¿Está realmente muerta la teoría de la inflación?

Si bien una señal de modo B en el CMB sería una prueba irrefutable para el inflado, el inflado ni siquiera está bajo presión, incluso si el BICEP2 solo mide el polvo.

La inflación explica claramente una serie de acertijos del universo primitivo. Lo más importante es que explica por qué encontramos un CMB extremadamente homogéneo. Además, sin inflación es difícil explicar que las perturbaciones en el CMB estén correlacionadas entre puntos que parecen no haber estado nunca en contacto causal.

Existen muchos modelos de inflación y la mayoría de ellos (los más populares antes de BICEP2 en realidad) predicen una amplitud extremadamente baja para las perturbaciones del tensor, que a su vez conducen a la señal de modo B que BICEP2 buscaba.

Entonces, aunque algunos de los modelos que la gente inventó solo para abarcar la señal inesperadamente grande de BICEP2 podrían estar muertos, la inflación como un marco cosmológicamente bien motivado está perfectamente bien.

La evidencia observacional directa más allá de los modos B es difícil de encontrar. Las ondas gravitacionales con un espectro de potencia casi invariable en escala son una predicción genérica, pero aún no las hemos observado en una única escala. Sin embargo, hay una serie de experimentos planificados para la próxima década que tienen como objetivo poner un límite superior en la llamada relación tensor-escalar. $r \lesssim 10^{-3}$, que es el orden de magnitud predicho por los modelos genéricos de inflación.

Edición muy, muy larga:

El único tipo de señal que podemos recibir de la inflación es de naturaleza gravitacional. Si uno toma el CMB como un hecho y luego mira solo la evolución cósmica, el$\Lambda$CDM puede explicar básicamente todas las observaciones con solo unos pocos parámetros. Ninguna señal de fotones puede provenir de antes de la recombinación, lo que hace que el CMB sea la cosa más antigua que literalmente podemos "mirar".

El éxito de la inflación es dar realmente un mecanismo para crear el CMB. No es trivial lograr que el CMB sea tan homogéneo y al mismo tiempo crear anisotropías con correlaciones en intervalos similares al espacio.

Pero tenga en cuenta que en la inflación, las fluctuaciones del CMB son en realidad también variaciones en el tensor métrico, solo están en su componente escalar ($\sum_i g_{ii}$). Entonces, además de estas fluctuaciones escalares, podría haber perturbaciones de tipo vectorial o de tensor en la métrica. Los cálculos directos muestran que no se crean perturbaciones de tipo vectorial en la inflación de tipo de-Sitter, lo que deja a las perturbaciones de tensor como la única otra señal posible.

Ahora, dependiendo de su modelo de inflación, se crean más o menos de estas perturbaciones de tensor. Por lo tanto, puede intentar obtener la mayor cantidad de información de dos espectros (que se prevé que sean casi invariantes a escala):

• La amplitud de una de las señales debe fijarse por observación. Esto se hace como la llamada "Normalización COBE" de perturbaciones escalares.
• La relación de la amplitud de los dos espectros a una escala fiduciaria. Esto es lo que llamamos$r$, la "relación tensor a escalar". Todos los modelos de inflación predicen$r > 0$, pero los valores bien motivados van desde$10^{-4}$a$0.2$(donde estos últimos son modelos más o menos hechos a la medida de los BICEP)$r = 0.2$afirmar).
• La inclinación espectral de cada espectro. Perfectamente la inflación de Sitter con un parámetro de Hubble constante predice un espectro perfectamente invariante en escala. Los modelos reales están cerca de esto, con solo pequeñas variaciones del parámetro de Hubble durante la inflación, dejando un espectro invariante casi a escala. Este observable se llama índice espectral,$n_s$para escalares y$n_t$para tensores, pero midiendo$n_t$es casi imposible.
• La ejecución del índice espectral, es decir, su valor en diferentes escalas, también puede brindarle información sobre el potencial de inflatón. Para esto necesitas medir$n_s$a diferentes escalas; mientras que el CMB permite mediciones de$n_s$, medirlo en escalas distintas a la escala CMB es un desafío.
• Incluso se puede soñar con medir el funcionamiento de$n_t$, pero esto seguirá siendo un sueño por mucho tiempo...

Espero poder aclarar por qué estamos buscando gravedad. olas tan fuertes y no por nada más, porque simplemente no hay ninguna otra señal que esté directamente relacionada con la inflación.