse angleichen konnten. Zum anderen wird damit die Homogenität der kosmischen Hintergrundstrahlung erklärt. Zudem erklärt die Inflation, warum der Raum so stark abgeflacht erscheint, denn dadurch wird der anfangs stark gekrümmte Raum extrem schnell "geglättet". Aus dem Artikel Kosmische Inflation auf dem Prüfstand aus "Spektrum der Wissenschaft 8/11 - August 2011" geht hervor, dass der Raum um einen Faktor von mindestens 1025 „gestreckt“ wird, wodurch er sehr viel flacher wird.
Allerdings trägt Steinhardt auch eine stichhaltige Kritik gegen Lindes Inflationstheorie vor, die ich ich hier auszugsweise aus obigen Link zitiere:
Problematisch ist besonders die Kosmologische Konstante Λ, bekannter unter den populären Namen Dunkle Energie. In der Inflationsphase war ihr Wert erheblich höher als heute. Dies wäre nur möglich, wenn es sich bei Λ nicht um eine Konstante handelt, sondern der Wert variabel wäre. Zwar kann eine Quintessenz nicht ausgeschlossen werden, doch meines Wissens sprechen die Beobachtungen eher für eine Konstante.
Warum sollte der Raum zerplatzen oder sich auflösen?
Zitat von Bakkad Baran
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Zitat von Bakkad Baran
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Künstlerische Darstellung der Entwicklung der Globalstruktur des inflationären Universums. Aus einem inationären Bereich entstehen ständig neue Bereiche, in denen Inflation stattfinden kann.
Andrei D. Linde veröffentlichte seine Inflations-Theorie erstmals im Jahre 1983. Darin wird eine chaotische Inflation postuliert, die ohne Feinabstimmung zur ewigen Inflation führt. Das inhomogene Inflationsfeld ist ewig. Der Inflationswert liegt in der Nähe der Planck-Dichte von 1E94 g/cm3.
In diesem FAZ-Link (den ich dank Dannyboy kenne) kannst Du eine anschauchliche Animation betrachten.
Da Agent Scullie als Vertreter dieser Theorie sich viel besser damit auskennt, zitiere ich mal seine kurze Erläuterung hierzu:
Zitat von Agent Scullie
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Im Folgenden werde ich versuchen, dieses Modell kurz zu beschreiben - räume allerdings ein, dass ich allenfalls ein lückenhhaftes, laienhaftes Grundverständnis habe, gem. dem die chaotische Inflation zur ewigen Inflation führt, in der das "Chaos" durch die Inflationsphase "geglättet" wird. Das chaotische und ewige Inflatons-Skalarfeld wäre sozusagen der "Schöpfer" eines Mulitversums, in der unser beobachtbares Universum ein Teil eines Universums (von Linde als "Domäne" bezeichnet) wäre. Dieses wäre wiederum eines von vielen Universen, die alle Teil eines ewigen Kosmos' wären, in denen die Domänen topologisch zusammenhängen.
In meinem früheren Posting Lindes ewige, chaotische Inflation kannst Du in die Diskussion "reinschnuppern", die ich vor rund zwei Jahren mit Agent Scullie führte.
Dass durch den Prozess der Inflation die Dichteschwankungen "geglättet" werden, leuchtet mir ein, aber inwiefern dadurch die 37 Naturkonstanten "fein abgestimmt" werden, vermag ich nicht zu verstehen. Allerdings muss ich diesem Modell zugestehen, einige grundlegende Probleme der Kosmologie elegant zu lösen: Zum einen löst die Inflation das Horizontproblem, da während der Inflationsphase noch eine kausale Verbindung im gesamten jungen Universum bestand, wodurch sich die physikalischen Verhältnisse angleichen konnten. Zum anderen wird damit die Homogenität der kosmischen Hintergrundstrahlung erklärt. Zudem erklärt die Inflation, warum der Raum so stark abgeflacht erscheint, denn dadurch wird der anfangs stark gekrümmte Raum extrem schnell "geglättet". Aus dem Artikel Kosmische Inflation auf dem Prüfstand aus "Spektrum der Wissenschaft 8/11 - August 2011" geht hervor, dass der Raum um einen Faktor von mindestens 1025 „gestreckt“ wird, wodurch er sehr viel flacher wird.
Die potenzielle Energie des Inflatons kann eine beschleunigte Expansion des Universums verursachen und es dabei glätten und »verflachen« - vorausgesetzt, das Feld bleibt lange genug (10-30 Sekunden) auf dem Plateau, um das Universum in jeder Richtung um einen Faktor von mindestens 1025 zu strecken. ...
Die Inflation glättet das Universum ähnlich einem Gummituch, das bei straffer Spannung seine Falten verliert - zumindest weit gehend. ...
[...]
Zweitens erklärt die Inflation, warum das All heute so gleichförmig und geometrisch »flach« ist. Niemand weiß, wie es unmittelbar nach dem Urknall aussah, aber wegen der Inflation muss man das gar nicht wissen, denn die Phase der beschleunigten Expansion dehnte das Universum in die richtige Form.
Die Inflation glättet das Universum ähnlich einem Gummituch, das bei straffer Spannung seine Falten verliert - zumindest weit gehend. ...
[...]
Zweitens erklärt die Inflation, warum das All heute so gleichförmig und geometrisch »flach« ist. Niemand weiß, wie es unmittelbar nach dem Urknall aussah, aber wegen der Inflation muss man das gar nicht wissen, denn die Phase der beschleunigten Expansion dehnte das Universum in die richtige Form.
Zitat von Paul J. Steinhardt:
ASTRO/168: Kosmische Inflation auf dem Prüfstand (Spektrum der Wissenschaft)
Spektrum der Wissenschaft 8/11 - August 2011
Astrophysik
Kosmische Inflation auf dem Prüfstand
Von Paul J. Steinhardt
[...]
Plädoyer der Anklage
[...]
Das erste Argument der Verteidigung besagte, die Inflation sei unvermeidlich. Doch die Sache hat einen Haken: Schlechte Inflation ist wahrscheinlicher als gute. Mit schlechter Inflation ist eine Periode beschleunigter Expansion gemeint, deren Ergebnis den Beobachtungen widerspricht. ... Nur ein extrem schmaler Wertebereich führt zu der beobachteten Temperaturverteilung. In einem typischen Inflationsmodell muss der Wert bei 10-15 liegen, das heißt bei 0,000000000000001. Eine abweichende Zahl, etwa 10-12 oder 10-8 würde schlechte Inflation ergeben: ähnlich stark beschleunigte Expansion, aber viel zu große Temperaturunterschiede.
Wir könnten die schlechte Inflation ignorieren, wenn sie kein Leben zuließe. Dann würden wir derart große Temperaturschwankungen, selbst wenn sie prinzipiell möglich wären, niemals beobachten. Dieses Argument ist als anthropisches Prinzip bekannt. Doch hier greift es nicht. Größere Temperaturabweichungen würden zu mehr Sternen und Galaxien führen; das Universum wäre sogar noch wohnlicher als heute.
Schlechte Inflation ist wahrscheinlicher als gute, aber noch wahrscheinlicher ist gar keine Inflation. [...] Ein solches Universum ohne Inflation ist laut Penrose um den Faktor 10100 wahrscheinlicher als eines mit Inflation!
Die Katastrophe ewiger Inflation
[...]
[...]Das eigentliche Ergebnis der Inflation hat Guth am besten zusammengefasst: »In einem ewig inflationären Universum geschieht alles, was überhaupt geschehen kann; es geschieht sogar unendlich oft.«
[...]
Das Ausmaß unseres Versagens
[...]
[...] Auf Grund des exponentiellen Wachstums der Inflation werden die späteren Regionen ein sehr viel größeres Gesamtvolumen einnehmen. Darum sind Gebiete, die jünger sind als unseres, unermesslich viel häufiger, und es wäre unwahrscheinlich, dass wir überhaupt existieren.
[...]
Diese Idee hat aber leider den Nachteil, dass unser Universum flacher, glatter und präziser skaleninvariant ist, als es sein müsste, um Leben zu ermöglichen. Typischere, insbesondere jüngere Inseln sind fast ebenso bewohnbar wie unsere, aber viel häufiger.
[...]
ASTRO/168: Kosmische Inflation auf dem Prüfstand (Spektrum der Wissenschaft)
Spektrum der Wissenschaft 8/11 - August 2011
Astrophysik
Kosmische Inflation auf dem Prüfstand
Von Paul J. Steinhardt
[...]
Plädoyer der Anklage
[...]
Das erste Argument der Verteidigung besagte, die Inflation sei unvermeidlich. Doch die Sache hat einen Haken: Schlechte Inflation ist wahrscheinlicher als gute. Mit schlechter Inflation ist eine Periode beschleunigter Expansion gemeint, deren Ergebnis den Beobachtungen widerspricht. ... Nur ein extrem schmaler Wertebereich führt zu der beobachteten Temperaturverteilung. In einem typischen Inflationsmodell muss der Wert bei 10-15 liegen, das heißt bei 0,000000000000001. Eine abweichende Zahl, etwa 10-12 oder 10-8 würde schlechte Inflation ergeben: ähnlich stark beschleunigte Expansion, aber viel zu große Temperaturunterschiede.
Wir könnten die schlechte Inflation ignorieren, wenn sie kein Leben zuließe. Dann würden wir derart große Temperaturschwankungen, selbst wenn sie prinzipiell möglich wären, niemals beobachten. Dieses Argument ist als anthropisches Prinzip bekannt. Doch hier greift es nicht. Größere Temperaturabweichungen würden zu mehr Sternen und Galaxien führen; das Universum wäre sogar noch wohnlicher als heute.
Schlechte Inflation ist wahrscheinlicher als gute, aber noch wahrscheinlicher ist gar keine Inflation. [...] Ein solches Universum ohne Inflation ist laut Penrose um den Faktor 10100 wahrscheinlicher als eines mit Inflation!
Die Katastrophe ewiger Inflation
[...]
[...]Das eigentliche Ergebnis der Inflation hat Guth am besten zusammengefasst: »In einem ewig inflationären Universum geschieht alles, was überhaupt geschehen kann; es geschieht sogar unendlich oft.«
[...]
Das Ausmaß unseres Versagens
[...]
[...] Auf Grund des exponentiellen Wachstums der Inflation werden die späteren Regionen ein sehr viel größeres Gesamtvolumen einnehmen. Darum sind Gebiete, die jünger sind als unseres, unermesslich viel häufiger, und es wäre unwahrscheinlich, dass wir überhaupt existieren.
Laut Inflationsmodell ist unsere Existenz sehr unwahrscheinlich
[...]
Diese Idee hat aber leider den Nachteil, dass unser Universum flacher, glatter und präziser skaleninvariant ist, als es sein müsste, um Leben zu ermöglichen. Typischere, insbesondere jüngere Inseln sind fast ebenso bewohnbar wie unsere, aber viel häufiger.
[...]
Zitat von Bakkad Baran
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