Mein BB (Inflation)

Der Titel sagt zwar "Mein BB-Inflaton" oder "Meine BB-Inflation", aber auch wenn der erste Beitrag hier im Faden meiner ist habe ich keine eigene Inflation, dass ich hier der Erste bin liegt nur daran dass der Faden geteilt wurde.
 

Rainer Raisch schrieb:

ρΛ° = 3ρP/8π ≈ 0,12 ρP

Das kann ich nicht nachvollziehen. Wenn ich mir die Größenordnung von H anschaue:

war die Inflationsdichte nicht 1/8 sondern eher 1/30000000000000 der Planckdichte:

Yukterez schrieb:

war die Inflationsdichte nicht 1/8 sondern eher 1/30000000000000 der Planckdichte:

Die Inflation kann bei jedem Wert von H gestartet haben auch bei H=0 und erreicht wegen ä/a ≈ 1/tP² in wenigen tP einen Wert von H → 1/tP.

ρΛ° ~ ρP langt vollkommen für die benötigte Inflation.

Yukterez schrieb:

Wenn ich mir die Größenordnung von H anschaue:

Das kannst Du in keiner Weise mit der Deflation seit dem Ende der Inflation (bei Λ ~ 0) vergleichen.

Rainer Raisch schrieb:

Die Inflation kann bei jedem Wert von H gestartet haben auch bei H=0.

In einem geschlossenen Universum fängt es mit a>0 und H=0 an, aber das mit der Planckdichte habe ich noch nirgends gehört.
 

Rainer Raisch schrieb:

ρΛ° ~ ρP langt vollkommen für die benötigte Inflation.

In deinem eigenen Modell mag das so sein, aber bei der normalen Inflation reicht viel weniger.

Yukterez schrieb:

aber bei der normalen Inflation reicht viel weniger.

Üblich wird (nahe) Planckdichte angenommen.

Der früheste Eckpunkt, den wir kennen, ist die Higgsära bei T = 159,5 GeV/kB.
Daraus folgt, dass die Dichte der Photonen zu diesem Zeitpunkt
ργ = T⁴σₐ/c² = 9,88e+28 kg/m³
betrug, und somit die Gesamtdichte
ρ = nf·ργ/2 = 5,3e+30 kg/m³
nf = 106,75 Freiheitsgrade aller Elementarteilchen (ohne DM und Graviton)

Knapp dazwischen ist im Prinzip alles möglich...?

Rainer Raisch schrieb:
Üblich wird (nahe) Planckdichte angenommen.

Von wem? Die Planckdichte hat ja keine physikalische Bedeutung, und deine 5e30kg/m³ da oben sind auch 10⁶⁶ mal niedriger. Wie dem auch sei, wenn du ein geschlossenes Universum willst wo die Inflationsdichte die Planckdichte ist müsste es mit einem Krümmungsradius von ca. 1/3 der Plancklänge und einem Krümmungsumfang der doppelten Plancklänge beginnen und würde bereits nach einer Verdopplung des Skalenfaktors auf H≈5e43Hz zukonvergieren und bis zum Zerfall des Inflaton dort bleiben, während man im Inflationsplot weiter oben in Beitrag #6966 und hier auf S. 17 einen upper bound von H≈1e37Hz hat (x=a, y=H):

 

Yukterez schrieb:

Von wem?

 

Von denen, die davon ausgehen, dass die Inflation direkt nach dem BB begann.

Yukterez schrieb:

Die Planckdichte hat ja keine physikalische Bedeutung
 

Sie wird allgemein als die maximale Dichte (nach der Planckära) angesehen.

Yukterez schrieb:

und deine 5e30kg/m³ da oben sind auch 10⁶⁶ mal niedriger

Ich sage ja, dass nichts grundstäzlich dagegen spricht.

Yukterez schrieb:

wo die Inflationsdichte die Planckdichte ist müsste es mit einem Krümmungsradius von ca. 1/3 der Plancklänge

Drum habe ich ja auch 3ρP/8π berechnet.
H → 1,8548585e+43 1/s

Yukterez schrieb:

einen upper bound von H≈1e37Hz

Dem liegt die (wohl veraltete?) Annahme zugrunde, dass die Inflation erst nach der GUT begann, wobei das Antimateriedefizit vorher entstanden sein soll, was kompletter Nonsense ist.

Da das Archiv gelöscht wurde, möchte ich meine Berechnung erneut vorstellen.
Dazu verschiebe ich einige Posts aus einem anderen Thread hierher.

Rainer Raisch schrieb:

Yukterez schrieb:

Die Urknallsingularität wird durch die Inflation vermieden, damit wird die Dichte nur sehr hoch aber nicht unendlich.

Hier wird die (nötige) Dichte dann Null und die Vakuumdichte beliebig. Es wird keinerlei reelle Energiedichte beim Urknall benötigt.

Auch in der Kosmologie kann man nur das Regime ab Planckgröße (R=rP) sinnvoll betrachten, nach meinem Modell (S³) ergibt sich dann (bei H=0) eine Vakuumdichte von
ρΛ° = 3ρP/8π ≈ 0,12 ρP

Zum Ende der Inflation wird diese Vakuumdichte dann zur reellen Dichte thermalisiert.
Da sich diese Gesamtenergie auf alle möglichen Teilchen (Freiheitsgrade) gleichmäßig verteilt, entfällt auf die Photonen (ohne Graviton und DM) nur etwa 1/50, woraus sich dann die Temperatur 3,42e+31 K ≈ 0,029 TP ergibt.
 

Rainer Raisch schrieb:
Dem liegt die (wohl veraltete?) Annahme zugrunde, dass die Inflation erst nach der GUT begann

Die letzte Grand Unified Theory die wir hatten war die Stringtheorie, aber was aus der geworden ist weißt du eh selber. Ob es wirklich eine Planck- oder GUT-Ära gegeben hat weiß derzeit keiner:
 

Viktor Toth schrieb:
We do not know what happened during the so-called Planck epoch, or indeed if there was a Planck epoch.

aber die die daran glauben gehen so weit ich das mitbekommen habe schon davon aus dass die Inflation durch das Ende der GUT-Ära eingeläutet wurde:
 

web.njit.edu/~gary/202/Lecture26.html wrote:
There are a class of theories called Grand Unified Theories (GUTs) that attempt to describe all forces except gravity in a single framework. The leading type are so-called string theories. The GUT Era lasted from 1e-43 s to 1e-38 s. Near the end of this era, grand unified theories predict that the universe cooled to the point that the nuclear strong force began to freeze out, leaving three fundamental forces: gravity, the strong force, and the still combined electroweak force. This "phase transition" released a huge amount of energy, causing space to undergo a rapid inflation

So lange wir keine GUT haben kann man dazu eh nur sagen wenn das Wörtchen wenn nicht wär:
 

en.wikipedia.org/wiki/Grand_Unified_Theory wrote:
If the unification of these three interactions is possible, it raises the possibility that there was a grand unification epoch in the very early universe in which these three fundamental interactions were not yet distinct.

Mit Betonung auf "if".

Yukterez schrieb:

aber die die daran glauben gehen so weit ich das mitbekommen habe schon davon aus dass die Inflation durch das Ende der GUT Ära eingeläutet wurde:
 

Das Eine hat gar nichts mit dem Anderen zu tun.
Man glaubte auch längere Zeit, dass das Higgs für die Inflation verantwortlich sein könnte.

Die GUT Ära würde ein sehr dichtes Universum bedeuten, die Inflation würde dann aus dem Nichts entstehen und müßte auch noch stärker sein als die GUT Dichte.

Außerdem fehlt dann die Erklärung für den Beginn der Expansion in der PlanckÄra, und für die Herkunft der gesamten Energie in der Singularität, alles eigentlich längst durch die Inflationstheorie selbst überholt.

Volr allem ist die Annahme des Antimateriedefizits vor der Inflation kompletter Unsinn. Wenn dieses also in der GUT entstand, dann muss die Inflation vorher stattgefunden haben.

Ob die GUT Ära auch eine GUT beinhaltet ist dabei egal, es geht hier nur um den Zeitablauf.

Die WW (Gravitation, EM, Starke Kraft) sind in dieser Ära sowieso ohne jede Bedeutung, abgesehen von Paarbildung und Annihilation sowie Zerfall.

Rainer Raisch schrieb:

alles eigentlich längst durch die Inflationstheorie selbst überholt.

Nach meinem Verständnis ergibt sich die Planckdichte nur wenn man den Urknall ohne Inflation in der Zeit zurückverfolgt, diese Epoche dann noch vorne dranzufügen obwohl man von einer Inflation ausgeht finde ich nicht nachvollziehbar, das ist in meinen Augen eine entweder oder Frage da die ganze Konstruktion ansonsten schon sehr gekünstelt wäre. Allerdings habe ich mich da das alles schon sehr spekulativ wird nie sehr tief in dieses Thema eingearbeitet, da muss ich mir mal reinziehen was Gaßner & Co auf Youtube dazu sagen.

Yukterez schrieb:

diese Epoche dann noch vorne dranzufügen obwohl man von einer Inflation ausgeht finde ich nicht nachvollziehbar,

Genau das sage ich ja. Inflation nach der GUT ist aus nüchterner Sicht der reine Unsinn.
Ich verwende die fraglichen Begriffe allein als Hausnummern für den zeitlichen Ablauf.

Yukterez schrieb:

Nach meinem Verständnis ergibt sich die Planckdichte nur wenn man den Urknall ohne Inflation in der Zeit zurückverfolgt,



 

Nein. Es geht um die Vakuumdichte. Diese ist zunächst völlig unbekannt, aber sollte schon groß genug sein, um das heutige Weltall und aber auch die Inflation zu erklären. Das Maximum dafür wäre eben als Ansatz die Planckdichte. Nach unserer Rechung sollte aber bei Krümmungsradius R = rP der Wert wie von mir berechnet geringer sein. Mit welcher Überlegung sollte man denn nun einen noch deutlich geringeren Wert annehmen?

Aber diese Dichte zerfällt am Ende der Inflation zu reeller Energie, so dass danach die Dichte ~ genauso groß ist wie vorher die Vakuumdichte. Am Ende der Inflation ändert sich ja nicht die Energiedichte des Universums, sondern deren Zustandsparameter ändert sich nur von w=-1 zu w=1/3

Rainer Raisch schrieb:

Das Maximum dafür wäre eben als Ansatz die Planckdichte.

Was außer der Tatsache dass wir bei solchen Dichten nicht mehr wissen wie weit unsere Rechnungen noch funktionieren qualifiziert ausgerechnet die Planckdichte? Das Universum pfeift sich ja nichts um die Grenzen unserer Theorie so dass es ausgerechnet genau dort anfangen müsste.
 

Rainer Raisch schrieb:

Nach unserer Rechung sollte aber bei Krpmmung R = rP der Wert wie von mir berechnet geringer sein. Mit welcher Annahme sololte man denn nun einen geringeren Wert annehmen?

Woraus sie den Hubbleparameter wärend der Inflation schließen müsste ich selber erst nachlesen, aber so weit ich weiß lesen sie den aus den Fluktuationen der Hintergrundstrahlung heraus. Die einzigen zwei Diagramme die ich zu dem Thema habe zeigen den Hubbleradius während der Inflation zwischen 1e-28 und 1e-29 m, was einem Hubbleparameter von ca. 1e37 Hz entspricht, was nach der FLRW eine Dichte von viel weniger als der Planckdichte voraussetzt.

Yukterez schrieb:

Woraus sie den Hubbleparameter wärend der Inflation schließen

Dazu gibt es nichts wirklich....
Wichtig ist nur die Vergrößerung > 10³⁵ ≈ e⁷° ≈ 2¹°°

Aus Nichts im Sinne von Nichts, von gar nichts, keine QF, eben Nichts, wird auch Nichts.
Zwei Fragen, wenn es erlaubt ist.
Was genau ist das Inflaton-Feld?
War die Inflation tatsächlich ein Phasenübergang?

Mondlicht2 schrieb:

Was genau ist das Inflaton-Feld?

Davon lasse ich meine Finger, ich nehme nur das benötige Ergebnis Λ° ≈ 1/rP²

Mondlicht2 schrieb:

War die Inflation tatsächlich ein Phasenübergang?

Die Inflation nicht, sondern deren Ende.

Ich stecke nicht mehr so im Thema…
Heißt es nicht im Standardmodell: bei 10^−36 s begann der erste Phasenübergang: Die GUT-Symmetrie brach, und die starke Wechselwirkung trennte sich von den anderen Kräften.
Dieser Prozess soll eine gewaltige Menge an Energie freigesetzt haben: "falsches Vakuum". Diese Vakuumenergie führte zu einer exponentiellen Expansion des Universums, Inflation, um 10^26 vergrößert.

Da bleibe ich bei meinen „unklaren Anfangsbedingungen“ und denke mir meinen Teil.

Nach dem Standardmodell geschah das Ende der Inflation durch einen weiteren Phasenübergang wenn ich richtig erinnere. Und das "Inflaton Feld", das die Inflation antreiben soll, fiel in einen energetisch niedrigeren Zustand, "echte Vakuum". Dabei wurde die gespeicherte Energie des Inflaton-Felds in Materie und Strahlung umgewandelt, Reheating bezeichnet wird, Übergang in das "heiße, dichte Universum", Urknallphase.

Wenn das Wörtchen wenn nicht wär.

Mondlicht2 schrieb:

Die GUT-Symmetrie brach, und die starke Wechselwirkung trennte sich von den anderen Kräften.
Dieser Prozess soll eine gewaltige Menge an Energie freigesetzt haben: "falsches Vakuum". Diese Vakuumenergie führte zu einer exponentiellen Expansion des Universums, Inflation, um 10^26 vergrößert.

 

Das Eine hat mit dem Anderen gar nichts zu tun.

Die GUT Symmetrie wird (in der Theorie) durch sinkende Temperatur gebrochen, da passiert sonst überhaupt nichts, vor allem ist das keine Energiequelle.

Für die Inflation wird hingegen das Inflatonfeld eingeführt, das bei der selben Energieskala angesetzt wird.
Wie es "entsteht" sagt keiner, es müsste also schon vorher da gewesen sein. Nur wenn es zerfällt (Phasenübergang) wird seine bereits vorher vorhandene Energie freigesetzt.

Woraus die Annahmen zur Energieskala folgen, ist mir nicht bekannt. Für die GUT ergibt sich dies aus den heutigen Kopplungskonstanten der WW, und deren Veränderung bei höheren Enegien, die ja dann gleich werden "sollen". Das Ganze hat allerdings keinerlei Auswirkungen auf die Entwicklung der Expansion, es ist eher eine mathematische Spielerei.

Mondlicht2 schrieb:
Heißt es nicht im Standardmodell: [...] Die GUT-Symmetrie brach, und die starke Wechselwirkung trennte sich von den anderen Kräften.

Das Standardmodell ist ein existierendes Modell. Daher kann es keine grand unified theory style Vereinheitlichung der starken Wechselwirkung mit der schwachen und elektromagnetischen beinhalten, denn ob es eine solche gibt ist derzeit eine reine Glaubensfrage. Das Standardmodell beschäftigt sich nicht mit sowas, darin kommt weder eine GUT noch eine Inflation vor:
 

Wikipedia wrote:
In the standard hot big bang model, without inflation [...] We do not think that there are, as yet, good grounds for admitting any of the models of inflation into the standard core of cosmology.

Yukterez schrieb:

Inflation

Das ist schon richtig, aber die Inflation ist wie die Hawkingstrahlung ein "Beitrittskandidat", wie auch Gravitonen in der QFT als sicher gelten, solange niemand das Gegenteil beweist, und für DM Elementarteilchen verantwortlich gemacht werden.

Rainer Raisch schrieb:

Yukterez schrieb:

Inflation

Das ist schon richtig, aber die Inflation ist wie die Hawkingstrahlung ein "Beitrittskandidat", wie auch Gravitonen von der QFT als sicher gelten, solange niemand das Gegenteil beweist. 

Mit DIESER Begründung überzeugt das doch nicht.