El multiverso de la inflación eterna

Esbozaré una de las variantes de la inflación eterna: "inflación eterna impulsada por el falso vacío".

La idea es que comiences con una variedad de espacio-tiempo, en la que se define en todas partes algún campo escalar. El campo escalar asegura que toda la región sufra inflación. Para garantizar algún tipo de estabilidad, el valor del campo se elige para que esté en un mínimo local del potencial; no está en el mínimo global y, por lo tanto, tiende a llamarse falso vacío.

Ahora, debido a algún tipo de perturbación, o debido a la tunelización de la mecánica cuántica, el campo escalar termina, al menos en algún lugar, teniendo un valor al otro lado de la barrera de potencial. Un mecanismo de tunelización es descrito por el instantáneo de Coleman de Luccia. Este punto con el nuevo túnel hacia$\phi$El valor se considera como el punto de origen de una pequeña burbuja que contiene una fase diferente dentro del espacio-tiempo inflado. A veces se le llama punto de nucleación en analogía con la nucleación de burbujas, en la que se forman burbujas en partículas suspendidas en un líquido.

El potencial ahora puede rodar colina abajo y liberar energía dentro de la burbuja. La pared de la burbuja se expande y el contenido de la burbuja continúa expandiéndose, pero a un ritmo cada vez menor. Cualquier cosa dentro de esta burbuja, es decir, en el cono de luz delantero del punto de nucleación tiene la nueva$\phi$valor, y por lo tanto la física allí ve un vacío diferente. El espacio-tiempo dentro de esta burbuja tiene una foliación "natural" por hipersuperficies tridimensionales de constante$\phi$. Como$\phi$disminuye, estas superficies se vuelven espacialmente planas, como nuestro universo observable.

Estas burbujas ("universos de bolsillo") se originan en regiones donde la inflación realmente termina . Entonces, en este modelo suave, el origen de nuestro universo observado, es el final de la inflación. Fuera de la burbuja en cuestión, continuamente se forman otras burbujas. Las burbujas pueden incluso fusionarse.

Por supuesto, este tipo de modelo es tan bueno como las predicciones que hace para nuestro universo observable. Ha habido cierta discusión sobre la posible observabilidad de la nucleación de burbujas en nuestro pasado. Ver aquí por ejemplo.

Entonces, volviendo a la pregunta, si desea adjuntar el término "multiverso" a este escenario, asumiría que se refiere al conjunto de universos de bolsillo, incrustados en un falso espacio-tiempo de vacío inflado que, al menos en este modelo de juguete, obedece a las leyes habituales de GR y la mecánica cuántica.

No es un múltiple (no uno conectado de todos modos ya que no se puede llegar (ni siquiera en principio) a universos separados de otros). Para dar una mejor analogía, el "espacio de todos los planetas" no es una variedad, incluso si pudiera variar continuamente diferentes parámetros (los análogos de los campos escalares) continuamente. Estás en lo correcto. Si la cantidad de posibles antecedentes en la teoría de cuerdas (el paisaje como se le llama) es "real", entonces posiblemente podrían ser otros universos en el multiverso, al igual que la cantidad de formas de ensamblar un grupo de átomos en una bola enorme incluye la Tierra, Marte , el Sol y muchos agujeros negros si vas más grande que una cierta masa, etc. El campo escalar en sí mismo se representa simplemente como una partícula (por ejemplo, la dilatación), por lo que debería ser de 11 dimensiones (la partícula en sí es una cuerda de (1 + 1) dimensiones, por supuesto). La dimensionalidad del espacio-tiempo no cambia en los diferentes trasfondos de la teoría de cuerdas. Así que ya hay una especie de dos tipos de multiverso, el "real" y el "matemático". El paisaje es el matemático como el espacio de los universos posibles. Aunque no incluye todos los diferentes arreglos de estos universos, no es un múltiple. El multiverso "real" es análogo a la distribución real de planetas y estrellas. Los diferentes valores del campo escalar son como diferentes valores de la pregunta "¿hay un planeta o una estrella aquí?" en esta analogía muy cruda. Así, el panorama de la teoría de cuerdas no