Jak dokładnie inflacja przekształca losowe fluktuacje grawitacyjne w spójne fale grawitacyjne?

16

W trakcie tego bardzo przyjemnego komunikatu prasowego wspomniano, że inflacja może wytwarzać fale grawitacyjne poprzez zwiększanie wahań grawitacyjnych.

Nie rozumiem poprawnie tego oświadczenia. Zawsze myślałem, że fluktuacje kwantowe (fluktuacja metryki w tym przypadku?) Powinny występować dość przypadkowo, podczas gdy fale są raczej spójnymi ruchami.

Rozumiem więc w jakiś sposób, że inflacja może zwiększać fluktuacje kwantowe, ale nie rozumiem, w jaki sposób może przekształcić te losowe procesy „mikroskopowe” w obserwowane „makroskopowo” spójne zjawiska zwane falami grawitacyjnymi. Na przykład, w jaki sposób rozmieszczone są źródła tych fal grawitacyjnych? Czy każdy punkt czasoprzestrzeni zachowuje się jak źródło punktowe? A co jest obserwowane w określonym punkcie jako superpozycja wszystkich tych podnieceń?

Ponadto w tym samym filmie mówi się, że nie wszystkie modele inflacji wytwarzają fale grawitacyjne, te, które je mają, są teraz faworyzowane przez dane itp.

cosmology general-relativity cosmological-inflation gravitational-waves quantum-field-theory Dilaton
źródło
2
To pytanie może zwrócić uwagę na physics.stackexchange.com
David H
1
Nie sądzę, by tytuł tego pytania miał sens. Inflacja nie powoduje fal grawitacyjnych, inflacja wysadza je w skali makroskopowe.
astromax
Myślę, że pytający spodziewa się, że fale będą regularnie okresowe, jak fale nadchodzące na brzeg (oczekiwanie, że istnieje pewna spójność), ale nie widzę żadnych dowodów na twierdzenie, że fale są spójne. Podróżowanie pojedynczym impulsem jest falą, ale nie jest spójne.
Jeremy,
1
Z pewnością oznacza to, że fale widoczne w najwcześniejszym momencie są w pewnym sensie „zamrożone” w „kształt” wszechświata przez inflację?
adrianmcmenamin
1
Jestem pewien, że są tu ludzie, którzy mogliby na to odpowiedzieć, ale to jest więcej pytanie do stosu fizyki.
Florin Andrei

Odpowiedzi:

2

Kiedy pojawia się inflacja, rozciąganie pola grawitacyjnego zależy pierwotnie od zaburzeń w tym polu. Te zaburzenia są spowodowane fluktuacjami kwantowymi. Prowadzi to do wahań wielkości samej inflacji w danym punkcie przestrzeni, powodując fale grawitacyjne z powodu potencjału grawitacyjnego między sąsiednimi punktami. Fale są zasilane energią inflacyjną, ale są zasiane tymi fluktuacjami kwantowymi.

Ta strona zawiera dobre wyjaśnienie, a także ten konkretny cytat:

Zaburzenia fali grawitacyjnej są różne. Nie są modulowane przez jakiś nieznany potencjał; są wytwarzane przez inflację i obserwujemy je bezpośrednio. W prostych modelach inflacji amplituda fal grawitacyjnych jest wprost proporcjonalna do skali energii inflacji.

Christopherlovell
źródło