Todd Gardiner, quise preguntar qué pasaría si uno recrea el falso estado de vacío para el campo de inflaton. Como se sabe por la teoría de la inflación, la transición de este estado de mayor energía del campo de inflamación escalar a su estado actual libera energía. Se teoriza que una propiedad genérica de este campo es que puede tener una densidad de energía positiva rho pero P preasegurada negativa y tal que P = -rho, por lo que, según la relatividad general, produce un efecto repulsivo en el espacio-tiempo. En resumen: a medida que disminuye su nivel de energía al verdadero estado de vacío, descarga energía en un espacio-tiempo en expansión (muy rápidamente), haciendo trabajo.
Existen varios modelos diferentes, pero el más viable y popular por ahora es la inflación lenta. En este modelo, el potencial en función del campo escalar se puede representar en el siguiente gráfico:
En el caso de la inflación de balanceo lento, el inflatón es un campo escalar masivo que no está mínimamente acoplado a otros campos de materia conocidos. Esa es la razón por la cual, después del comienzo de esta rápida expansión, las partículas de inflaton que se liberaron durante la fase de transición se descompusieron en partículas elementales y energía más livianas (fotones, quarks, gluones, etc.). Este es en realidad un proceso conocido como recalentamiento. Basado en eso, me parece lógico creer que con un acelerador absolutamente hipotético y muy poderoso, alguien podría, en principio, crear un punto con densidad de energía del orden del estado de falso vacío. Y de esta manera reinicia el gatillo que inició la evolución de nuestro propio universo. Según las fuentes [An Exposition on Inflationary Cosmology], la densidad de energía necesaria está en algún lugar entre 10 ^ 15 GeV y 10 ^ 19 GeV, es decir, esa es la masa presunta de las partículas de inflaton teorizadas (que son excitaciones del campo inflaton según QFT). Este no es solo mi sentido común, sino que también hay artículos populares y artículos científicos serios que, según la teoría conocida, afirman lo mismo: aplastar partículas con suficiente energía en un punto y recrear localmente las condiciones previas al Big Bang. Por supuesto, estamos considerando un escenario muy teórico. Un experimento mental si lo prefieres.
(Por el momento recuerdo este sitio, por ejemplo:
Cómo destruir todo el universo: ¡comienza con una explosión! – Medio)
Y tampoco estoy seguro de su afirmación de que la inflación no se pudo desencadenar dentro de nuestro universo porque, en mi opinión, es lo que realmente sucedió en primer lugar hace 13.8 mil millones de años: el universo seguía siendo nuestro, solo que muchas veces más pequeño y más denso; sin embargo, la inflación brilló EN TI y luego se expandió a mayor tamaño. Pero no era algo fuera de nuestro universo porque probablemente no había nada más de todos modos.
Ahora que aclaré lo que originalmente estaba detrás de mi pregunta, me gustaría abordar los puntos relevantes que me interesan:
– habría un Bang (nuestro campo de inflaton reiniciado destroza todo como Ethan cree que sucedería en el sitio citado; también mis sentidos me dicen lo mismo, al igual que otros científicos también)
O:
¿Se convertiría este punto de alta energía en la semilla del nuevo universo, expandiéndose en su propia burbuja cerrada de espacio-tiempo? Si ese fuera el caso, ¿cómo es que no afectará al nuestro? Esta segunda opción es apoyada por otro grupo de científicos como, por ejemplo, el prof. Sakai [https://arxiv.org/pdf/gr-qc/0602…].
Entonces, ¿cuál es más probable? ¿Qué diría la relatividad general al respecto?
Personalmente encuentro (no soy especialista) la segunda variante más inconsistente porque uno usa una cantidad finita de materia y energía en el acelerador para crear la densidad necesaria y luego reinicia la inflación. Pero si este proceso creara un universo bebé que se expanda como el nuestro, significaría que este universo probablemente tendría un enorme contenido de masa y energía como el nuestro. Al mismo tiempo, se había usado solo energía limitada y finita y materia para comenzar. Esto de alguna manera no corresponde para mí con las leyes más básicas de conservación de energía. Al igual que obtener cosas infinitas (o al menos muy grandes) de una cantidad finita.
– Y tengo otra pregunta secundaria: si el primer escenario (destrucción de nuestro propio universo y recreación del espacio-tiempo) es verdadero, ¿no habría una versión de menor energía de este falso vacío que podría expandir el espacio no tan violentamente, pero, vamos? decir, solo localmente? Estoy basando mi pregunta en el hecho de que la función potencial V es suave y continua. Entonces, ¿esto correspondería a partículas de inflaton de menor masa (por ejemplo, como las que probablemente se crearon al final del período inflacionario) que están un poco más cerca del verdadero nivel de vacío. Lo estoy visualizando de la siguiente manera: si nuestro experimento teórico crea densidad de energía en el límite inferior de 10 ^ 15 GeV y no en el 10 ^ 19 Gev (asumiendo que esos son los valores reales), entonces el tránsito desde este vacío falso un poco más bajo ¿nivelar el suelo nuevamente crearía un efecto no tan profundo sino una expansión local más lenta?
– Y por último: energía y materia fueron liberadas como productos de la inflación. Ejercen un efecto gravitacional positivo en el espacio-tiempo doblándolo positivamente. Esta es quizás la razón por la cual, después de que la inflación se detuvo, la expansión del universo se desaceleró (hasta que fue lo suficientemente amplia como para que los efectos repulsivos cuánticos conocidos como “energía oscura” entraran más profundamente, pero esa es otra historia y una reciente) . Entonces, ¿esto significaría que en nuestra configuración de acelerador uno recrea la inflación pero si al mismo tiempo coloca cierta cantidad de materia / energía de alta densidad normal, detendría o limitaría la rápida expansión debido a la curvatura positiva del espacio-tiempo? Sabemos que, a diferencia de nuestro estado actual del universo en el período preinflacionario, no había materia ni energía, solo todos los campos fundamentales que realizaban sus extrañas cosas cuánticas, oscilando. Así que no había nada que impidiera que el campo de inflaton destruyera todo salvajemente.
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