Інфляційний Всесвіт

Розділ 8 збірника. Виберіть задачу за темою та потрібними знаннями.

Усі розділи задач
  1. 1Вступ52 задач
  2. 2Динаміка Всесвіту, що розширюється21 задач
  3. 3Динаміка Всесвіту в моделі Великого вибуху32 задач
  4. 4Спостережна космологія21 задач
  5. 5Реліктове випромінювання23 задач
  6. 6Термодинаміка Всесвіту62 задач
  7. 7Теорія збурень у космології29 задач
  8. 8Інфляційний Всесвіт84 задач
  9. 9Темна енергія24 задач
  10. 10Темна матерія25 задач
  11. 11Стандартна космологічна модель22 задач
  12. 12Голографічний Всесвіт33 задач

Знайдено задач: 84 із 84

Позначки про розв’язані задачі зберігаються лише в цьому браузері.

Задача 61

#361
Оцінити розмір Всесвіту наприкінці інфляції.
Обговорити на форумі ↗

Задача 62

#362

Углублённый уровень

Необхідні знання: Число e-кратних розширень, інтегрування H і потенціал поля.

Знайти кількість $N$ $e$-кратних збільшень масштабного фактора в період інфляції.
Обговорити на форумі ↗

Задача 63

#363
Знайти кількість $N$ $e$-кратних збільшень масштабного фактора в моделі $V\left( \varphi \right) = \lambda \varphi ^4 \left( {\lambda = 10^{ - 10} } \right).$
Обговорити на форумі ↗

Задача 64

#364
Знайти кількість $N$ $e$-кратних збільшень масштабного фактора для процесу інфляції, що відбувається поблизу точки перегину.
Обговорити на форумі ↗

Задача 65

#365

Углублённый уровень

Необхідні знання: Динамічна система для Ω, параметр стану та лінійна стійкість.

Показати, що інфляція перетворює нестійку нерухому точку $x = 0$ для величини $$x \equiv \frac{{\Omega - 1}}{\Omega }$$ на стійку, розв’язуючи тим самим проблему пласкості Всесвіту.
Обговорити на форумі ↗

Задача 66

#366

Углублённый уровень

Необхідні знання: Проблема горизонту, супутні масштаби та історія розігрівання.

Знайти розв’язання проблеми горизонту в межах теорії інфляції.
Обговорити на форумі ↗

Задача 67

#367

Университетский уровень

Необхідні знання: Розрідження концентрації частинок, топологічні дефекти та розігрівання.

Знайти розв’язання проблеми монополів у межах теорії інфляції.
Обговорити на форумі ↗

Задача 68

#368

Углублённый уровень

Необхідні знання: Точні розв'язки Ейнштейна — Кляйна — Ґордона та експоненційний потенціал.

Знайти потенціал скалярного поля, що забезпечує степеневий закон зростання масштабного фактора \[a(t)\propto {{t}^{p}}.\]
Обговорити на форумі ↗

Задача 69

#369

Углублённый уровень

Необхідні знання: Експоненційний потенціал і точні степеневі розв'язки розширення.

Знайти точний частинний розв’язок системи рівнянь для скалярного поля в потенціалі $V(\varphi ) = g\exp \left( { - \lambda \varphi } \right)$
Обговорити на форумі ↗

Задача 70

#370

Углублённый уровень

Необхідні знання: Точний степеневий розв'язок, експоненційний потенціал і повільне скочування.

Порівняти розв’язок, отриманий у попередній задачі, з розв’язком еволюційних рівнянь для скалярного поля у Всесвіті, що розширюється, в інфляційній границі.
Обговорити на форумі ↗

Задача 71

#371

Углублённый уровень

Необхідні знання: Степеневий потенціал, рівняння повільного скочування та розділення змінних.

Знайти залежність масштабного фактора від часу в режимі інфляції для потенціалу $(1/n)\lambda \varphi ^n $ за умови $\left| \varphi \right| \gg M_{Pl} $.
Обговорити на форумі ↗

Задача 72

#372
Поблизу мінімуму інфляційного потенціалу умови інфляції завідомо порушуються, і Всесвіт виходить із режиму інфляції. Скалярне поле починає осцилювати поблизу мінімуму. Припускаючи, що період осциляцій набагато менший за космологічні часові масштаби, визначити ефективне рівняння стану поблизу мінімуму інфляційного потенціалу.
Обговорити на форумі ↗

Задача 73

#373

Углублённый уровень

Необхідні знання: Теорема віріалу, швидкі осциляції скалярного поля та усереднення.

Показати, що отримане в попередній задачі ефективне рівняння стану для скалярного поля в потенціалі $V \propto \varphi ^n $ у випадку $n = 2$ відповідає нерелятивістській матерії, а $n = 4 -$ — ультрарелятивістській компоненті (випромінюванню).
Обговорити на форумі ↗

Задача 74

#374

Углублённый уровень

Необхідні знання: Тензор енергії-імпульсу та ієрархія кінетичної й потенціальної енергії.

Знайти тензор енергії-імпульсу однорідного скалярного поля в режимі повільного скочування.
Обговорити на форумі ↗

Задача 75

#375
Визначити залежність скалярного поля від часу в околі мінімуму потенціалу.
Обговорити на форумі ↗

Задача 76

#376

Углублённый уровень

Необхідні знання: Канонічний тензор енергії-імпульсу та усереднення швидких осциляцій.

Знайти тензор енергії-імпульсу однорідного скалярного поля в режимі швидких осциляцій навколо мінімуму потенціалу.
Обговорити на форумі ↗

Задача 77

#377

Углублённый уровень

Необхідні знання: Метод Гамільтона — Якобі, інтегрування руху поля та проміжна інфляція.

Показати, що залежність $$H(\varphi ) = \varphi ^{ - \beta}$$ приводить до так званої проміжної інфляції (розширення Всесвіту відбувається швидше за будь-який степеневий закон і повільніше за експоненційний), за якої $$a(t) \propto \exp (At^f ),\;\;0 < f < 1,\quad A > 0,\quad f = \left( {1 + \beta /2} \right)^{ - 1} $$
Обговорити на форумі ↗

Задача 78

#378
Показати, що залежність $H(\varphi ) \propto \exp \left( { - \sqrt {\frac{1}{{2p}}} \frac{\varphi }{{M_{Pl} }}} \right)$ приводить до степеневої інфляції $a(t) = a_0 t^p $.
Обговорити на форумі ↗

Задача 79

#379
Чи змінювалася ентропія в період інфляції, і якщо так, оцінити, якою була її зміна?
Обговорити на форумі ↗

Задача 80

#380
Чи пояснює теорія інфляції сучасне значення ентропії?
Обговорити на форумі ↗