Хаотическая теория инфляции

[saraq]

Только что слышал лекцию А. Д. Линде на тему его Хаотической теории инфляции, призванной, на первый взгляд, решить некоторые проблемы в инфляционной модели Вселенной. Да, она довольно проста и стройна, однако, отвечая на вопросы, сама рождает немало вопросов. Вот небольшой их перечень, которые возникли у меня:

1) Для запуска инфляции теории необходимо некое скалярное поле, называемое полем Инфлатона. Однако сама теория не дает ответа на вопрос: откуда появилось это поле?
2) Предсказания, которые делает теория, мягко говоря невозможно проверить никак, поскольку речь тут идет про совершенно изолированные друг от друга домены, которые могут быть бесчисленными. А если предсказания невозможно проверить (и, скорее всего, невозможно будет и в будущем), то как эта теория может считаться научной? Это очень напоминает струнный ландшафт: все красиво, стройно, но недоказуемо.

Есть еще вопросы, но это ключевые.

[Munin]

saraq в сообщении #808860 писал(а):

Хаотическая теория инфляции

Нет такой теории. Есть теория хаотической инфляции.

saraq в сообщении #808860 писал(а):

Однако сама теория не дает ответа на вопрос: откуда появилось это поле?

Она и не должна. Этот вопрос в космологии не рассматривается. Кроме инфлатона есть много других полей: фотона, электрона, глюона. Все они "откуда-то появились". Но все они в космологии рассматриваются как данность.

saraq в сообщении #808860 писал(а):

Предсказания, которые делает теория, мягко говоря невозможно проверить никак

А это вы все предсказания разобрали? Или только на первое попавшееся взглянули?

Теория может давать несколько предсказаний, и проверяемые, и непроверяемые. Очевидно, проверяют теорию - по проверяемым предсказаниям. Они могут подтвердить теорию, даже если с непроверяемыми ничего не поделаешь. Например, ОТО в 1916 году предсказала чёрную дыру, но проверяли её по перигелию Меркурия и по отклонению лучей света Солнцем.

[saraq]

Munin в сообщении #808863 писал(а):

Нет такой теории. Есть теория хаотической инфляции.

Прошу прощения. Тавтология получилась

Munin в сообщении #808863 писал(а):

А это вы все предсказания разобрали? Или только на первое попавшееся взглянули?

Есть предсказания, касающиеся реликтового фона: данные спутников WMAP, а следом и Planck-а, хорошо согласуются с предсказаниями инфляционной модели, особенно в вопросе формирования галактик из первичных флуктуаций. Но вот незадача: ведь теория хаотической инфляции это один из вариантов инфляционной модели Гуса, предсказания которой тоже отражаются в реликтовом микроволновом фоне. Однако, хоть ключевой частью обеих моделей является инфляция, они все таки разные во многом.

Не может ли ТБВ обойтись без инфляции?

[Munin]

saraq в сообщении #808867 писал(а):

Тавтология получилась

Не тавтология, а хуже.

saraq в сообщении #808867 писал(а):

Есть предсказания, касающиеся реликтового фона

Ну вот, уже лучше.

saraq в сообщении #808867 писал(а):

Но вот незадача: ведь теория хаотической инфляции это один из вариантов инфляционной модели Гуса, предсказания которой тоже отражаются в реликтовом микроволновом фоне.

А в чём вы видите незадачу?

saraq в сообщении #808867 писал(а):

Однако, хоть ключевой частью обеих моделей является инфляция, они все таки разные во многом.

Да. А предсказания - одинаковые?

saraq в сообщении #808867 писал(а):

Не может ли ТБВ обойтись без инфляции?

Нет такой аббревиатуры "ТБВ". Поэтому я не знаю, о чём вы спрашиваете. Извольте расшифровать.

[saraq]

Munin в сообщении #809014 писал(а):

А в чём вы видите незадачу?

Обе варианта теории инфляции имеют одну и ту же основу: инфляционное расширение Вселенной в самом начале. Но в деталях они очень разные: в одном варианте (в "классической" инфляционной модели) вводится высокоэнергетичный и нестабильный ложный вакуум с отрицательным давлением, а во втором случае некое поле инфлатона, которое осциллирует вблизи энергетического минимума. Однако, предсказание разных и бесчисленных доменов сейчас касается обеих вариантов:
1) У Линде все понятно.
2) У "классической" инфляционной модели с внедрением ложного вакуума была проблема: при распаде вакуума и образования пузырей (которые в дальнейшем сливаются) Вселенная получалась крайне неоднородной. Эта проблема была решена А. Виленкиным, А. Гусом и другими. Они предположили, что удвоение ложного вакуума происходит быстрее, чем его распад, так что отдельные пузыри просто не могут слиться: очень похоже на хаотическую инфляцию.

Munin в сообщении #809014 писал(а):

Да. А предсказания - одинаковые?

Предсказания почти одни и те же: гравитационные волны, небольшое отличие спектра первоначальных возмущений материи от однородного в реликтовом фоне (похожие на флуктуации) и т.д. Эти предсказания хорошо согласуются с данными. Но вот какая инфляционная модель может оказаться верной, совершенно неясно.
Есть два варианта: либо будет обнаружено поле (напоминающее поле инфлатона), и тогда "победит" Линде. Либо будет возможность показать, что вакуум может бить метастабильным: второй вариант не менее сложный, потому что, очень может быть, мы живем вполне стабильном вакууме. Про другие предсказания я не знаю.

Munin в сообщении #809014 писал(а):

Нет такой аббревиатуры "ТБВ". Поэтому я не знаю, о чём вы спрашиваете. Извольте расшифровать.

Теория большого взрыва.

[Munin]

saraq в сообщении #809042 писал(а):

Но в деталях они очень разные: в одном варианте (в "классической" инфляционной модели) вводится высокоэнергетичный и нестабильный ложный вакуум с отрицательным давлением, а во втором случае некое поле инфлатона

В первом варианте тоже вводится поле инфлатона. Которое и находится в состоянии ложного вакуума.

saraq в сообщении #809042 писал(а):

Эта проблема была решена А. Виленкиным, А. Гусом и другими. Они предположили, что удвоение ложного вакуума происходит быстрее, чем его распад, так что отдельные пузыри просто не могут слиться: очень похоже на хаотическую инфляцию.

Это не "предположили", а следствие расчётов.

saraq в сообщении #809042 писал(а):

Предсказания почти одни и те же: гравитационные волны, небольшое отличие спектра первоначальных возмущений материи от однородного в реликтовом фоне (похожие на флуктуации) и т.д. Эти предсказания хорошо согласуются с данными. Но вот какая инфляционная модель может оказаться верной, совершенно неясно.

То есть, в чём различие предсказаний, вы не знаете. Это очень плохо.

На самом деле, спектр флуктуаций у этих теорий немного разный.

saraq в сообщении #809042 писал(а):

Есть два варианта: либо будет обнаружено поле (напоминающее поле инфлатона), и тогда "победит" Линде. Либо будет возможность показать, что вакуум может бить метастабильным: второй вариант не менее сложный

Это всё один и тот же вариант. Только изложенный разными словами.

И то, и другое - далеко за возможностями проверки. А проверяют именно спектр начальных возмущений.

saraq в сообщении #809042 писал(а):

Теория большого взрыва.

Больше не сокращайте в невнятную аббревиатуру.

Классическая теория Большого Взрыва и так обходится без инфляции. Но остаются несколько проблем, и теория инфляции отвечает на них. Не на все. И кроме того, поскольку теория инфляции - пока ещё гипотетична, то остаётся шанс, что ответы на эти вопросы всё-таки другие. Тогда теория Большого Взрыва будет выступать в связке с какой-то другой теорией, а не с инфляцией. В этом смысле, она "может обойтись".

[saraq]

Munin в сообщении #809060 писал(а):

То есть, в чём различие предсказаний, вы не знаете. Это очень плохо.

На самом деле, спектр флуктуаций у этих теорий немного разный.

Согласен, это плохо.

По данным Planck отличия спектра первоначальных возмущений материи от однородного составляют 0,96. Источники говорят, что это хорошее подтверждение инфляционной модели: но какой именно-умалчивается.

Munin в сообщении #809060 писал(а):

Классическая теория Большого Взрыва и так обходится без инфляции. Но остаются несколько проблем, и теория инфляции отвечает на них. Не на все. И кроме того, поскольку теория инфляции - пока ещё гипотетична, то остаётся шанс, что ответы на эти вопросы всё-таки другие. Тогда теория Большого Взрыва будет выступать в связке с какой-то другой теорией, а не с инфляцией. В этом смысле, она "может обойтись".

Единственное известное мне объяснение (без инфляции) это циклическая модель Нила Турока и Пола Стейнхарда.

[Munin]

saraq в сообщении #809066 писал(а):

Источники говорят, что это хорошее подтверждение инфляционной модели: но какой именно-умалчивается.

Поэтому надо прекращать читать ваши "источники", и начинать читать серьёзные сведения. Например, статьи с отчётами по обработке данных Planck.

saraq в сообщении #809066 писал(а):

Единственное известное мне объяснение (без инфляции) это циклическая модель Нила Турока и Пола Стейнхарда.

А вы специалист-космолог? С чего вы взяли, что что-то единственное известное вам - это единственное, известное в науке?
И тем более, с чего вы взяли, что таких теорий не возникнет в будущем?

[saraq]

Munin в сообщении #809069 писал(а):

А вы специалист-космолог? С чего вы взяли, что что-то единственное известное вам - это единственное, известное в науке?

Поэтому я и сказал: единственное, известное мне.

Если модели инфляции так хорошо согласуются с наблюдениями, зачем разрабатывать что-то еще?

[Munin]

saraq в сообщении #809071 писал(а):

Если модели инфляции так хорошо согласуются с наблюдениями, зачем разрабатывать что-то еще?

Затем, что в науке всегда разрабатывается что-то ещё. А "согласовываться с наблюдениями" - это ещё не то же самое, что "быть доказанным наблюдениями".

[Lehastyi]

Насколько я понял, теория инфляции предполагает наличие у вселенной границы, за которой находится нераспавшийся вакуум в стадии инфляционного расширения. Но в таком случае "пузырь-вселенная" имеет геометрический центр в центре шара-пузыря. Как это понимать?

[Lehastyi]

Эх. Munin бы ответил.

[KVV]

Lehastyi в сообщении #1526922 писал(а):

Насколько я понял, теория инфляции предполагает наличие у вселенной границы, за которой находится нераспавшийся вакуум в стадии инфляционного расширения. Но в таком случае "пузырь-вселенная" имеет геометрический центр в центре шара-пузыря. Как это понимать?

Ну да, каждая дочерняя вселенная, в т.ч. наша, вполне может иметь и конечный размер, и геометрический центр.

[VRi]

Меня этот вопрос тоже мучил. И я не уверен, что разобрался. Поищите А.Виленкин "Мир многих миров. Физики в поисках иных вселенных" 2009. Стр. 116 (.djvu). Там есть картинка:

Как я понял, белые области растут в темпе сверхбольших чисел (ссылки на русскую вики почему-то не вставляются нормально ). Черные (наблюдаемая нами вселенная и подобные области) тоже растут, экспоненциально. Но это слишком медленно. На фоне белых областей они просто кристаллизовались, замерзли после большого взрыва, и не играют никакой роли, исчезающие в небытии точки.
Хотя инфлатон - это из теории хаотической инфляции, но не из теории вечной инфляции. Разницу А.Виленкин объяснил там же, на словах.
Резюмируя: никаких симметрий у пузырей нет, может быть и есть, но это случайность.
Зы: Так я понял прочитанное. Возможно не правильно. Как и Вам, мне бы хотелось услышать мнение более осведомленных людей