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O que provocou a inflação?

quinta-feira, 5 maio 2011; \18\UTC\UTC\k 18 Deixe um comentário Go to comments

Dia sim, dia não, aparece um artigo no arXiv especulando sobre modelos específicos da inflação, e hoje mesmo apareceu um especulando sobre inflação advinda da QCD. Sabe-se pouco sobre a inflação, mas uma coisa que se sabe é o seguinte: o que causou a inflação não foi nada dentro do Modelo Padrão.

Para ocorrer inflação só é necessário um ingrediente: um campo escalar que seja a principal componente de energia do universo. Os demais requisitos são fáceis de ajustar: você sempre pode considerar uma região do espaço suficientemente pequena em comparação com as possíveis anisotropias desse campo dentro do qual a inflação ocorre, e sempre pode fazer o campo escalar decair a partir de um certo instante de tempo acoplando-o a outros campos. O que mais se tem na física de partículas são campos escalares neutros com acoplamento a outras partículas mais leves, então é fácil construir vários cenários com pións, kaons, Higgs…, você escolhe!

Mas nenhum desses pode estar certo. Isso é porque a principal função da inflação cosmológica (e a principal evidência de que ela ocorreu) é gerar a distribuição de probabilidades das anisotropias do universo. Uma vez que consideramos um campo escalar qualquer, o tamanho das anisotropias da radiação cósmica de fundo requerem que o parâmetro de Hubble na época da inflação seja de

H_* = \sqrt{\epsilon_*} \times 2.24(10)\times 10^{13} \; \text{GeV}

Ainda não é possível medir \epsilon_* com precisão, porém dentro de suposições razoáveis os dados do WMAP indicam este parâmetro deve ser da ordem de 10-2 (o valor exato depende do modelo usado para ajustar os dados). Isso sugere que durante a inflação, o parâmetro de Hubble era da ordem de 1012 GeV. Seja lá o que causou a inflação, espera-se que a física dessa escala de energia receba correções de efeitos de uma escala de energia M ainda mais alta. Então nós não podemos esperar que nenhuma teoria que recebe correções de efeitos físicos com M < 1012 GeV possa ter relação com a inflação cosmológica, como é caso de todos os campos do Modelo Padrão. Certamente você pode ajustar finamente que essas correções desapareçam, mas não há nenhuma boa motivação para isso. Dado o valor de H_* a densidade de energia durante a inflação deve ser da ordem de 1016 GeV, então um palpite mais razoável é que a inflação ocorreu devido a algum processo associado a essa escala, que pode ser algo como alguma unificação supersimétrica das forças fundamentais, ou o áxion se você olhar para o fato que M do áxion coincide com H*.

  1. quinta-feira, 5 maio 2011; \18\UTC\UTC\k 18 às 13:40:55 EST

    Ou se pode apelar pra modelos sem inflação, como a ecpirótica.

    []s,

    Roberto Takata

  2. cesar Pinheiro
    quinta-feira, 5 maio 2011; \18\UTC\UTC\k 18 às 21:50:13 EST

    um outro modelo “disponivel no mercado”para explicar a expansão exponencial inicial é dado pela “Cosmology with torsion: An alternative to cosmic inflation”
    http://arxiv.org/abs/1007.0587
    esse modelo antigo de expansão/contração foi revivido por Nikodem J. Poplawski com base no artigo
    http://www.science20.com/news_articles/our_universe_home_within_larger_universe_physicist_says
    http://www.physics.indiana.edu/~nipoplaw/PLB_687_110.pdf
    onde é mostrada uma forma de explicar a formação de um universo dentro de um buraco negro, a partir de condições limites de densidade, fato que podemos estar começando a perceber no universo obserável…(vide “grande atrator”).

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