宇宙のインフレーションモデル

質問

宇宙のインフレーションモデルは、地平線問題や平坦性問題を解決するとされていますが
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99%E3%81%AE%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%95%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3
、インフレーションモデル以前のビッグバンモデルでは、なぜこれらを説明できないのでしょうか？
真空エネルギーによる斥力の働きによらなくても（その働きで宇宙が指数関数的に膨張するモデルを、インフレーションモデルであると理解しています。）、なんらかの爆発により宇宙が急膨張すれば、地平線問題や平坦性問題を解決すると考えてしまいます。どこが間違っているのでしょうか？

回答No.2

mickeyzz · ベストアンサー

私もこの問題に興味があるので、昔、読んだ Alan H Guth 著の “The Inflationary Universe”　に再び目を通してみました。

真空エネルギーによる斥力の働きによらなくてもなんらかの爆発により宇宙が急膨張すれば、地平線問題や平坦性問題を解決すると考えてしまいます。どこが間違っているのでしょうか？＜＜＜

ご指摘の真空エネルギーは Big Bangの時にも発生していますから、特にインフレーション・モデルだけではありません。

要点は、Big Bang 発生後たったの300,000年後に発生した大爆発により宇宙が急膨張するエネルギーの強さなのです。
その過程は瞬間的（１０億の１兆倍の１兆倍分の１秒）ですが、莫大なエネルギーを伴っています。しかもその時の温度は摂氏で１０の２９乗　度なのです。
そして＃１さんもおっしゃっているように、光速より早いスピードで行われています。

従って、このような瞬間的で、高温、高速のインフレーションぬきで、ただBig Bangによる爆発だけでは、”Horizon problem”や “Flatness problem”は解決されていないと言うことになります

以上お役に立てば幸いです。

補足

ご回答、ありがとうございました。
締め切らずに待っていていた甲斐がありました。

　さて、ご回答中「Big Bang 発生後たったの300,000年後」とございますが、
たとえばウィキペディアによると、
「宇宙は誕生直後の10-36秒後から10-34秒後までの間にエネルギーの高い真空（偽の真空(en:False vacuum)）から低い真空（真の真空）に相転移」（10-34秒は１０億の１兆倍の１兆倍分の１秒に相当）
とございます。
その過程自体が非常に短い間に起こったことには違いないのですが、
ご回答によれば、宇宙の歴史から言えば「たった」なのかもしれませんが、
ビッグ・バンの３０万年後”も”後にインフレーションが起こったのでしょうか？

　ウィキペディアの
「宇宙は誕生直後の10-36秒後から10-34秒後までの間」という文章を、
「宇宙は誕生直後である10-36秒後から、宇宙は誕生直後である10-34秒後までの間に」と解釈していました（その過程の時間は、10-34秒マイナス10-36秒）が、
「宇宙は誕生直後（とは言っても３０万年後ではあるが）、10-36秒から10-34秒といった一瞬の間に」と解釈するのでしょうか？

　これまで読んだ本や、ウィキペディアを読んだ感想では、
ビッグバンの過程で真空エネルギーが放出されるという印象を持っていました。
他方、よくよく考えてみれば、
第２のインフレーションが現在、起きている、起きる又は起きたと考える説もあるようですので、
宇宙誕生３０万年後にインフレーションが起こっていたというのも理解できるのですが、
そういった頭が全くありませんでしたので、
確認したいと思っています。
よろしくお願いします。

回答No.3

mickeyzz

ビッグ・バンの３０万年後”も”後にインフレーションが起こったのでしょうか？<<<

これはビッグ・バン後に初めて原子（水素？）が発生した時期であて、インフレーションと関係がないので撤回します。

従って、インフレーションはビッグ・バン後約10-3５秒後に起こったことを確認します。

Guthの本には、明記がないので少してこずりました。

要するに、ビッグ・バン後のインフレーションの発生時期と、その継続時間の秒以下の単位が非常に近いので、この点記憶しやすいですね。

以上よろしく。

なお、先にご質問の「宇宙の加速拡張・・」にもl返答さして戴来ましたので、ごらんください。

回答No.1

Tacosan

えぇと, 原因はともかくとして宇宙が「光速を超える急激な膨張」をすれば解決できる... のかな?

補足

ご回答ありがとうございます。
「光速を超える膨張」なのですか？
知りませんでした。

　また、インフレーションモデルが取りざたされているのは、
その膨張の原因が真空エネルギーによるもの、というのが理由なのでしょうか？