Zukunft der CMB-Beobachtungen: Wie wird sich unser Wissen über das frühe Universum ändern?

Der Planck-Satellit wurde lange als ultimatives Experiment zur Messung von Temperaturschwankungen im kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB) über dem vollen Himmel vorgestellt und erwartet.

Eine der großen Fragen, die noch beantwortet werden müssen und die Planck möglicherweise klären könnte, betrifft die Dynamik und die Antriebsmechanismen in den ersten Phasen des Universums, insbesondere in der genannten Zeit inflation.

Glücklicherweise gibt es Raum für Verbesserungen in kleinen Maßstäben, dh kleine Himmelsstücke, die mit extrem hoher Auflösung beobachtet werden, und vor allem für Experimente zur Messung der Polarisation von CMB. Ich weiß, dass für die nächsten Jahre eine Reihe von Polarisationsexperimenten geplant sind, hauptsächlich von Boden und Luftballons aus (ich bin nicht sicher, ob es sich um Satelliten handelt).

Sicherlich werden einige dieser Ergebnisse einige der möglichen Inflationsszenarien ausschließen, aber auf welchem ​​Niveau?

Werden wir jemals sagen können: "Inflation passierte auf diese Weise"?

Das ist eine gute Frage. Ich kenne ein paar wirklich große Dinge über Inflation, die die Leute mit Hilfe des kosmischen Mikrowellenhintergrunds festnageln wollen.

Die erste ist die Messung der sogenannten E- und B-Moden, die die kräuselungsfreien und divergenzfreien Komponenten zu den Moden der cmb-Strahlung darstellen:

Im Wesentlichen hilft die Messung der großen Gaußschen B-Moden anhand der primordialen Gravitationswellen dabei, die Energieskala der Inflation einzuschränken. Es kann auch in der Lage sein, die meisten ekpyrotischen und reinen Krümmungs- / inhomogenen Wiedererwärmungsmodelle (dieselbe Quelle) auszuschließen.

Das andere, worauf sich die Leute konzentrieren, ist diese Idee der ursprünglichen Nicht-Gaußschen, die Korrekturen zweiter Ordnung der im cmb vorhandenen Gaußschen Schwankungen sind ( Übersichtsartikel ; frühe Planck-Ergebnisse ). Die Messung eines Parameters mit der Bezeichnung (Abweichung von der Gaußschen Zahl) war ein wichtiger Bestandteil aktueller und zukünftiger Studien und wird auch dazu beitragen, verschiedene Inflationsmodelle auszuschließen. Dieser -Parameter ist wie folgt definiert:$f_{nl}$$f_{nl}$

In diesem Fall können die Multipolkoeffizienten der CMB-Temperaturkarte wie folgt geschrieben werden: wobei ist der Gauß'sche Beitrag und ist der nicht-Gauß'sche Beitrag.$a_{lm}$

$$a_{lm} = a_{lm}^{(G)} + f_{nl} a_{lm}^{(NG)}$$ $a_{lm}^{(G)}$$a_{lm}^{(NG)}$