¿Alguna prueba de que existen los inflatones?

No hay prueba ni evidencia específica del campo Inflaton, ni de sus excitaciones de partículas, el Inflaton.

El campo Inflaton es un campo cuántico escalar hipotético que se ha postulado como una posible forma en que se produjo la inflación, ya que decayó de un estado de alta energía a uno más bajo. Ha habido y hay varios modelos del campo Inflaton, con parámetros importantes como el tiempo de decaimiento y otros. La actual que mejor se ajusta a los datos observados es la inflación de rollo lento. También impartió energía al universo cuando descendió a su estado de energía de alto potencial, inició ese estado de equilibrio inestable debido a las fluctuaciones cuánticas.

Un artículo simple sobre esto está en Wikipedia , tal vez una forma de comenzar con otras referencias.

Véase también un tratamiento más detallado de la teoría del campo Inflaton. También tiene una sección sobre datos observacionales relevantes para la teoría de la inflación. Véalo aquí .

Las pruebas en física son diferentes a las pruebas en matemáticas.

En matemáticas, hay axiomas y declaraciones matemáticas basadas en los axiomas y las declaraciones matemáticas se pueden demostrar con absoluta certeza como verdaderas o falsas.

La física comienza con datos, y estos datos fuerzan una "forma" en un modelo matemático, eligiendo un subconjunto de las posibles soluciones que se ajustan a los datos.

Entonces, el período de inflación y la necesidad de un inflatón no surge de la nada, surge porque es un intento de explicar matemáticamente las observaciones, en un modelo de física matemática consistente.

En particular, la radiación de fondo de microondas cósmica (CMB), medida con gran precisión, muestra una uniformidad sobre el universo conocido que no era consistente con el primer modelo cosmológico del Big Bang . Cualquier uniformidad en las distribuciones de materia y energía en la física clásica puede ser descrita con mucha precisión por la termodinámica. En el caso del CMB, que es una imagen del universo primitivo, no se puede aplicar un modelo termodinámico clásico debido a la relatividad general y especial.

Las regiones del universo primitivo no podían interactuar en todo el espacio-tiempo debido a los límites de la velocidad de la luz, y la termodinámica depende de las interacciones electromagnéticas de los átomos y la radiación, es decir, de la velocidad de la luz. Había regiones en el universo primitivo que no podían comunicarse entre sí para alcanzar un equilibrio termodinámico, que es lo que implica la uniformidad CMB.

Además, la primera versión del Big Bang tenía una singularidad al comienzo del universo, que todos esperaban que fuera tenida en cuenta por la cuantización de la gravedad (un programa de investigación en curso). Por lo tanto, los fenomenólogos decidieron utilizar una cuantificación efectiva de la gravedad para el universo primitivo, lo que dio lugar al período de inflación, donde el universo era solo una "bola" de energía, descrita mecánicamente cuánticamente, expandiéndose rápidamente como se ve aquí . Las fluctuaciones cuánticas homogeneizaron el universo primitivo y explican la distribución CMB observada, así como otras características del cosmos.

La teoría de la inflación se desarrolló a principios de la década de 1980. Explica el origen de la estructura a gran escala del cosmos. Las fluctuaciones cuánticas en la región inflacionaria microscópica, magnificadas al tamaño cósmico, se convierten en las semillas para el crecimiento de la estructura en el Universo (ver formación y evolución de galaxias y formación de estructuras). Muchos físicos también creen que la inflación explica por qué el Universo parece ser el mismo en todas las direcciones (isotrópico), por qué la radiación cósmica de fondo de microondas se distribuye uniformemente, por qué el Universo es plano y por qué no se han observado monopolos magnéticos.

Los modelos de física cuántica tienen como base las interacciones y el intercambio de partículas, y el nombre que recibe la partícula escalar gravitatoria (todavía objeto de investigación para el modelo exacto) es inflatón.

Así, la "prueba" de que existe el inflatón es que se necesita para modelar el universo observado, su huella está en los datos astrofísicos. Es más complicado que reclamar una prueba de la existencia del electrón, pero ambas "pruebas" dependen de datos de modelos matemáticos.

No hay prueba deductiva de que exista ninguna partícula. Las teorías con inflatones son mucho más plausibles que las teorías sin inflatones, ya que las primeras predicen un universo plano con parches conectados causalmente (es decir, genéricamente concuerdan con datos experimentales sin ajuste fino, resolviendo los problemas de planitud y horizonte). Estos últimos, por otro lado, requieren una afinación milagrosa.