¿Por qué solo el universo plano puede ocurrir de la nada?

De hecho, creo que la premisa de la pregunta es incorrecta. Es la inflación a la manera de Alan Guth y Andrei Linde lo que hace que el universo parezca muy plano hoy en día, no el “túnel de la nada”.

De hecho, la propuesta de Vilenkin de que el universo podría crearse haciendo un túnel a partir de “nada” a través de un instanton de Sitter también sugirió que el universo así creado estaría cerrado en lugar de plano, y creo que esto también fue una característica de Hawking-Hartle ” propuesta sin límite “.

http://mukto-mona.net/science/ph…

Vea la discusión en la página 3:

“Finalmente, tenemos que discutir lo que le sucede al universo después del túnel. El estado de vacío simétrico no es absolutamente estable. Puede decaer por el túnel cuántico [6] o puede desestabilizarse por las fluctuaciones cuánticas del campo de Higgs [7]. El campo de Higgs comienza a reducir el potencial efectivo hacia el glorioso final del escenario inflacionario, como se discute en las referencias [3, 4, 6] y al comienzo de este documento. Cuando la energía del vacío se calienta, el universo se calienta una temperatura [matemática] T_ * \ sim \ rho_V ^ {1/4} [/ matemática]. En nuestro modelo, esta es la temperatura máxima que ha tenido el universo. La única predicción verificable (en principio) del modelo es que el universo debe estar cerrado. Sin embargo, Guth ha argumentado [14] que el escenario inflacionario casi seguramente se sobrepasa, por lo que [math] \ rho = \ rho_ {crit} [/ math] con una precisión muy alta incluso en la actualidad .

Aquí hay un enlace a un PDF gratuito de referencia 14 (Transiciones de fase en el universo embrionario, Alan Guth):

http://ccdb5fs.kek.jp/cgi-bin/im…

Guth plantea el problema de la planitud de la siguiente manera: la densidad observada del universo hoy está muy cerca del valor crítico, digamos dentro de un factor de 10 de cualquier manera. Sin embargo, en la evolución del modelo cosmológico estándar, debido a que la densidad crítica es un punto de evolución inestable, esto requeriría que a la temperatura de la transición GUT, la densidad del universo tuviera que haberse ajustado al valor crítico dentro de un factor de [matemáticas] 1 [/ matemáticas] parte en [matemáticas] 10 ^ {49} [/ matemáticas].

Él permite que este ajuste fino increíble se deba a algunos efectos desconocidos de la gravedad cuántica, pero sugiere que un período de inflación exponencial habría eliminado el término de curvatura de las ecuaciones de evolución del factor de escala en la métrica de Friedmann-Roberston-Walker , ya que este término se escala como la segunda potencia inversa del factor de escala.

Entonces, es la expansión exponencial en la visión de Guth, si se continúa durante el tiempo suficiente, lo que habría hecho que la curvatura parezca muy cercana a cero hoy, sin importar lo que era al comienzo del tiempo de inflación.

El universo podría haber sido cerrado abierto o plano en el momento de hacer un túnel de la nada a la vista de Guth, pero los múltiples pliegues electrónicos debido a la inflación todavía lo habrían hecho casi plano hoy.

En algunas analogías (en particular, la sección 8.2 de @Page en leeds.ac.uk), la curvatura intrínseca podría tomarse como la energía total (‘normal’ + gravitacional) del universo. A este respecto, la curvatura = 0, por ejemplo, plana, representa cero energía total. Podría ser a esto a lo que te refieres, aunque la analogía no es perfecta, y la conservación de la energía (incluso si la analogía es exacta) no es una ley de conservación global de la física de todos modos.

Porque aún no podemos calcularlo mejor 🙂

Flat AKA de Sitter universe es una solución simple que combina de cerca la observación.

Consulte “Inflación espontánea y el origen de la flecha del tiempo” de Caroll, Chen para las matemáticas.