👨🏽‍💼 🐰 🤟 关于空间通货膨胀的五个最伟大的预测 🥁 👐🏼 🤴🏾

这已不再是一种推测性理论，因为已经证实了其中四个。

科学思想应该简单，解释和可预测。而且据我们今天所知，通货膨胀多元宇宙不具备这种性质。
-保罗·斯坦哈特（Paul Steinhart），2014年

考虑到“大爆炸”，我们可以想象宇宙的起点：一个热的，密集的，不断扩展的状态，一切从此开始。注意到并测量了宇宙的当前扩展-星系彼此之间的散射，我们不仅可以确定宇宙的命运，而且可以确定它的开始。

但是，仅是这种炎热而稠密的状态就充满了许多问题，其中包括：

•为什么为什么从一开始就无法交换信息的非常遥远的宇宙不同区域充满了相同密度的物质和相同温度的辐射？

•如果宇宙中存在更多的物质，为什么宇宙会崩溃，或者如果物质更少，则膨胀到不存在的状态，为什么会如此完美地平衡呢？

•在哪里，如果宇宙曾经处于非常热和稠密的状态，那么从理论上讲今天应该容易检测到的所有这些高能遗迹粒子（例如磁单极子）？

1979年末，1980年初，当艾伦·古特（Alan Gut）提出宇宙通货膨胀理论时，人们就找到了答案。

古特接受了大爆炸之前的状态，在该状态下，宇宙没有充满物质和辐射，而只有宇宙本身固有的大量能量，所以居特设法解决了所有这些问题。此外，在1980年发生了其他事态发展，使得有可能找到新型模型来帮助通货膨胀模型重现当今的宇宙：

•充满物质和辐射；
•各向同性（各方向相同）；
•均质（各点相同）；
•在初始状态下变热，致密并膨胀。

此类模型由安德烈·林德，保罗·斯坦哈特，安迪·阿尔布雷希特开发，其他细节由亨利·泰伊，布鲁斯·艾伦，阿列克谢·斯塔诺宾斯基，迈克尔·特纳，大卫·施拉姆，洛基·科尔布等人制定。

我们发现了一些了不起的东西：两种通用的模型类别为我们提供了我们所需的一切。出现了新的通货膨胀，潜在的顶部平坦，通货膨胀的领域可以从这里“缓慢地”滑到底部，并且有一个具有U形潜力的混乱的通货膨胀，它也可以从那里缓慢地滚动。

在这两种情况下，空间都以指数形式扩展，变直，其各个地方的属性都相同，当通货膨胀结束时，您回到了与我们非常相似的宇宙。此外，您还收到了另外五个预测，当时还没有发现。

1）扁平宇宙。在1980年代初期，我们完成了对星系，银河星团的调查，并开始了解宇宙的大规模结构。根据我们所看到的，我们能够测量两个指标：

•宇宙的临界密度，即物质的密度，是宇宙在崩溃与永续膨胀之间实现完美平衡所必需的。
•宇宙中物质的实际密度，不仅是发光物质，气体，尘埃和等离子，而且包括引力效应在内的所有来源，包括暗物质。

我们发现第二个指标的范围从第一个指标的10％到35％，具体取决于数据源。换句话说，宇宙中的物质远小于临界量-这意味着宇宙是开放的。

但是通货膨胀预示着宇宙将平坦。她采用任何形状的宇宙，并将其拉伸到扁平状态，或者至少拉伸到与扁平状态没有区别的状态。许多人试图建立使宇宙具有负曲率（开放）但没有成功的通货膨胀模型。

随着1998年超新星观测的出现，暗能量时代的到来，接着是2003年首次发布的WMAP项目中的数据收集（以及早些时候发布的Boomerang项目的数据），我们得出的结论是，宇宙实际上是平坦的，物质密度低的原因是这种新的，出乎意料的能量形式的存在。

2）波动范围大于光的宇宙可以克服。通货膨胀-导致宇宙空间呈指数增长-将小规模发生的事情膨胀到很大的规模。今天的宇宙在量子水平上具有固有的不确定性，由于海森堡不确定性原理，能量的波动很小。

但是在通货膨胀期间，这些能量的小范围波动本应在整个宇宙中延伸到巨大的宏观尺度，并在整个长度上延伸！（通常，甚至更进一步，因为我们无法观察到可观察到的宇宙之外的任何事物）。

但是，从CBE项目在1992年可以做的最大规模来看CMB辐射的波动，我们发现了这些波动。通过WMAP改进的结果，我们能够测量它们的数量级，并发现它们与通胀预测相符。

3）具有绝热波动的宇宙，即具有普遍相同的熵。波动可以不同：绝热，恒定曲率或两种类型的混合。通货膨胀预测了100％的绝热波动，这意味着存在可以在WMAP中测量的定义明确的CMB参数，以及在2dF和SDSS项目中测量的大型结构。如果残留辐射和大范围的波动相互关联，则它们是绝热的；否则，它们可以具有恒定的曲率。如果宇宙有一系列不同的波动，那么直到2000年我们才知道这一点！

但是，由于通货膨胀理论的其他成功，这一点被认为是理所当然的，以至于人们几乎没有注意到它的确认。这只是对我们已经“知道”的事实的确认，尽管实际上它与其他所有人一样具有革命性。

4）一个宇宙，其中的波动谱比尺度不变的（n _s <1）小。这是一个认真的预测！当然，通货膨胀通常会预测波动应该是规模不变的。但是有一个陷阱，或者一个澄清：通货膨胀势的形式会影响波动幅度与理想尺度不变性的区别。

在1980年代发现的工作模型预测波动谱（标量谱指数，n _s）应略小于1，介于0.92和0.98之间，具体取决于所使用的模型。

当我们接收到的观测，发现所测得的数，n _小号，等于约0.97，并显示错误（根据项目CMB BAO的测量）在0.012。他们首先在WMAP中被注意到，这一观察不仅得到证实，而且随着时间的推移，其他人也得到了加强。它确实小于统一，只有通货膨胀做出了这个预测。

5）最后，宇宙具有一定范围的引力波波动。这是最后一个预测，唯一尚未确认的重大预测。一些模型（例如，Linde混沌膨胀模型）会产生大的引力波（BICEP2应该注意到这种波），而其他模型（例如Albrecht-Steinhardt模型）会产生非常小的引力波。

我们知道它们应该具有什么样的光谱，以及这些波如何与CMB辐射的极化波动相互作用。不确定性仅在于其强度，这可能太小而无法观察，具体取决于哪种通胀模型正确。

下次您阅读有关通货膨胀理论的投机性质或有关该理论的一位创始人如何怀疑其准确性的文章时，请考虑一下。是的，人们试图在最佳理论中寻找漏洞，并寻找替代方法。我们，科学家，正在这样做。

但是，通货膨胀并不是某种理论上的怪兽，与观察结果背道而驰。她做出了五项新的预测，我们确认了其中的四项！她可能已经预言了我们尚不知道如何测试的事物，例如多元宇宙，但这并没有夺走她的成功。

宇宙通货膨胀的理论不再是推测性的。多亏了对宇宙遗骸辐射和大规模结构的观察，我们才得以证实其预测。这是我们宇宙发生的所有事件中的第一件事。宇宙膨胀发生在大爆炸之前，并为它的出现做好了一切准备。也许我们仍然可以从她那里学到很多东西！

关于空间通货膨胀的五个最伟大的预测

这已不再是一种推测性理论，因为已经证实了其中四个。

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