¿Qué hizo que la expansión del universo se ralentizara después de la época inflacionaria?

Como todo el mundo sabe, cuando ocurrió el Big Bang, el universo se expandió a un ritmo increíble y esto se llamó la época inflacionaria (o más popularmente inflación cosmológica ) que duró alrededor de 10 − 3 4 segundos. Pero después de eso, la tasa de expansión se redujo repentinamente y ahora aumenta gradualmente. ¿Alguien puede decirme cuál es la razón probable o la fuerza resistiva que causó que la expansión se ralentizara mucho después del Big Bang?

La pregunta se basa en el simple hecho de que la expansión no podría haberse ralentizado si no hubiera actuado una fuerza resistiva o, más simplemente, una inercia de movimiento.

Como todo el mundo sabe... La inflación es una teoría no probada. Todavía no hay pruebas directas de ello.
Como todo el mundo sabe... ... no existe tal cosa como la inflación. Es un término mágico con cero evidencia. Bien podría decirse, como todo el mundo sabe, que el Big Bang funcionó por arte de magia...
En respuesta a los dos comentarios anteriores, hay una gran cantidad de evidencia que respalda la teoría de la "inflación", entre las que se encuentran las variaciones del fondo de microondas. Claro que podría estar mal, pero también podría serlo la relatividad general o cualquier otro modelo del universo. El interrogador quiere saber qué "predice" la teoría como la razón de la desaceleración.

Respuestas (2)

Aquí está el escenario de wikipedia.

Según la teoría de la inflación, el inflatón es un campo escalar que es responsable de la inflación cósmica en el universo primitivo. Se espera una partícula cuantificada para este campo, similar a otros campos cuánticos, llamada inflatón. El campo proporciona un mecanismo por el cual se puede generar un período de expansión rápida de 10^-35 a 10^-34 segundos después de la expansión inicial, formando el universo.

Tenga en cuenta que antes de 10 ^ -35 segundos, la inflación es constante desde el Big Bang original.

El proceso básico de inflación consta de tres pasos:

Antes del período de expansión, el campo inflatón se encontraba en un estado de mayor energía. Las fluctuaciones cuánticas aleatorias desencadenaron una transición de fase en la que el campo de inflatón liberó su energía potencial en forma de materia y radiación cuando se estabilizó en su estado de energía más bajo.

la inflación rápida da como resultado el aumento de la energía cinética a medida que el campo de inflación se asienta en su nivel de energía más bajo

Esta acción generó una fuerza repulsiva que hizo que la porción del universo que podemos observar hoy en día se expandiera de aproximadamente 10^-50 metros de radio en 10^-35 segundos a casi 1 metro de radio en 10^-34 segundos.

Por lo tanto, es el tiempo necesario para que el campo de inflación caiga del nivel de energía más alto al más bajo.

El modelo continúa aquí.

Al final del período inflacionario del universo primitivo, toda la materia y la energía del universo se establecieron en una trayectoria inercial consistente con el principio de equivalencia y la teoría general de la relatividad de Einstein y fue entonces cuando la forma precisa y regular de la expansión del universo tuvo su origen. origen (es decir, la materia en el universo se está separando porque se estaba separando en el pasado debido al campo inflatón).

Según las mediciones, la tasa de expansión del universo se estaba desacelerando hasta hace unos 5 mil millones de años debido a la atracción gravitacional del contenido de materia del universo.

Entonces, es la atracción gravitatoria la que se hace cargo una vez que el campo inflatón está en su estado de energía más bajo. Mucha energía cinética terminó como potencial gravitacional que equilibra la expansión.

después de lo cual la expansión comenzó a acelerarse.

y actualmente lo está haciendo.

Para explicar la aceleración los físicos han postulado la existencia de energía oscura que aparece en los modelos teóricos más simples como una constante cosmológica. De acuerdo con la extrapolación más simple del modelo cosmológico favorecido actualmente (conocido como "ΛCDM"), esta aceleración se vuelve más dominante en el futuro.

Según tengo entendido, el tema aún está en investigación, teórica y experimentalmente.

¿Se expandió de 10-50 metros a 1 metro? Seguramente eso es al revés.
La copia de @zibadawatimmy no copia correctamente los poderes. es 10^-50
Ah, ya veo. Puede editar latex/mathjax en el texto citado y se mostrará correctamente, si desea mejorar la legibilidad.
Está utilizando "inflación" para argumentar en contra de esto, lo cual es incorrecto porque la inflación en sí misma es falsa y desafía las leyes fundamentales básicas de la relatividad general. La materia no puede moverse más rápido que la velocidad de la luz. Usar "Inflación" es solo una palabrería, como decir, "debido a una fuerza mágica que desafió todas las leyes de la física, una fuerza mágica que no se puede probar ni comprobar". Así que dijiste muchas palabras pero ni siquiera empezaste a responder la pregunta.
@physicsaddict En el marco de la mecánica cuántica, la velocidad de la luz es irrelevante para las partículas virtuales. Los inflatones son mecánicos cuánticos y virtuales al nivel de los cálculos QM (si alguna vez logran cuantificar la gravedad) durante el período de inflación, ese es el modelo. Si el tiempo correcto o incorrecto lo dirá (es decir, si se muestra que la gravedad está cuantificada y unificada con las otras tres fuerzas en un modelo viable)
@anna v: Sí, tienes razón, cuando se habla de partículas imaginarias que no existen, las leyes de la física son irrelevantes.
@physicsaddict Cuando se usan las matemáticas para derivar el resultado de las observaciones/experimentos, las leyes de la física que existen son las que están en el resultado de la manipulación matemática. La salida tiene que estar de acuerdo con los datos. La razón por la que se usa este modelo matemático de inflatones virtuales es porque el resultado del cálculo concuerda con las observaciones del CMB.
@annav Tengo entendido que los modelos inflacionarios son lo suficientemente amplios como para explicar esencialmente cualquier observación, entonces su poder predictivo es, como el inflatón, virtual.
@R.Rankin La observación que necesitaba explicación era la homogeneidad del CMB, y el modelo inflacionario la suministró.
@anna_v lo que quise decir es que el potencial inflacionario no se elige arbitrariamente de modo que coincida con las observaciones. Comprendí que la inflación está hecha para explicar las condiciones especiales que se observan hoy, pero entonces ella misma requiere condiciones aún más especiales antes de que se produzca, en cierto sentido empuja el problema de las condiciones especiales hacia la singularidad que en sí mismo nadie aborda en general. Yo comparo esto con barrer un problema debajo de la alfombra. Para su información, no estoy a favor ni en contra de la inflación, pero creo que debe haber más.
@R.Rankin TODOS los modelos de física reducen el problema de ajuste de datos en cuestión a un nivel diferente, generalmente más compacto. Todos los modelos físicos tienen constantes ajustadas a los datos, lo mismo ocurre con el modelo inflacionario. Teníamos la gravitación de Newotn porque se ajustaba a los datos, en algún nivel de precisión de medición. Luego obtuvimos la relatividad general para el siguiente nivel de precisión de medición. Lo mismo ocurre con la transición de la mecánica clásica a la cuántica. El santo grial es una teoría del todo, de la que con muy pocas constantes de entrada surgirán todos los demás modelos. No estoy conteniendo la respiración.
@anna_v Con el debido respeto a todos los de arriba, la pregunta nunca fue respondida (tal vez no lo sepamos). En general, se acepta que el "espacio-tiempo" puede expandirse más rápido que la velocidad de la luz, aunque toda la materia en el espacio está limitada a "c". Sin embargo, creo que consideramos que la gravedad está "dentro" del espacio (es decir, ondas gravitacionales) y, por lo tanto, su causalidad estaría limitada por la velocidad de la luz. Respeto tus conocimientos de física, ¿me equivoco?
Las ondas gravitacionales de @JackR.Woods son el resultado de distorsiones espaciales, no la causa, por lo que no pueden limitar la velocidad de las distorsiones espaciales. Como decía, es un modelo que aún se investiga tanto teórica como experimentalmente. De momento se ajusta a los datos, pero no podemos olvidar que la gravedad no ha sido cuantificada definitivamente, por lo que puede haber sorpresas en la evolución del modelo.

Si toma y mide la expansión acelerada del espacio que ocurre entre un par aleatorio de galaxias, digamos a unos 20 o 30 millones de años luz de nosotros, entonces multiplique esa aceleración por 13.800 millones de años, la edad del universo. Ahora, compare la respuesta con la distancia que los separa actualmente. Los números no coinciden. Las dos galaxias en realidad no se fusionan en un solo punto, IE big bang. Todavía estarían separados por más de 2 millones de años luz, incluso después de que el espacio entre ellos se aceleró entre un 9% y un 11% en los últimos años. Recuerde, si retrocediéramos en el tiempo, la aceleración se desaceleraría, lo que haría que la distancia que potencialmente viajaron en 13.800 millones de años sea mucho menor. Las dos galaxias todavía nunca habrían ocupado el mismo lugar. Por lo tanto, no hay gran explosión. Además, la inflación cosmológica en realidad viola la tercera ley del movimiento, una vez en movimiento, siempre en movimiento a menos que una fuerza externa actúe sobre ella. Si ocurriera la inflación, no se detendría. Las galaxias no se habrían formado si se produjera una inflación rápida justo después de un big bang. Si la cantidad de energía y masa en la singularidad no pudo evitar que ocurriera el big bang, entonces no sería suficiente para frenar la inflación teorizada. Tiene que haber una mejor explicación. Las futuras observaciones del telescopio infrarrojo James Webb deberían descubrir las soluciones a cada misterio inexplicable, incluso cómo y cuándo comenzó el universo. Ir JWST. Si la cantidad de energía y masa en la singularidad no pudo evitar que ocurriera el big bang, entonces no sería suficiente para frenar la inflación teorizada. Tiene que haber una mejor explicación. Las futuras observaciones del telescopio infrarrojo James Webb deberían descubrir las soluciones a cada misterio inexplicable, incluso cómo y cuándo comenzó el universo. Ir JWST. Si la cantidad de energía y masa en la singularidad no pudo evitar que ocurriera el big bang, entonces no sería suficiente para frenar la inflación teorizada. Tiene que haber una mejor explicación. Las futuras observaciones del telescopio infrarrojo James Webb deberían descubrir las soluciones a cada misterio inexplicable, incluso cómo y cuándo comenzó el universo. Ir JWST.

¿Qué hizo que la expansión del universo se ralentizara después de la época inflacionaria?
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