Inflation Starobinsky - Starobinsky inflation

L'inflation Starobinsky est une modification de la relativité générale afin d'expliquer l'inflation cosmologique .

Histoire

En Union soviétique, Alexei Starobinsky a noté que les corrections quantiques de la relativité générale devraient être importantes pour l'univers primitif. Ceux-ci conduisent de manière générique à des corrections de courbure au carré de l' action d'Einstein-Hilbert et à une forme de gravité modifiée f ( R ) . La solution des équations d'Einstein en présence de termes de courbure au carré, lorsque les courbures sont grandes, conduit à une constante cosmologique effective. Par conséquent, il a proposé que l'univers primitif ait traversé une ère inflationniste de Sitter. Cela a résolu les problèmes de cosmologie et a conduit à des prédictions spécifiques pour les corrections du rayonnement de fond micro-ondes, corrections qui ont ensuite été calculées en détail. Starobinsky utilisait à l'origine les équations semi-classiques d'Einstein avec des champs de matière quantique libres. Cependant, on s'est vite rendu compte que l'inflation était essentiellement contrôlée par la contribution d'un scalaire de Ricci au carré dans l'action effective

S={\frac {1}{2\kappa }}\int \left(R+{\frac {R^{2}}{6M^{2}}}\right){\sqrt {\vert g\vert }}\,\mathrm {d} ^{4}x,

où et est le scalaire de Ricci. Cette action correspond au potentiel dans le référentiel d'Einstein. En conséquence, le scénario inflationniste associé à ce potentiel ou à une action comportant un terme est appelé inflation Starobinsky. Pour faire la distinction, les modèles utilisant l'action effective quantique originale, plus complète, sont alors appelés inflation induite par (trace) anomalie. $\kappa =8\pi G/c^{4}$ ${\style d'affichage R}$ $V(\phi )=\Lambda ^{4}\left(1-e^{-{\sqrt {2/3}}\phi /M_{p}}\right)^{2}$ $R^{2}$

Observables

L'inflation de Starobinsky donne une prédiction pour les observables de l'inclinaison spectrale et du rapport tenseur-scalaire : où est le nombre de plis e depuis le croisement de l'horizon. Comme , celles-ci sont compatibles avec les données expérimentales, les données CMB 2018 du satellite Planck donnant une contrainte de (95 % de confiance) et (68 % de confiance). ${\style d'affichage n_{s}}$ ${\style d'affichage r}$ $n_{s}=1-{\frac {2}{N}},\quad r={\frac {12}{N^{2}}},$ ${\style d'affichage N}$ ${\style d'affichage 50<N<60}$ ${\style d'affichage r<0.064}$ ${\style d'affichage n_{s}=0.9649\pm 0.0042}$