Futuro de las observaciones de CMB: ¿Cómo cambiará nuestro conocimiento del universo temprano?

El satélite Planck ha sido presentado y esperado durante mucho tiempo como los últimos experimentos para medir las fluctuaciones de temperatura en el fondo cósmico de microondas (CMB) en todo el cielo.

Una de las grandes preguntas que aún necesitan respuesta y que Planck podría ayudar a aclarar es acerca de la dinámica y los mecanismos de conducción en las primeras fases del universo, en particular en el período llamado inflation.

Afortunadamente, hay espacio para mejoras a pequeñas escalas, es decir, pequeños pedazos de cielo observados con una resolución extremadamente alta, y lo más importante para los experimentos para medir la polarización de CMB. Sé que para los próximos años se planean varios experimentos de polarización, principalmente de tierra y globos (no estoy seguro acerca de los satélites).

Seguro que algunos de estos resultados descartarán algunos de los posibles escenarios inflacionarios, pero ¿a qué nivel?

¿Podremos decir: "la inflación sucedió de esta manera"?

Esta es una gran pregunta. Sé de un par de cosas realmente importantes acerca de la inflación que la gente quiere poder utilizar utilizando el fondo cósmico de microondas.

El primero es medir lo que se conoce como modos E y B, que son los componentes sin rizos y sin divergencia de los modos de radiación cmb:

Esencialmente, medir los modos B gaussianos a gran escala a partir de ondas gravitacionales primordiales ayudará a restringir la escala energética de la inflación. También puede descartar la mayoría de los modelos de recalentamiento de curvaton / no homogéneos puros y equiróticos (misma fuente).

La otra cosa que la gente está mirando es esta idea de no gaussianismo primordial, que son correcciones de segundo orden a las fluctuaciones gaussianas presentes en el cmb ( artículo de revisión ; resultados de planck iniciales ). Medir un parámetro llamado$f_{nl}$(desviación del gaussianismo) ha sido una parte bastante crucial de los estudios actuales y futuros y también ayudará a descartar varios modelos inflacionarios. Esta$f_{nl}$ El parámetro se define de la siguiente manera:

En este caso, los coeficientes multipolares $a_{lm}$ del mapa de temperatura CMB se puede escribir como

$$a_{lm} = a_{lm}^{(G)} + f_{nl} a_{lm}^{(NG)}$$ dónde $a_{lm}^{(G)}$ es la contribución gaussiana y $a_{lm}^{(NG)}$ es la contribución no gaussiana.