Инфляция Старобинского: часть сценариев подогрева исключена, остальные проверят детекторы GW
Инфляционная модель Старобинского, одна из ключевых в космологии, сталкивается с необходимостью уточнения после публикации совместных данных CMB и BAO от коллабораций ACT и SPT. Учёные давно заметили, что если постинфляционный подогрев доминировался жёсткой жидкостью с уравнением состояния p>?/3, то предсказания скалярного спектрального индекса можно согласовать с наблюдениями. Однако такой сценарий вызывает посинение спектра первичных гравитационных волн (GW), что может быть проверено.
В работе, опубликованной на arXiv, исследователи рассмотрели три варианта подогрева: чисто жёсткий, сначала материеподобный затем жёсткий, и сначала радиационный затем жёсткий. Для каждого были вычислены предсказания и сопоставлены с ограничениями на радиационный фон во время первичного нуклеосинтеза (BBN).
Результаты показали, что область параметров, соответствующая 1? по данным CMB и BAO, полностью исключена BBN во всех трёх случаях. В оставшейся области 2? посинение спектра GW становится достаточно сильным, чтобы быть замеченным будущими интерферометрами.
Авторы заключают, что сценарии с жёстким подогревом не отвергнуты полностью, но их жизнеспособная часть будет проверена обсерваториями следующего поколения. Среди них — наземный Einstein Telescope, космические LISA, DECIGO и BBO.
Таким образом, инфляция Старобинского остаётся рабочей гипотезой, а данные BBN и грядущие детекторы GW позволят сузить или подтвердить эти сценарии. Работа демонстрирует, как космологические ограничения переплетаются с будущими экспериментами.
