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en cosmologie l 'inflation (Du mot anglais inflation, qui aussi conservé le sens originel de « l'inflation » dérivé du latin inflatio) Est une théorie qui suppose que 'univers, peu de temps après Big Bang, Il a traversé une phase d'expansion extrêmement rapide, en raison d'une grande pression négatif.

On estime que l'inflation a eu lieu environ 10 au moins 35 secondes du Big Bang, il a duré environ 10 à 30 secondes moins et a augmenté l'univers une gamme énorme de facteur, de 10 à 25 et 10 à 30 ( environ un milliard de milliards de milliards de fois). L'hypothèse qui prévaut est qu'il a été créé par un terrain d'énergie appelée inflaton, probablement originaire d'un état instable en raison de pas immédiate brisure spontanée de symétrie tout forces fondamentales après une transition de phase quantique; un tel champ, caractérisé par un grand énergie du point zéro, Il assumerait le rôle de constante cosmologique, provoquant l'expansion quasi exponentielle de l'univers.[1]

La théorie a été proposée par Alexei Starobinski[2][3] en Union soviétique et en même temps que Alan Guth[4][5] aux États-Unis au début des années quatre-vingt.

Les hypothèses d'inflation appliquées à la théorie du Big Bang

Inflation (cosmologie)
La naissance de l'inflation de l'univers

L'expansion inflationniste peut être introduit dans les modèles à travers un constante cosmologique rien qui, à la différence du modèle traditionnel Big Bang (Qui prévoit l'expansion dans le temps de décélération classique), aurait enlevé deux objets à un rythme de plus en plus rapide à surmonter la barrière de la vitesse de la lumière.[6] Une conséquence directe est que tout l'univers serait développé par une région causalement connectée, qui est si petite que la lumière Il a été en mesure de traverser entièrement en très peu de temps écoulé entre sa « naissance » et le début de la phase inflationniste, ce qui justifie l'homogénéité actuellement observables, telles que la température et la densité. A la fin de la courte extension inflationniste phase de récupérerait au rythme précédent conformément à la cosmologie classique.

la fluctuations quantiques à l'intérieur de la région microscopique agrandie aux dimensions cosmiques inflation serait à l'origine de petites hétérogénéités gravitationnellement instable, a grandi pour donner naissance à des structures telles que galaxies, la amas de galaxies etc. (Voir aussi formation des galaxies).

L'hypothèse de l'inflation cosmique résout plusieurs problèmes importants ou paradoxes conceptuels qui a sévi la théorie standard du Big Bang. Parmi ceux-ci, le problème de la platitude de l'univers (à savoir le fait que l'univers semble être bien décrit par un géométrie avec courbure exactement égal à 0), son extraordinaire homogénéité sur une telle échelle à être reliée causalement (problème horizon) Et l'absence de défauts topologiques observé (par exemple, monopôles magnétiques), Qui aurait disposé autrement par beaucoup théories de grande unification.

Courbure de l'espace-temps tendant à zéro

Le modèle standard de l'inflation prédit un univers presque plate (la courbure peut ne pas être 0, mais la différence serait négligeable dans la pratique) et l 'invariance d'échelle des fluctuations de rayonnement de fond cosmologique. Il y a aussi des prédictions au sujet de la la physique des particules près les énergies de Grande Unification. en années quatre-vingt Il y a eu de nombreuses tentatives pour établir une corrélation entre le champ qui génère l'énergie du vide qui provoque l'inflation avec des champs spécifiques fournis par les théories de Grande Unification, ou vice versa à l'aide de l'observation de l'univers comme une contrainte à ces théories. Ces efforts ont été vains et la nature exacte du champ qui a démarré l'inflation et sa particule (l 'inflaton) Reste à présent une théorie sans aucun support expérimental.

L'inflation et la courbure

Selon les théories les plus fiables sont les inflaton pour étirer l'espace en créant une force antigravité. Ainsi, selon le modèle d'inflation, la planéité de l'univers, au détriment d'une géométrie écluse ou ouvert, Elle est étroitement liée à l'uniformité du cosmos. Mais le modèle inflationniste a mis en évidence certaines limites après les observations effectuées au cours des dernières années supernovae et amas de galaxies, qui a conduit la les astronomes d'opter pour l'hypothèse d'un univers courbe et ouvert. Ce fut une tâche fondamentale des chercheurs, la fin années nonante sur la recherche d'explications alternatives qui ne pas en quelque sorte absorbé le modèle inflationniste; de faire ce qui a été formulé l'hypothèse selon laquelle il y a une énergie qui curverebbe espace supplémentaire quel que soit le modèle considéré.[6]

La bulle d'univers

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: L'inflation éternelle, L'inflation chaotique et Multiverse.

Dans certains modèles inflationnistes de postulant l'existence des univers infinis, comme des bulles ont été séparés par de vastes espaces vides, qui seraient mis au point par la désintégration d'un métastable état d'origine. Cette théorie, cependant, est indémontrable parce qu'il est conceptuellement impossible d'étudier les choses de notre univers.

observations expérimentales

2006 et expériences WMAP BOOMERanG

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: BOOMERanG Expérience et WMAP.

En 2006, les mesures d'anisotropie du rayonnement de fond cosmique par des expériences de ballon stratosphérique BOOMERANG et par satellite WMAP Les données produites en excellent accord avec les prédictions théoriques de l'inflation[7][8]. L'inflation de l'hypothèse spéculative est donc devenue un modèle théorique falsifiable.

2009-13: satellite Planck

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: Planck Surveyor.

A partir de 2014 attendent de nouveaux résultats[9] de la recherche sur les données recueillies par le satellite Planck dans sa période de fonctionnement (2009-13) qui pourraient apporter un éclairage nouveau sur les théories inflationnistes[10][11].

2014: collaboration BICEP2

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: BICEP.

Le 17 Mars, 2014 a été annoncé le résultat d'une recherche (collaboration BICEP2), menée à Harvard avec le groupe CMB radiotélescope installé au la base Amundsen-Scott un pôle sud, qui montrerait la première preuve expérimentale directe inflation cosmique[12][13].

Cela a été réfutée par une nouvelle étude soumis pour publication dans la revue « Physical Review Letters »[9][14].

Le document scientifique[15] publié le 19 Juin, 2014 contient une note ajoutée dans l'annexe qui traite de l'influence possible que la poussière cosmique Il a pris la mesure. Le 19 Septembre 2014, le partenariat Planck Il a publié les résultats[16] mesure de la polarisation provoquée par poussière galactiques, redimensionnement de l'importance des résultats de la collaboration BICEP: l'effet causé par la poussière galactique est de la même dimension de polarisation mesurée par BICEP2; il est donc pas encore possible de dire que les ondes gravitationnelles existent et que l'inflation correcte. En 2016, il a finalement été découvert ondes gravitationnelles, mais pas encore le test d'inflation.

La critique de la théorie de l'inflation

Paul Steinhardt, l'un des fondateurs[17] la théorie de l'inflation, au cours des dernières années, il est devenu très critique.[18][19] Dans un premier temps, face à l'inflation confirme les données de BICEP2, a abandonné sa théorie de la 'univers ekpyrotique de revoir sa position sur le modèle inflationniste, mais peu de temps après son retour sceptique sur ce dernier.[20]

Les critiques se plaignent aussi du manque de falsifiabilité, qui rendrait la théorie non scientifique.[21]

monsieur Roger Penrose, proposant un moment du Big Bang et aujourd'hui une théorie classique appelée cosmologie cyclique conformationnelle (CCC) indique que, devant leurs résultats théoriques et les observations suivantes (qui, selon beaucoup, confirmerait l'inflation), les théories majorité des physiciens ne sont pas vérifiées selon lui: en particulier la théorie inflationniste - comme toujours critiqué - il est appelé un « fantasme », alors que le la théorie des cordes Il est liquidée en tant que phénomène de « mode » et « foi »[22], sur lequel les physiciens insistent à tort comme des raccourcis qui vont à l'encontre de la relativité générale, comme ils le faisaient avec supersymétrie ou les nombreuses interprétations initiales de la relativité jusqu'à ce que Einstein Il ajusta sa théorie à ses calculs, où tous les autres ont échoué.[23] En ce qui concerne la théorie inflationniste dit:

« Quand j'ai entendu parler la première fois que je me sentais horreur. Il sert à expliquer pourquoi l'Univers est plat et lisse: la phase d'expansion rapide, appelée l'inflation et a eu lieu quelques instants après le Big Bang, il a tendu et aplati toutes les irrégularités. Mais nous avons besoin d'un physique inventé ad hoc, en commençant dall'inflatone, particule dont l'existence ne sert qu'à justifier l'inflation. Il est une « théorie » artificielle qui ne résout pas le problème fondamental de l'origine de l'Univers: Ce qui est vraiment le Big Bang? L'explosion d'où tout est originaire pas, comme vous pouvez l'imaginer, l'inverse d'un trou noir qui s'effondre sur lui-même. Alors que l'effondrement d'une masse du trou noir est dominé par la gravité, la gravité du Big Bang est supprimé. Et l'inflation n'explique pas pourquoi. »

(Roger Penrose[24])

Par exemple, selon les critiques, vous pourriez ne pas voir un éclair de lumière du Big Bang supposé, lorsque la vitesse de la lumière était en aucun cas supérieur à celui des galaxies, tandis que l'inflation soutient que l'expansion a été plus rapide de la lumière, mais en même temps, nous verrions les traces de cette lumière primordiale; dans le CCC il n'y aurait pas de telles contradictions.[23][25][26]

De plus, les données de BICEP2 semblent entrer en conflit avec celles recueillies plus tard par Planck Surveyor.[27]

notes

  1. ^ Stephen Hawking, La théorie du tout. Origine et destin de l'univers, pp. 85-91
  2. ^ Pisma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 30, 719 (1979)
  3. ^ A. A. Starobinski Un nouveau type de modèles isotropes Sans cosmologique Singularity, en Physics Letters, B91, le 24 Mars 1980, pp. 99-102.
  4. ^ SLAC séminaire, 10-35 secondes après le Big Bang, 23 Janvier 1980. voir Guth (1997), p 186
  5. ^ A. H. Guth, L'Univers Inflationary: une solution possible à l'horizon et Planéité problèmes, Phys. Rev. D 23, 347 (1981).
  6. ^ à b Martin et David A.Bucher N.Sperger, Inflation à un univers de basse densité, "La science", num. 367, p. 54-61
  7. ^ Une mesure d'Omega du vol d'essai nord-américain de BOOMERANG, arxiv.org. Récupéré 24 Janvier, 2009.
  8. ^ Un univers plat de cartes haute résolution du rayonnement de fond cosmologique, arxiv.org. Récupéré 24 Janvier, 2009.
  9. ^ à b Médias INAF: L'inflation: il existe des preuves, media.inaf.it. Récupéré 19 Mars, 2014.
  10. ^ Les principaux objectifs du satellite Planck, sci.esa.int. Récupéré 18 Mars, 2014.
  11. ^ Un autre morceau du casse-tête sur l'origine du cosmos est en cours d'analyse, sci.esa.int. Récupéré 18 Mars, 2014.
  12. ^ La preuve directe de l'inflation Première cosmique, cfa.harvard.edu. Récupéré 18 Mars, 2014.
  13. ^ BICEP2 II: expérimentez DE TROIS ANS ENSEMBLE DE DONNÉES (PDF) bicepkeck.org. Récupéré 18 Mars, 2014 (Déposé par 'URL d'origine 17 mars 2014).
  14. ^ La science, Les ondes gravitationnelles, l'erreur est BICEP2 officiel, lescienze.it, 2 février 2015.
  15. ^ (FR) Ade, P.A.R. et al (BICEP2 Collaboration), Détection de Polarisation B-mode à Degree échelles angulaires par BICEP2 (PDF), Dans Physical Review Letters, vol. 112, le 19 Juin 2014, p. 241101, bibcode:2014PhRvL.112x1101A, DOI:10.1103 / PhysRevLett.112.241101, arXiv:1403.3985. Récupéré 24 Décembre, 2014.
  16. ^ (FR) L'équipe de collaboration Planck, Planck résultats intermédiaires. XXX. Le spectre de puissance angulaire d'émission polarisée de la poussière à des latitudes élevées et intermédiaires Galactic, 19 septembre 2014, arXiv:1409.5738. Récupéré 24 Décembre, 2014.
  17. ^ cosmologie inflationniste
  18. ^ Les théories de quelque chose - P. Steinhardt
  19. ^ Le débat sur l'inflation: La théorie au cœur de la cosmologie moderne profondément viciée?
  20. ^ L'inflation de l'univers, pousse les sceptiques du Parti
  21. ^ Autre que l'inflation! Les objections d'un sceptique
  22. ^ Sir Roger Penrose: L'inflation cosmique est "fantastique"
  23. ^ à b Essayer une autre Einstein
  24. ^ Roger Penrose: «C'est la grande physique bang »
  25. ^ Damiano Anselmi, La involution de la pensée scientifique
  26. ^ l'inflation cosmique a ses défauts, mais il ne faut ses critiques
  27. ^ Résultats BICEP2 L'inflation et ondes gravitationnelles peut-être tort?

Articles connexes

liens externes

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