Fakultät für Physik und Astronomie

N ≈ 60. Man braucht also ungefähr die gleiche Zahl an e-foldings zur Lösung sowohl des Horizontals
auch des Flachheits-Problems! Dies ist ein schönes Ergebnis, da beide Probleme a priori nicht
zusammenhängen.
Die Lösung des Relikt-Problems ist nun denkbar einfach: Nach 60 e-foldings hat sich die Dichte
um einen Faktor e −3·60 ≈ 7 · 10 −79 reduziert und der derzeit sichtbare Teil des Universums
enthält nach der Inflation praktisch keine Teilchen und insbesondere keine potentiell gefährlichen
Relikte mehr. Die Materie in unserem Teil des Universums muß folglich nach der Inflation aus
dem Zerfall der Vakuumenergiedichte entstanden sein. Einen Mechanismus dazu werden wir im
nächsten Abschnitt bei der Besprechung konkreter Inflationsmodelle vorstellen. Die maximal nach
der Inflation erreichte Temperatur haben wir schon als Reheat-Temperatur eingeführt. Damit das
Relikt-Problem nach der Inflation nicht von neuem entsteht, darf sie gewisse Werte nicht überschreiten.
Zur Vermeidung von Monopolen muß die Reheat-Temperatur unterhalb der Gut-Skala
bleiben, also unter 10 16 GeV. Durch Gravitinos wird eine deutlich strengere Grenze gesetzt. Sie
ist zwar modellabhängig, wird aber im Allgemeinen zu 10 9 GeV angenommen. Aus diesem Grund
haben wir bei der Rechnung oben diesen Wert der Reheat-Temperatur gewählt. Nach dem Reheating
sollte das Universum seine Entwicklung wie in der Frw-Kosmologie fortsetzen. Um deren
erfolgreiche Vorhersagen nicht zu gefährden, darf die Reheat-Temperatur gewisse Werte auch nicht
unterschreiten. Insbesondere sollte sie größer als 1 MeV sein, damit die Nukleosynthese stattfinden
kann.
Schließlich ermöglicht Inflation auch eine Erklärung der Struktur im Universum. Dazu ist zu beachten,
daß der de-Sitter-Raum einen endlichen Ereignishorizont hat. Dessen physikalischer Radius
ist gegeben durch:
∫ ∞
r EH = R(t)
t
dt ′
R(t ′ ) = 1 H
(B.45)
Die Situation ist der eines Schwarzen Loches ähnlich. Punkte, deren Abstand größer ist als r EH ,
können nicht mehr miteinander kommunizieren, da sie sich zu schnell voneinander entfernen.
Quantenfluktuationen mit Wellenlängen λ ≪ H −1 , die innerhalb des Ereignishorizonts entstehen,
werden schnell auf Größen ≫ H −1 expandiert. Da der sich innerhalb des Ereignishorizonts befindende
Teil der Welle nicht mehr mit dem sich außerhalb befindenden Teil kommunizieren kann,
frieren die Quantenfluktuationen zu klassischen Fluktuationen ein. Diese sind dann der Ausgangspunkt
für Fluktuationen in der Dichteverteilung der Materie und damit sowohl für Galaxien usw.
als auch für die Anisotropien im Cmb.