¿La teoría de la ‘inflación eterna’ ahora explica mejor la estructura del universo?

Como esta pregunta ya ha sido respondida en detalle por otros, este es mi intento de escribir una respuesta muy simple y fácil de entender.

Tl; Dr:
La inflación eterna es una extensión de la teoría del Big Bang que da como resultado la existencia de un multiverso, pero no hay evidencia sólida de que exista o deba existir.

Para los no iniciados, una ilustración de la nueva inflación eterna (descubierta por primera vez por Steinhardt ):
El falso vacío es un estado metaestable que se desintegra en un proceso exponencial (como una sustancia radiactiva). Sin embargo, también se expande exponencialmente al mismo tiempo. En cualquier modelo inflacionario, la tasa de expansión es mucho más rápida que la tasa de descomposición, por lo que una vez que comienza la inflación, nunca desaparece y su volumen total crece exponencialmente con el tiempo.

Las imágenes han sido tomadas de un artículo muy iluminador del eminente Alan Guth (pionero del modelo inflacionario) que en última instancia afirma que toda la inflación es esencialmente eterna.
([hep-th / 0702178] La inflación eterna y sus implicaciones)
Nota: El diagrama anterior es solo para fines esquemáticos, la expansión no se ha mostrado en él. Las barras en cada intervalo de tiempo no son de la misma escala y aumentan en un factor (digamos 3) de arriba a abajo. Por lo tanto, el tamaño de cada FV en el segundo intervalo de tiempo es, en realidad, el tamaño del FV en el primer intervalo de tiempo y cada región da a luz a otro universo. Este proceso ocurre ad-infinitum.

La inflación eterna afirma que una vez que ocurre la inflación, produce no solo un universo sino universos infinitos en el falso vacío que juntos podrían llamarse como el versículo múltiple.

Este sigue siendo un importante punto de discusión entre los principales físicos y hay mucha literatura científica sobre el tema. Aunque la mayoría de los modelos inflacionarios conducen a un versículo múltiple, es posible crear modelos de inflación que no conducen a uno. Además, dado que un multiverso tiene un número infinito de universos, todo lo que puede suceder sucederá un número infinito de veces. Por lo tanto, se vuelve inviable e indetectable, ningún experimento puede descartar una teoría que permita todos los resultados posibles y, como tal, invoca el razonamiento antrópico con algunos críticos (uno de ellos es el propio Steinhardt ) alegando que carece de sentido científico ya que la ciencia se basa en verificar las predicciones a través de experimentación.

Para muchos científicos esto es detestable, ya que señala el final de cualquier esperanza de que se puedan hacer predicciones sobre la base de la lógica. Algunas propiedades universales como la masa del electrón y la constante cosmológica (necesaria para el modelo inflacionario) actualmente parecen arbitrarias y ninguna física conocida la predice. La inflación eterna explica esto a través del principio antrópico que los críticos dicen que es como tirar las manos al aire y “darse por vencido” al encontrar una verdadera explicación científica y, por lo tanto, debe usarse solo como último recurso.

La opinión de Steinhardt sobre la teoría del multiverso:
El error de Big Bang revienta la burbuja del multiverso

Documento de George Ellis : (si puede dedicar algo de tiempo, lea esto para ver el problema desde el punto de vista de un crítico):
Oponerse al multiverso

Actualmente, la descripción mejor / más simple es “inflación caótica”. Esta es una de las formas más simples de “inflación lenta” (verificada por el índice espectral de WMAP) que es una forma de “inflación de campo grande” (verificada por la medición de ondas gravitacionales primordiales del BICEP).

La inflación eterna es un período hipotético del Universo antes de la inflación lenta que efectivamente puede generar regiones que están permanentemente desconectadas causalmente entre sí: si siempre estás fuera del contacto causal con otra región, entonces ese es efectivamente un Universo separado y, por lo tanto, una inflación eterna crea el Multi-verso.

Muchos físicos creen que hubo un período de inflación eterna que precedió a la inflación lenta, simplemente no tenemos evidencia experimental directa de ello. Es posible que la inflación eterna esté conectada sin problemas a la inflación caótica, aunque no es necesario. Las principales posibilidades de la inflación eterna son, de hecho, la inflación de falso vacío original de Alan Guth, que posteriormente fue desarrollada por Sidney Coleman y Frank de Luccia.

Una posible firma de inflado pre-lento del rollo sería la existencia de curvatura espacial, un tipo de densidad de energía que proviene de la curvatura general del espacio-tiempo. Coleman-de Luccia predice que la curvatura debería ser negativa. Desafortunadamente, hay un límite inferior de hasta qué punto podemos medir la densidad de energía en curvatura de 10 ^ -5 de la energía total. Actualmente tenemos un factor 10 antes de llegar a esta sensibilidad.

Depende de lo que entiendas por inflación eterna. La inflación caótica de Linde es el futuro eterno, en que las regiones del universo (no observable) continuarán inflándose indefinidamente en el futuro. La forma más simple de inflación caótica, donde el potencial de inflación es
[matemáticas] V = m ^ 2 \ phi ^ 2 [/ matemáticas]
Actualmente es un excelente ajuste a los datos.

Si por inflación eterna te refieres al modelo de “inflación antigua” de Guth, eso se ha descartado desde los años 80.

En realidad, hay mucha confusión, incluso en la literatura, sobre lo que significa la inflación eterna. Alex Vilenkin intenta aclarar algo de esto en [gr-qc / 0409055v1] Inflación eterna y terminología caótica.

Datos recientes del experimento BICEP2 sugieren lo contrario. Si hay una inflación eterna, entonces definitivamente no debería haber una gran explosión para comenzar el universo. Lo que provoca más reflexión es la estructura del multiverso que presumiblemente está presente.

No en realidad no. La inflación eterna es un modelo cosmológico interesante. En el sentido de que los resultados del BICEP2 son una fuerte evidencia de que la inflación ocurre al menos una vez, es poco probable que la inflación eterna sea un error. Pero todavía hay muy pocas predicciones comprobables que parecen ser ciertas.