Abenteuer-Universum

Wenn man die Titelgeschichte in der Juniausgabe 2017 von Spektrum der Wissenschaft, "Eine neue Kosmologie - Gab es den Urknall wirklich?", gelesen hat, stellt sich die Frage, ob man mit den Inflationsmodellen auf dem Holzweg ist.

Einfache Inflationsmodelle postulieren primordiale Gravitationswellen, die bisher nicht nachgewiesen werden konnten. Komplizierte Inflationsmodelle können erklären, warum keine Inflationswellen in der Signatur der kosmischen Hintergrundstrahlung zu erkennen sind. Nur sind in den komplizierten Inflationsmodellen so viele "Stellschrauben", dass man sich ein Universum "basteln kann", das den Beobachtungen entspricht.

Quantenfluktuationen spielen eine große Rolle bei der Entwicklung des Universums. Wenn sie zu stark dominieren und die Gültigkeit der Allgemeinen Relatitivtätstheorie spät einsetzt, kann ein "Kuddelmuddel" an möglichen Zuständen die Folge sein.

Das Ekpyrotische Modell erzeugt nicht so einen Haufen an theoretischen Problemen. Wenn es gelänge hochfrequente Gravitationswellen nachzuweisen und entsprechende Polarisationsmunster in der Hintergrundstrahlung, könnte es eine experimentelle Entscheidung für ein Ekpyrotisches Universum geben.

Ich bin da erstmal abwartend und warte weitere Beobachtungen ab.

Viele Grüße
Analytiker

Vielleicht sind die "Löcher" in der Hintergrundstrahlung doch ein Hinweis... viewtopic.php?p=54523#p54523 ?

Gruß
gravi

Die primordialen Gravitationswellen waren ja schon mal Gegenstand eines Hypes - leider waren die Messungen jedoch wegen galaktischen Staubs unbrauchbar.

Die Daten vom Planck-Teleskop schließen einfache Inflationsmodelle aus und lassen nur solche zu, welche unwahrscheinlich kompliziert sind.

Im von mir oben genannten Artikel wird das näher beleuchtet. Bei der komplizierten Variante ist die Anfangsenergiedichte billionenfach kleiner als die Planck-Dichte und reicht nicht aus, eine sofortige Inflation des Universums zu verursachen. Da dann die Inflation verzögert einsetzt, unterbleibt anfangs das typische Ausbügeln räumlicher Inhomogenitäten. Das führt dazu, dass im Universum die Ungleichmäßigkeiten der Energieverteilung weiter zunehmen und die Inflation abwürgen würde, und ab einer gewissen Größe würde, unabhängig von der Entwicklung des Inflatons, die Inflation gar nicht starten.

Die neusten Planck-Daten besagen, dass die Abweichung von perfekter Skaleninvarianz nur wenige Prozent beträgt. Die Inflation jedoch lässt viele andere Muster zu.

Je nach Anfangsbedingungen ist das Ergebnis der Inflation beliebig. Sie ist so flexibel, dass kein Experiment sie je zu widerlegen vermag.

Ein Urprall leistet dasselbe wie Urprall plus Inflation. Eine langsame Kontraktion wirkt wie eine plötzliche Expansion, was das Ausbügeln von Inhomogenitäten betrifft. Die Kontraktion vor dem Urprall kann das leisten, wozu die Inflation ursprünglich ersonnen wurde.

Ein wichtiger Vorteil ist, dass ein Urprallszenario kein großes Kuddelmuddel erzeugt, denn der Urprall setzt ein bevor Quanteneffekte wichtig werden und somit die ART gilt.

Wenn es keine Möglichkeit gibt eine Theorie auszuschließen, also sie empirisch zu überprüfen, dann hat sie keine Erklärungskraft.

Gruß
Analytiker

So lange es die Datenlage nicht zulässt, kann keine Theorie ausgeschlossen werden.
Ich glaube, das Inflationsmodell ist damals deshalb populär geworden, weil es damals das einfachste Modell war, das zu den Daten passte.
Nach neuen Erkenntnissen mag das heute anders aussehen, weil anscheinend nur noch komplizierte Inflationsmodelle zu den neueren Befunden passen.

So lange die Messungen keine Unterscheidung zulassen, stellt sich die nicht leicht zu beantwortende Frage:

Welches ist derzeit das einfachste/sparsamste Modell?
Sind Ekpyrotische Modelle, die immerhin auf der Stringtheorie (mit all ihren Unabwägbarkeiten) beruhen, derzeit einfacher, sparsamer als Inflationsmodelle?
Patt? Oder noch ganz anders?

seeker hat geschrieben: ↑

23. Mai 2017, 12:06

So lange die Messungen keine Unterscheidung zulassen, stellt sich die nicht leicht zu beantwortende Frage:

Welches ist derzeit das einfachste/sparsamste Modell?
Sind Ekpyrotische Modelle, die immerhin auf der Stringtheorie (mit all ihren Unabwägbarkeiten) beruhen, derzeit einfacher, sparsamer als Inflationsmodelle?
Patt? Oder noch ganz anders?

Guter Einwurf!

Die Stringtheorie strotzt geradezu vor Beliebigkeit. Es ist wohl eine Theorie, die sich einer Falsifizierung grundsätzlich entzieht. Sie bietet weitem mehr Lösungen an als das beobachtbare Universum an Elementarteilchen aufweist.

Man muss sehen, was am besten zur Datenlage passt.

Selbst die ART lässt ziemlich exotische Raumzeiten zu, die physikalisch im beobachtbaren Universum nicht realisiert sind.

Eine passende Theorie sollte möglichst wenig theoretischen "Müll" produzieren!

Gruß
Analytiker