M7 Inflação e Formação de Estruturas

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O elemento central deste modelo é o campo de perturbação primordial e o subsequente crescimento desse campo.

A inflação cósmica é um período muito breve de expansão exponencial acelerada no universo primordial. Essa expansão explica, em uma única etapa, a planura do universo, sua homogeneidade e a origem quântica das sementes que mais tarde dariam origem a toda a estrutura observada. Um número mínimo de ciclos dessa expansão exponencial garante que todo o universo observável hoje caiba dentro do horizonte gerado pela própria inflação.

O espectro de potência primordial deixado por essa inflação é quase plano, mas ligeiramente inclinado para grandes escalas: perturbações maiores têm uma amplitude apenas ligeiramente maior do que a de perturbações menores.

O fator de crescimento descreve como essas mesmas perturbações de densidade, já presentes na radiação cósmica de fundo em micro-ondas, são amplificadas pela própria gravidade até formarem as estruturas observadas hoje. Durante a era dominada pela matéria, esse crescimento progride em proporção direta ao fator de escala do universo.

A função de correlação e o espectro de potência são as duas estatísticas de dois pontos usadas em levantamentos de galáxias em larga escala para medir como a matéria está atualmente agrupada por todo o universo.

No entanto, a amplitude geral dessas flutuações de densidade revela uma tensão persistente entre o valor inferido da radiação cósmica de fundo em micro-ondas e o valor medido diretamente usando lentes gravitacionais fracas — uma discrepância que permanece sem solução entre dois métodos que, de outra forma, são consistentes. Assim, desde o campo de perturbação primordial com o qual este artigo começa até a tensão não resolvida com a qual ele termina, abrangendo a inflação cósmica, o espectro de potência primordial e o fator de crescimento, a formação de estruturas significa que as mesmas perturbações, nascidas de uma origem quântica muito breve, acabam se tornando toda a estrutura das galáxias observadas hoje, embora dois métodos independentes ainda não consigam concordar totalmente sobre sua amplitude exata.

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