通货膨胀理论的描述与起源

通货膨胀理论汇集了量子物理学和粒子物理学的思想，探索大爆炸之后宇宙的早期时刻。根据通货膨胀理论，宇宙是在不稳定的能量状态下产生的，这迫使宇宙在早期迅速扩张。一个后果是宇宙比预期的要大得多，远远大于我们用望远镜观察到的尺寸。另一个结果是，该理论预测了一些特征，例如能量的均匀分布和空间时间的平坦几何形状，这在big bang理论的框架内以前没有解释过。

由粒子物理学家艾伦·古思（Alan Guth）于1980年开发的通货膨胀理论，尽管大爆炸理论的核心思想在通货膨胀理论发展之前已经确立了多年，但通货膨胀理论今天通常被认为是大爆炸理论中广泛接受的组成部分。

通货膨胀理论的起源

多年来，大爆炸理论已被证明非常成功，特别是通过发现宇宙微波背景（CMB）辐射得到证实。尽管该理论在解释我们所看到的宇宙的大多数方面方面取得了巨大成功，但仍存在三个主要问题：

• 同质性问题（or，"为什么宇宙在大爆炸后一秒钟如此难以置信地均匀？;"正如无尽宇宙：超越大爆炸）
• 平坦度问题
• 磁单极的预测过量产生

大爆炸模型似乎预测了一个弯曲的宇宙，其中能量分布均匀，并且有很多磁单极，没有一个与证据相符。

粒子物理学家艾伦·古思（Alan Guth）在康奈尔大学1978年的一次讲座中首次了解到平坦度问题罗伯特·迪克（Robert Dicke）。在接下来的几年中，Guth将粒子物理学的概念应用到了这种情况，并开发了早期宇宙的通货膨胀模型。

Guth在1980年1月23日在斯坦福直线加速器中心的讲座中介绍了他的发现。他的革命性思想是，粒子物理学核心的量子物理学原理可以应用于大爆炸创造的早期阶段。宇宙本来是以高能量密度创造的。热力学规定宇宙的密度会迫使它迅速膨胀。

对于那些对更详细感兴趣的人来说，基本上宇宙将是在一个"假真空"Higgs机制关闭的情况下创建的（或者换句话说，Higgs-boson没有't存在）。它将经历一个过冷过程，寻找一个稳定的低能状态（a&##34;真正的真空"其中Higgs机制开启），正是这个过冷过程推动了快速扩张的通货膨胀期。

有多快？宇宙的大小每10^-35秒翻一番。在10^-30秒内，宇宙的大小将翻一番100000倍，这足以解释平坦度问题。即使宇宙在开始时就有曲率，那么大的扩张会使它今天看起来很平坦。（考虑到地球的大小足够大，我们看起来很平坦，即使我们知道我们所处的表面是球体外的弯曲。）

同样，能量分布如此均匀，因为当它开始时，我们是宇宙的一小部分，宇宙的一部分扩展得如此之快，以至于如果有任何主要的能量分布不均匀，它们'd太远，我们无法察觉。这是同质性问题的解决方案。

完善理论

据Guth所知，理论上的问题是，一旦通货膨胀开始，它将永远持续下去。似乎没有明确的关闭机制。

此外，如果空间以这种速度不断扩大，那么Sidney Coleman提出的关于早期宇宙的先前想法将起作用。科尔曼曾预测，早期宇宙中的相变是通过产生聚集在一起的微小气泡而发生的。随着通货膨胀的到位，微小的气泡彼此远离得太快而无法合并。

俄罗斯物理学家安德烈·林德（Andre Linde）对这个问题着迷，并意识到还有另一种解释可以解决这个问题，而在铁幕的这一侧（这是20世纪80年代，记住）安德烈亚斯·阿尔布雷希特（Andreas Albrecht）和保罗·J·斯坦哈德特（Paul J.Steinhardt）提出了类似的解决方案。

这种较新的理论变体是在整个20世纪80年代真正获得牵引力并最终成为既定大爆炸理论的一部分。

通货膨胀理论的其他名称

通货膨胀理论还有其他几个名称，包括：

• 宇宙通货膨胀
• 宇宙通货膨胀
• 通货膨胀
• 旧通货膨胀（Guth's原始1980年版理论）
• 新通货膨胀理论（气泡问题固定版本的名称）
• 缓慢滚动通货膨胀（气泡问题固定版本的名称）

该理论还有两个密切相关的变体，混沌通货膨胀和永恒通货膨胀，它们之间有一些细微的区别。在这些理论中，通货膨胀机制并不是在大爆炸之后立即发生一次，而是一直在不同的空间区域发生一遍又一遍地发生。他们假设一个快速乘法的"、 泡泡大学##34;作为multiverse的一部分。一些物理学家指出，这些预测存在于通货膨胀理论的all版本中，所以不要认为它们是不同的理论。

作为量子理论，对通货膨胀理论有一个现场解释。在这种方法中，驱动机制是炎症场或炎症粒子。

注意：虽然现代宇宙理论中的暗能量概念也加速了宇宙的扩张，但所涉及的机制似乎与通货膨胀理论中涉及的机制有很大不同。宇宙学家感兴趣的一个领域是通货膨胀理论可能导致对暗能量的洞察的方式，反之亦然。