¿Cómo conducen las fluctuaciones cuánticas a regiones sobredensas en el CMB?

He leído muchos trabajos sobre la inflación, pero aún no he encontrado una descripción convincente en la que alguien explique exactamente qué son las 'fluctuaciones cuánticas' y cómo llevaron a regiones sobredensas en el CMB.

¡Todavía tengo que encontrar una descripción convincente de la inflación! Cuanto más aprendo, más me parece superfluo. Vea esta pieza de blog de Scientific American:

Físico critica la teoría cósmica que ayudó a concebir

..que se relaciona con este artículo, lo siento, es un trozo:

Paul Steinhardt niega la inflación, la teoría que ayudó a crear

Obtengo la parte donde las partículas virtuales pueden aparecer espontáneamente y aniquilarse.

Eche un vistazo a esta respuesta de anna v: "Por lo tanto, las partículas virtuales existen solo en las matemáticas del modelo utilizado para describir las medidas de las partículas reales". Las partículas virtuales son virtuales. Como en no real. No están apareciendo y desapareciendo como por arte de magia. Eso es un mito de la ciencia pop, me temo.

Incluso entiendo la parte donde se puede efectuar la carga efectiva en un electrón. Pero crear piscinas donde se acumula la materia suena como un trabajo real. ¿Cómo pueden las partículas virtuales realizar un trabajo real?

no pueden Las partículas virtuales son cuantos de campo. Es como dividir el campo electromagnético del electrón en partes abstractas y luego hacer lo mismo con el protón. Luego, cuando se atraen entre sí, "intercambian campo" de tal manera que el átomo de hidrógeno resultante tiene muy poco campo.

Específicamente, ¿cómo las fluctuaciones cuánticas aleatorias conducen a regiones de materia coherentes y demasiado densas?

Esa es una hipótesis, y tengo que decir que no lo sé. Pero tenga en cuenta que las fluctuaciones del vacío no son lo mismo que las partículas virtuales. Las partículas virtuales son cosas matemáticas abstractas, las fluctuaciones del vacío no lo son. Son reales, y el equivalente electromagnético a las ondas que cubren la superficie del mar. El efecto Casimir es una demostración de las fluctuaciones del vacío. Sin embargo, las fluctuaciones del vacío del universo muy primitivo estuvieron sujetas a una "vorágine" que duró alrededor de 380.000 años antes de la superficie de la última dispersión asociada con el CMB. En mi humilde opinión, no podemos decir con confianza real que las regiones ligeramente sobredensas del CMB fueron el resultado de fluctuaciones cuánticas. O las variaciones mucho más dramáticas en la densidad de la materia.

Sabes, cada vez que escucho sobre esto, pienso en Hawking diciendo que el universo nació de una fluctuación cuántica. Eso me hace pensar ¿Qué fluctuó? Y luego termino pensando que esto son tortugas hasta el fondo , y eso no es mucho mejor que 'Dios lo hizo' . De todos modos, si obtiene una respuesta convincente a esto, hágamelo saber.

Presentaciones de la teoría de la inflación -

1. 10^{-35} segundos o menos después del tiempo de Planck, el universo pasó por una fase de expansión acelerada.

2. Luego, la energía que impulsaba la expansión acelerada se convierte en materia ordinaria y radiación.

Neto comienza el Big Bang

3. El principio de incertidumbre de Heisenberg infiere que habrá una cantidad mínima irreducible de sacudidas en cualquier sistema cuántico, incluso cuando se encuentra en su estado de energía más bajo ("vacío").

4. En nuestro contexto de inflación, esto significa que los campos cuánticos de baja masa exhibirán fluctuaciones.

5. Basándonos en dos tipos de campos cuánticos de luz, esperamos ver dos tipos de perturbaciones: el campo "inflatón" y el campo gravitacional. El campo que impulsó la inflación no se ha determinado, por lo que solo le damos el nombre de campo "Inflaton". Este campo eventualmente se convierte en materia y radiación y sus llamadas fluctuaciones "escalares" producen la densidad perturbada del plasma primitivo.

6. La historia no termina solo con este Campo. También se cree que el campo gravitacional también tuvo un impacto importante en las densidades de energía del CMB observado. Nuevamente, cuando miramos el campo G como un campo cuántico, el Principio de Incertidumbre de Heisenberg implica fluctuaciones una vez más y da como resultado ondas gravitacionales {o gravitones}, las llamadas fluctuaciones "Tensoriales".

7. Los observables - Sabemos que los tipos de polarización observados en el CMB pueden soportar las fluctuaciones de los dos campos propuestos. Los modos E admiten el tipo de onda escalar o fluctuaciones de "inflatón" y la polarización de los modos B admite el tipo de onda tensor o las fluctuaciones de gravedad.

"Los científicos ya han encontrado modos E en el CMB, pero hasta ahora no han confirmado que exista ningún modo B". - Ver más en: http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/seeking-the-cosmic-dawn/#sthash.OaazSNo0.dpuf

Los patrones de polarización del modo E parecen asteriscos o bucles y no cambian cuando se reflejan en un espejo. Los modos B, por otro lado, se curvan en sentido horario o antihorario en patrones en espiral. Cielo y telescopio: vea más en: http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/seeking-the-cosmic-dawn/#sthash.OaazSNo0.dpuf

Este mapa de polarización muestra los primeros modos E detectados en 2002 por el telescopio del interferómetro de escala angular de grados (DASI). Esta imagen en falso color muestra las variaciones de temperatura (el amarillo es caliente, el rojo es frío) en la radiación del CMB. Las líneas marcan la polarización en cada punto de la imagen; la longitud de la línea muestra la fuerza de polarización mientras que la orientación muestra la dirección. DASI/Universidad de Chicago - Vea más en: http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/seeking-the-cosmic-dawn/#sthash.OaazSNo0.dpuf

8. Para concluir, espero que vea cómo los diferentes campos propuestos y sus fluctuaciones de onda polarizada tendrían un impacto en las densidades de energía observadas en el CMB. Una vez que se observan los modos B y se determina su índice, y si concuerdan con las ondas del campo G, podemos sentirnos mucho más seguros en la teoría de la inflación.