Las Cosmologías de Penrose y Hawking Autor: Rafael Aleman, Agrupación Astronómica de Alicante Cerca ya del final de 2010 llegaron al el mercado editorial español dos fascinantes libros dedicados a la ciencia del universo, con interesantes consecuencias sobre nuestra comprensión del cosmos e incluso del papel que juega en él la conciencia humana. Ambos textos estaban escritos por dos de los más célebres especialistas británicos en el tema; Stephen Hawking en colaboración con Leonard Mlodinow, firmaba El Gran Diseño, en tanto su compatriota Roger Penrose nos presentaba sus últimas reflexiones sobre cosmología en Los Ciclos del Tiempo. Se trata de dos obras planteadas desde muy diferentes perspectivas, pero que sin embargo conviene considerar en conjunto ya que las diferencias pueden ser tan ilustrativas como las similitudes entre ellas. El “diseño de Hawking” La evolución de sus opiniones sobre la búsqueda de una teoría final para la unificación de las fuerzas fundamentales, parece haber llevado a Hawking –para decepción de sus seguidores– a una visión francamente opuesta a la que ha inspirado toda su carrera científica, cuestionando la metodología científica que él mismo siempre defendió. Eso se desprende del libro escrito a medias con Mlodinow, donde se manifiesta favorable a la más reciente versión ampliada de las supercuerdas, y a todas las repercusiones filosóficas que de ellas cabe extraer. Al final del primer capítulo, se puede leer un parágrafo sumamente interesante (Hawking y Mlodinow, 2010a) Describiremos cómo la teoría M puede ofrecer respuestas a la cuestión de la creación. De acuerdo con la teoría M, el nuestro no es el único universo. En su lugar, la teoría Mpredice que una gran cantidad de universos fueron creados de la nada. Su creación no requirió la intervención de algún ser sobrenatural o dios. Más bien, esos múltiples universos surgieron naturalmente de la ley física. Son una predicción de la ciencia. Cada universo tiene muchas historias posibles y muchos posibles estados en tiempos posteriores, es decir, en tiempo como el presente, mucho después de su creación. La mayoría de estos estados serán muy diferentes del universo que observamos e inadecuados para la existencia de cualquier forma de vida. Solo unos pocos permitirían existir a criaturas como nosotros. Así, nuestra presencia selecciona en este vasto repertorio solo aquellos universos que sean compatibles con nuestra existencia. Aunque somos endebles e insignificantes en la escala del cosmos, esto nos hace en cierto sentido los señores de la creación. Además de la confusa mezcla de hipótesis físicas y premisas metafísicas oculta en estas líneas, el fragmento anterior revela dos puntos capitales que han levantado las reticencias de una parte considerable de los colegas de Hawking. En primer lugar, es obvio que las esperanzas de Hawking sobre una posible unificación de las fuerzas fundamentales de la naturaleza –empresa a la que él se dedicó con optimismo durante muchos años– se han depositado en la teoría M. Esta teoría es en realidad una familia de modelos que contiene una cantidad abrumadora (entre 10100y 101000) de versiones distintas. Aunque dispusiésemos de los medios técnicos para comprobarlas todas –y no los tenemos a causa de las exorbitantes energías necesarias– sería prácticamente imposible decidir si alguno de ellos, o ninguno, se corresponde con el cosmos real. Por  esos motivos, los defensores de la teoría M arguyen que la ciencia debe abandonar su método, basado en al corroboración experimental de las especulaciones teóricas, y aceptar simplemente lo que dicen ellos –la teoría M– por razones tan difusas y discutibles como la estética formal, la belleza matemática o la versatilidad explicativa. Afortunadamente la mayoría de la comunidad científica no admite –de momento– que se ofrezca una completa destrucción de la racionalidad científica a cambio de apuntalar una teoría que cada vez más parece sustentarse únicamente sobre las aspiraciones profesionales de quienes trabajan en ella.  (Sigue en el PDF adjunto) Descarga el artículo completo en PDF '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' ¿Quieres saber más? Regístrate para leer más artículos como este. Ir a:

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La velocidad de la luz puede que no sea constante Posted: 29 Apr 2013 08:35 AM PDT Referencia: News.Discovery.com . por Jesse Emspak, LiveScience, 28 de abril 2013 La velocidad de la luz es constante, al menos eso es lo que dicen los libros de texto. Sin embargo, algunos científicos están explorando la posibilidad de que haya cambios cósmicos en este límite de velocidad, como consecuencia de la naturaleza del vacío del espacio. La definición de la velocidad de la luz tiene consecuencias muy importantes para la cosmología y la astronomía, las cuales asumen una velocidad estable de la luz con el tiempo. Por ejemplo, la velocidad de la luz proviene de la medición de laconstante de estructura fina (alfa), que define la intensidad de la fuerza electromagnética. Y una velocidad de la luz variable cambiaría las fuerzas de los enlaces moleculares y la densidad de la materia nuclear misma. Una velocidad no constante de la luz podría significar que las estimaciones del tamaño del universo pueden estar equivocadas. (Por desgracia, no necesariamente significa que se pueda viajar más rápido que la luz, porque los efectos de las teorías físicas, como la relatividad, son una consecuencia de la velocidad de la luz). Dos artículos, publicados en el journal Europeo de Física en marzo, intentan obtener la velocidad de la luz a partir de las propiedades cuánticas del mismo espacio. Ambos proponen mecanismos un tanto diferentes, pero la idea es que la velocidad de la luz podría cambiar a medida que se suponen alteraciones acerca de cómo las partículas elementales interactúan con la radiación. Ya se trate de un espacio que no está vacío, aunque haya una gran gran sopa de partículas virtuales que guiñan saltando dentro y fuera de la existencia en pequeñas fracciones de segundo. Vacío cósmico y velocidad de la luz El autor principal Marcel Urban de la Université du Paris-Sud, ve en el vacío cósmico, lo que a menudo se supone que es el espacio vacío. Las leyes de la física cuántica, que rigen las partículas subatómicas y todas las cosas muy pequeñas, dicen que el vacío del espacio está en realidad lleno de partículas fundamentales como los quarks, las llamados partículas "virtuales". Estas partículas de materia, siempre emparejadas con su pertinente antipartícula, asoman a la existencia y chocan casi de inmediato. Cuando las partículas de materia y antimateria se ponen en contacto, se aniquilan entre sí. Los fotones de luz, mientras viajan por el espacio, son capturados y re-emitidos por estas partículas virtuales. Urban y sus colegas, proponen que las energías de estas partículas, en concreto la cantidad de carga que acarrean, afectan a la velocidad de la luz. Puesto que la cantidad de energía que tenga una partícula en ese momento golpeará al fotón de forma esencialmente aleatoria, el efecto sobre la velocidad de movimiento de los fotones podrá variar bastante. En tal situación, la cantidad de veces que la luz necesita para cruzar una distancia dada debe variar como la raíz cuadrada de la distancia, aunque el efecto sería muy pequeño, puede que del orden de 0,05 femtosegundos por cada metro cuadrado de vacío. Un femtosegundo es una millonésima de una mil millonésima de segundo. La velocidad de la luz se ha medido en el último siglo con alta precisión, del orden de pocas partes por mil millones, por lo que está bastante claro que el efecto tiene que ser pequeño. Para encontrar esta pequeña fluctuación, según los investigadores, se podría medir cómo se dispersa la luz a grandes distancias. Algunos fenómenos astronómicos, como las explosiones de rayos gamma, producen pulsos de radiación lo suficientemente lejos para que dichas fluctuaciones pueden ser detectadas. Los autores también proponen el uso de láseres que reboten entre espejos colocados a unos 100 metros de distancia, junto a un haz de luz que rebota entre ellos múltiples veces, a fin de localizar esos pequeños cambios. Especies de partículas y velocidad de la luz En el segundo artículo se propone un mecanismo diferente, aunque llega a la misma conclusión de los cambios en la velocidad de luz. En ese caso, Gerd Leuchs y Luis Sánchez-Soto, del Instituto Max Planck de Física de la Luz en Erlangen, Alemania, afirma que el número de especies de partícula elementales que existe en el universo puede ser lo que hace que la velocidad de la luz sea lo que es. Leuchs y Sánchez-Soto dicen que debe haber, según sus cálculos, del orden de 100 "especies" de partículas con carga. La actual ley que rige en materia de física de partículas, el Modelo Estándar, identifica nueve: electrón, muón, tauon, los seis tipos de quarks, fotones y el bosón W. La carga de todas estas partículas es importante para su modelo, ya que todas ellas están cargadas. Una cantidad, llamada impedancia, depende de la suma de esas cargas. La impedancia a su vez depende de la permitividad del vacío, o de cuánto se resiste a los campos eléctricos, así como su permeabilidad, o cómo soporta los campos magnéticos. Las ondas de luz están compuestas tanto de onda eléctrica como magnética, así que cambiar esas cantidades (permitividad ypermeabilidad) cambiaría la medición de la velocidad de la luz. "Hemos calculado la permitividad y la permeabilidad del vacío como la causada por esas efímeras virtuales y inestables partículas elementales", escribía Soto-Sánchez. "Y resulta, que a partir de un modelo tan sencillo se puede discernir que esas constantes contienen esencialmente contribuciones equivalentes de los diferentes tipos de pares de partícula-antipartícula cargadas eléctricamente: tanto de las conocidas como de las hasta ahora desconocidas para nosotros." Ambos artículos dicen que la luz interactúa con pares virtuales de partícula-antipartícula. En el modelo de Leuchs y de Sánchez-Soto, la impedancia del vacío (la cual podría acelerar o reducir la velocidad de la luz) depende de la densidad de las partículas. La impedancia hace referencia a la ratio de los campos eléctricos y los campos magnéticos de la luz; cada onda de luz se compone de dos tipos de campo, y su valor medido, junto con la permitividad del espacio a los campos magnéticos, gobierna la velocidad de la luz. Algunos científicos son un poco escépticos. Jay Wacker, un físico de partículas en el Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC, dijo que no estaba seguro acerca de que las técnicas matemáticas utilizadas, y que parecía que en ambos casos los científicos no estaban aplicando las herramientas matemáticas de una forma adecuada. "La forma correcta de hacer esto es con los diagramas de Feynman", dijo Wacker. "Es una interesante cuestión (la velocidad de la luz)", agregó, pero los métodos utilizados en estos documentos probablemente no son suficientes para investigarlo. La otra cuestión es que si en realidad hay un montón de otras partículas más allá de las reconocidas por el modelo estándar, entonces esta teoría necesita una revisión seria. Pero hasta ahora, sus predicciones han aguantado, en particular, con el descubrimiento del bosón de Higgs. Esto no significa que no haya más partículas que puedan encontrarse, pero es posible que actualmente esas energías sean alcanzables con los aceleradores de partículas, y aunque sean muy pesadas, es posible que sus efectos se hayan demostrado en otros lugares . - Imagen: Algunos científicos están explorando la posibilidad de que existan cambios en el límite de velocidad cósmica. iStock. - Derechos reservados de LiveScience 2013. Fuente: Pedro Donaire, BITNAVEGANTES

29 Apr 2013

The liquid helium coolant that enabled instruments on board the Herschel space observatory to collect extraordinary images and spectra has finally run out. Launched in 2009, the ESA mission collected unprecedented data of the cool as well as of the distant Universe. Herschel's observations have exceeded expectations, enabling scientists to learn more about how stars form, about the rates of star formation in galaxies across the cosmos, and about the origin and presence of water in different celestial bodies. While observations have come to an end and the spacecraft is to be propelled to a stable parking orbit around the Sun, where it will remain indefinitely, the science mission will continue for several years with many discoveries still to be made in the treasure trove of images and spectra collected by the observatory.

Herschel cooling system and build up. Credit: ESA/AOES Medialab (Click here for further details about this animation.)

Observations on ESA's Herschel space observatory ceased on 29 April 2013, as the supply of liquid helium coolant on board the spacecraft had completely evaporated. The most powerful infrared telescope ever flown in space, Herschel operated at far-infrared and sub-millimetre wavelengths, being sensitive to a wide range of low temperatures from a few hundred to less than ten degrees above absolute zero.

"To observe very cold regions with high sensitivity, Herschel's instruments needed to be at even lower temperatures – only a few degrees above absolute zero," explains Thomas Passvogel, Head of the Projects Department in ESA's Directorate of Science and Robotic Exploration, and former Herschel and Planck Programme Manager. "This was achieved through the use of 2300 litres of superfluid helium, which granted us over three and a half years of observations of the cool and distant Universe," he adds.

"Herschel's observations have revealed the cosmos in unprecedented detail at these wavelengths," comments Göran Pilbratt, Herschel Project Scientist at ESA. "We have very exciting results from the observatory's first few years and we are looking forward to many more exciting discoveries," he adds.

The Cygnus X star-forming complex. Credit: ESA/PACS/SPIRE/Martin Hennemann & Frédérique Motte, Laboratoire AIM Paris-Saclay, CEA/Irfu - CNRS/INSU - Univ. Paris Diderot, France

Spanning 12 billion years of star formation in the Universe

Herschel's chief goal is the study of star formation throughout the cosmos, so astronomers have used it to survey thousands of galaxies across a wide span of the Universe's history. These data revealed that galaxies in the first few billion years of cosmic history contributed many more stars than had been previously estimated using observations at shorter or longer wavelengths.

A new census of starburst galaxies across the Universe. Credit: ESA - C. Carreau/C. Casey (University of Hawai'i); COSMOS field: ESA/Herschel/SPIRE/HerMES Key Programme; Hubble images: NASA, ESA

"Herschel has allowed us to see for the first time a huge population of intensively star-forming galaxies that make up about half of the entire star formation budget of the Universe," comments Matt Griffin from Cardiff University, UK, who is the Principal Investigator of the Spectral and Photometric Imaging Receiver (SPIRE) on board Herschel. "This highlights the importance of looking at the distant Universe in the spectral range covered by Herschel. Stars form in clouds of gas and dust, and most of the energy released by forming stars is absorbed by the dust grains, causing them to warm up. We can detect this warm dust with Herschel and so measure the energy produced by the young stars."

Previous studies hinted that the high star-forming rate of galaxies in the past may be due to episodes of intense star formation, possibly triggered by mergers between massive galaxies. But Herschel has caused a re-think.

"Herschel data suggest that mergers may not be required to generate intense star formation as previously thought. The crucial point appears to be the availability of sufficient gas to make stars. Massively star-forming galaxies could be fed by gas-rich mergers, but also by other processes such as intergalactic streams of cold gas," explains Pilbratt. "The issue remains open, but further analysis of Herschel data along with follow-up observations of these galaxies with other telescopes will hold the key," he adds.

Left: Artist's impression of a galaxy forming stars in a gentle and steady fashion. Right: Artist's impression of an Ultra-Luminous InfraRed Galaxy (ULIRG) with outflows of molecular gas. Credit: ESA/AOES Medialab

Another study based on Herschel data has assessed that these prolific galaxies can only form in the most massive haloes of dark matter – those with a mass as large as 300 billion times the mass of the Sun. Numerical simulations suggested to astronomers that galaxies take shape in the densest knots of the cosmic web – the wispy network of dark matter throughout the Universe. Herschel has allowed them to measure the mass threshold for the cradles where the most productive galaxies can form, which may be linked to the physical processes triggering the intense star-forming activity of these galaxies.

The change in star formation rates over time may also be linked to the supermassive black hole assumed to exist at the centre of most galaxies. In so-called active galaxies, the central black hole feeds on the surrounding matter at extraordinarily high rates. The radiation pressure created by this accretion triggers an outflow of material, which may drain the galaxy's reservoir of gas and quench its star formation.

"By monitoring a number of relatively nearby active galaxies with Herschel, we have detected, for the first time, vast amounts of outflowing gas that is molecular in nature," comments Albrecht Poglitsch from the Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Germany, who is Principal Investigator of the Photodetector Array Camera and Spectrometer (PACS) on board Herschel. "This shows us that these outflows may indeed deplete a galaxy's supply to form stars, since it is from molecular gas that stars are made," he adds.

Astronomers have used Herschel's galaxy surveys, along with observations at other wavelengths, to search for a direct link between star formation and the activity of the central black hole in large samples of more distant galaxies. But these investigations have led to a variety of different results, indicating that more research will be needed to solve this particular puzzle.

Delving deep into the formation of stars and planetary systems in the Milky Way

Dark cloud in the Southern Cross not so dark. Credit: ESA and the SPIRE & PACS consortium

Observations closer to home, in our Galaxy, the Milky Way, yielded extraordinary revelations about the physical processes that give birth to stars. Herschel identified the presence of a filamentary network nearly everywhere in the interstellar medium that pervades the plane of our Galaxy, filaments which lead to the formation of stars.

"We did expect that there would be filaments in the interstellar medium, but Herschel finally gave us proof that they are omnipresent and that they are key to allowing star formation to occur," explains Matt Griffin. "Herschel's beautifully detailed images show how some clouds have developed filaments so dense that they are collapsing under their own weight and starting to form stars, while other clouds exhibit a more chaotic tangle of more tenuous filaments and are not dense enough to form stars – at least, not yet," he adds.

The emergence of filaments and their subsequent collapse into stars may also be linked to magnetic fields in interstellar clouds; Herschel's results have prompted further research into the role of magnetic fields in star formation, which can no longer be neglected.

Left: The star-forming cloud IC 5146. Credit: ESA/Herschel/SPIRE/PACS/D. Arzoumanian (CEA Saclay) for the "Gould Belt survey" Key Programme Consortium.  Right: The Polaris Flare. Credit: ESA/Herschel/ SPIRE/Ph. André (CEA Saclay) for the "Gould Belt survey" Key Programme Consortium and A. Abergel (IAS Orsay) for the "Evolution of Interstellar Dust" Key Programme Consortium

Herschel image of the star Fomalhaut and its debris disc.Credit:ESA/Herschel/PACS/ Bram Acke, KU Leuven, Belgium

Herschel has given a unique view of the subsequent stages in the formation of stars, and possibly of planetary systems around them. The image of a massive debris disc around nearby star Fomalhaut suggests a resemblance between this structure and the Kuiper belt as it may have appeared in the early days of our Solar System. The vast amount of dust in Fomalhaut's debris disc is produced by frequent collisions between comets within the disc. Herschel has detected more debris discs around other nearby stars, some of which host planets: a closer inspection of these data hints that debris discs may survive more easily in planetary systems without very massive planets like Jupiter.

"The study of extra-solar debris discs is providing us with new clues to the formation of planetary systems, and may eventually help us to achieve a more complete view of how our own Solar System formed and evolved from its parent cloud," says Albrecht Poglitsch.

Investigating the origin of water in planetary systems

Another highlight from Herschel is the study of the chemical composition of cosmic objects through high-resolution spectroscopy, and in particular the search for water in a variety of environments.

Water in L1544. Credit: ESA/Herschel/ SPIRE/HIFI/Caselli et al.

Studies based on Herschel data have indicated that a cold pre-stellar core in the vast Taurus molecular cloud hosts a reservoir of water ice amounting to a few million times the amount of water stored in Earth's oceans, and that the massive protoplanetary disc surrounding nearby star TW Hydrae contains a water vapour supply equivalent to several thousand times Earth's oceans.

"These results show that there is plenty of water available to enrich the surface of future planets, should they form in similar discs around stars other than the Sun," says Frank Helmich from SRON Netherlands Institute for Space Research, the Netherlands, who is the Principal Investigator of the Heterodyne Instrument for the Far Infrared (HIFI) on board Herschel.

Herschel image and spectrum of comet 103P/Hartley 2 and its orbit. Credit: ESA/AOES Medialab; Herschel/HssO Consortium

Herschel has also contributed to  the debate about the origin of water in the Solar System, and on Earth in particular. Astronomers believe that water was not present on the surface of our planet during its early days, but was brought here by comets and asteroids which stored water as ice. Asteroids were considered to be the primary source, but the case for comets strengthened after Herschel detected water in comet 103P/Hartley 2 with the same isotopic composition as Earth's oceans. Later observations of comet C/2009 P1 Garradd from Herschel found a different isotopic composition so the role of comets is still uncertain.

"The comparison between the composition of water in comets and on Earth's oceans may have far-reaching implications: if comets did contribute to enriching our planet with water, they might also be responsible for the delivery of other species, such as the carbon- and nitrogen-based compounds that are of great importance to the emergence of life," explains Helmich.

A peek at the future

Astronomers worldwide have so far used Herschel data to produce over 600 scientific papers published in refereed journals. But this is only the beginning: the careful analysis of Herschel's images and spectra will generate many more science discoveries and new insights for years to come.

"While the observations have ceased and the spacecraft will soon be propelled to a stable orbit around the Sun where it will remain indefinitely, Herschel as a science mission is by no means over," comments Pilbratt. "Most of Herschel's data are publicly available already. We will continue supporting the community exploiting the data, collecting and producing the best possible data products in the form of maps, spectra, and various catalogues to benefit all astronomers working with Herschel. We are looking forward to the multitude of great discoveries that are still ahead of us."

Notes for editors

Herschel is an ESA space observatory sensitive to far-infrared and sub-millimetre wavelengths, with science instruments provided by European-led Principal Investigator consortia and with important participation from NASA. Launched on 14 May 2009, Herschel is equipped with a primary mirror 3.5 m across, making it the largest, most powerful infrared telescope ever flown in space.

Its payload consists of three instruments: the Photodetector Array Camera and Spectrometer (PACS), the Spectral and Photometric Imaging Receiver (SPIRE), and the Heterodyne Instrument for the Far Infrared (HIFI). All three instruments were cooled to -271°C inside a cryostat filled with 2300 litres of liquid superfluid helium, which weighed 335 kg – nearly 10 percent of Herschel's mass at launch. After almost four years of observations, the mission finally exhausted its coolant today.

Herschel has executed over 35 000 scientific observations, amassing more than 25 000 hours worth of science data from about 600 observing programmes. A further 2000 hours of calibration observations also contribute to the rich dataset.

Herschel will continue communicating with its ground stations for a few weeks after the helium is exhausted, during which a range of technical tests will be performed. Finally, in May, it will be propelled into its long-term stable orbit around the Sun, where it will remain indefinitely, and safe from Earth impact for several hundreds of years.

The PACS instrument contains an imaging photometer (camera) and an imaging spectrometer. The camera operates in three bands centred on 70, 100, and 160 μm, respectively, and the spectrometer covers the wavelength range between 51 and 220 μm. PACS has been developed by a consortium of institutes led by MPE (Germany) and including UVIE (Austria); KU Leuven, CSL, IMEC (Belgium); CEA, LAM (France); MPIA (Germany); INAF-IFSI/OAA/OAP/OAT, LENS, SISSA (Italy); IAC (Spain). This development has been supported by the funding agencies BMVIT (Austria), ESA-PRODEX (Belgium), CEA/CNES (France), DLR (Germany), ASI/INAF (Italy), and CICYT/MCYT (Spain).

The SPIRE instrument contains an imaging photometer (camera) and an imaging spectrometer. The camera operates in three wavelength bands centred on 250, 350 and 500 µm, and so can make images of the sky simultaneously in three sub-millimetre colours; the spectrometer covers the wavelength range between 194 and 671 μm. SPIRE has been developed by a consortium of institutes led by Cardiff Univ. (UK) and including Univ. Lethbridge (Canada); NAOC (China); CEA, LAM (France); IFSI, Univ. Padua (Italy); IAC (Spain); Stockholm Observatory (Sweden); Imperial College London, RAL, UCL-MSSL, UKATC, Univ. Sussex (UK); Caltech, JPL, NHSC, Univ. Colorado (USA). This development has been supported by national funding agencies: CSA (Canada); NAOC (China); CEA, CNES, CNRS (France); ASI (Italy); MCINN (Spain); SNSB (Sweden); STFC and UKSA (UK); and NASA (USA).

The HIFI instrument is a very high-resolution heterodyne spectrometer and operates in seven bands covering the wavelength range between 157 and 625 µm. HIFI has been designed and built by a consortium of institutes and university departments across Europe, Canada, and the United States under the leadership of SRON Netherlands Institute for Space Research, the Netherlands, with major contributions from Germany, France, and the US. HIFI Consortium members are: CSA, U. Waterloo (Canada); CESR, LAB, LERMA, IRAM (France); KOSMA, MPIfR, MPS (Germany); NUI Maynooth (Ireland); ASI, IFSI-INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri-INAF (Italy); SRON, TUD (Netherlands); CAMK, CBK (Poland); Observatorio Astronómico Nacional (IGN), Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) (Spain); Chalmers University of Technology - MC2, RSS & GARD, Onsala Space Observatory, Swedish National Space Board, Stockholm University - Stockholm Observatory (Sweden); ETH Zurich, FHNW (Switzerland); Caltech, JPL, NHSC (USA).

CONTACTS

Thomas Passvogel
Herschel and Planck Programme Manager
ESA, The Netherlands
Email: Thomas.Passvogelesa.int
Phone: +31-71-5655962

Göran Pilbratt
Herschel Project Scientist
Research and Scientific Support Department
Science and Robotic Exploration Directorate
ESA, The Netherlands
Email: gpilbrattrssd.esa.int
Phone: +31-71-5653621

Matt Griffin
Principal Investigator of SPIRE
School of Physics and Astronomy
Cardiff University, UK
Email: Matt.Griffinastro.cf.ac.uk
Phone: +44-29-208-74203

Albrecht Poglitsch
Principal Investigator of PACS
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE)
Garching, Germany
Email: alpogmpe.mpg.de
Phone: +49-89-30000-3293

Frank Helmich
Principal Investigator for HIFI
SRON Netherlands Institute for Space Research
Groningen, The Netherlands
Email: F.P.Helmichsron.nl
Phone: +31-50-363-4799
 

Last Update: 29 Apr 2013

Source:  ESA -

SCIENCE AND TECHNOLOGY ,  HERSCHEL 

Astrophysics > Cosmology and Extragalactic Astrophysics

Inflationary paradigm in trouble after Planck2013

Anna Ijjas, Paul J. Steinhardt, Abraham Loeb

(Submitted on 9 Apr 2013)

The recent Planck satellite combined with earlier results eliminate a wide spectrum of more complex inflationary models and favor models with a single scalar field, as reported in the analysis of the collaboration. More important, though, is that all the simplest inflaton models are disfavored by the data while the surviving models -- namely, those with plateau-like potentials -- are problematic. We discuss how the restriction to plateau-like models leads to three independent problems: it exacerbates both the initial conditions problem and the multiverse-unpredictability problem and it creates a new difficulty which we call the inflationary "unlikeliness problem." Finally, we comment on problems reconciling inflation with a standard model Higgs, as suggested by recent LHC results. In sum, we find that recent experimental data disfavors all the best-motivated inflationary scenarios and introduces new, serious difficulties that cut to the core of the inflationary paradigm. Forthcoming searches for B-modes, non-Gaussianity and new particles should be decisive.

Subjects:	Cosmology and Extragalactic Astrophysics (astro-ph.CO); High Energy Physics - Phenomenology (hep-ph); High Energy Physics - Theory (hep-th)
Cite as:	arXiv:1304.2785 [astro-ph.CO]
	(or arXiv:1304.2785v1 [astro-ph.CO] for this version)

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From: Anna Ijjas [view email]
[v1] Tue, 9 Apr 2013 20:15:58 GMT (253kb)

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Jorge Poveda
Sat Apr 27 02:51:57 2013
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