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zoom RSS 平坦性問題について wikipedia を読んでみる(4)

<<   作成日時 : 2018/04/10 00:01   >>

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"Flatness problem" の続きを読みます。今回は「インフレーション」のみです。

[インフレーション]---------------------------------------------------
平坦性問題に対する標準的解法は、初期の短期間に宇宙が指数関数的に急速に拡大する(すなわち、スケール因子 が、ある一定の に対して時間 とともに として成長する)インフレーションモデルである。インフレーション理論は1979年に最初に提案され、1981年に Alan Guth によって出版された。その際の彼の2つの主な動機は、平面性問題と物理的宇宙論の別の微調整の問題である水平線問題であった。

提案されたインフレーションの原因は、宇宙に浸透して膨張を推進する場である。この場には一定のエネルギー密度が含まれているが、時間の経過と共に減少する遅い宇宙に存在する物質や放射線の密度とは異なり、空間が膨張しても、インフレーション場の密度はほぼ一定のままである。したがって、スケール因子 が指数関数的に増加すると、 という項は非常に急速に増加する。 フリートマン方程式を思い出すと

 

であり、この式の右辺が一定であるという事実から、 は時間とともに減少しなければならない。

したがって、 は最初は任意の値を取るが、インフレーション期間は 0 に向かって強制的に小さくし、 - 例えば、上記の要求を満たすべく約  のように極端に小さいままにすることができる。その後の宇宙の進化は、値を大きくし、現在観察されている約 0.01 の値にする。したがって、Ωの初期値に対する敏感な依存関係は無くなった。つまり大きくて「驚くべき」初期値は増幅される必要はなく、銀河や他の構造を形成しないような非常に湾曲した宇宙につながる必要はない。

平坦性問題を解決するこの成功は、インフレーション理論の主要な動機の1つと考えられている。
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日本人としては佐藤勝彦先生の業績の記述がないのは残念です。

今日はこの辺で。。

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