Wie genau wandelt die Inflation zufällige Gravitationsschwankungen in kohärente Gravitationswellen um?

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Im Verlauf dieser sehr erfreulichen Pressemitteilung wird erwähnt, dass die Inflation Gravitationswellen erzeugen kann, indem sie die Schwerkraftschwankungen verstärkt.

Ich verstehe diese Aussage nicht richtig. Ich dachte immer, dass Quantenfluktuationen (Fluktuation der Metrik in diesem Fall?) Ziemlich zufällig auftreten sollten, während Wellen eher kohärente Bewegungen sind.

Ich verstehe also irgendwie, dass Inflation Quantenfluktuationen verstärken kann, aber ich verstehe nicht, wie sie diese zufälligen "mikroskopischen" Prozesse in "makroskopisch" beobachtbare kohärente Phänomene umwandeln kann, die Gravitationswellen genannt werden. Wie sind zum Beispiel die Quellen dieser Gravitationswellen verteilt? Verhält sich jeder Punkt in der Raumzeit als eine Art Punktquelle? Und was wird an einer bestimmten Stelle als Überlagerung all dieser Erregungen beobachtet?

Im selben Video heißt es außerdem, dass nicht alle Inflationsmodelle Gravitationswellen erzeugen, die sie haben, werden jetzt von den Daten bevorzugt.

cosmology general-relativity cosmological-inflation gravitational-waves quantum-field-theory Dilaton
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Diese Frage wird möglicherweise unter physics.stackexchange.com
David H am
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Ich denke nicht, dass der Titel dieser Frage viel Sinn macht. Inflation verursacht keine Gravitationswellen, Inflation bläst sie zu makroskopischen Größenordnungen auf.
Astromax
Ich denke, der Fragesteller erwartet, dass die Wellen regelmäßig wiederkehrend sind, wie Wellen, die an einem Ufer eintreffen (die Erwartung, dass es eine gewisse Kohärenz gibt), aber ich kann keine Beweise für eine Behauptung sehen, dass die Wellen kohärent sind. Ein einzelner Impuls ist eine Welle, aber nicht kohärent.
Jeremy
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Was es sicher bedeutet, ist, dass Wellen, die im allerersten Moment gesehen werden, in gewisser Weise durch Inflation in die "Form" des Universums "eingefroren" werden?
Adrianmcmenamin
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Ich bin mir sicher, dass es hier Leute gibt, die darauf antworten könnten, aber dies ist eher eine Frage für den Physik-Stapel.
Florin Andrei

Antworten:

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Wenn Inflation auftritt, hängt die Ausdehnung des Gravitationsfeldes von den Störungen innerhalb dieses Feldes ursprünglich ab. Diese Störungen werden durch Quantenschwankungen verursacht. Dies führt zu Schwankungen der Größe der Inflation an einem bestimmten Punkt im Raum und verursacht Gravitationswellen aufgrund des Gravitationspotentials zwischen benachbarten Punkten. Die Wellen werden von der inflationären Energie gespeist, aber von diesen Quantenfluktuationen ausgesät.

Diese Seite bietet eine gute Erklärung sowie dieses spezielle Zitat:

Gravitationswellenstörungen sind unterschiedlich. Sie werden nicht durch ein unbekanntes Potential moduliert; Sie entstehen durch Inflation, und wir beobachten sie direkt. In einfachen Inflationsmodellen ist die Amplitude der Gravitationswellen direkt proportional zur inflationären Energieskala.

christopherlovell
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