Kosmologia może przynosić zaskakujące wyniki, gdy dodamy do niej więcej szczegółowej fizyki
Dzięki nowym, precyzyjnym danym obserwacyjnym kosmologia przeszła w ostatnim dziesięcioleciu rewolucyjne przemiany. Dane te wyraźnie wskazują na istnienie dwóch okresów przyspieszonej ekspansji w historii wszechświata. Pierwszy z nich to wszechświat pierwotny, tzw. faza inflacyjna, a drugi to faza obecna. Do łączenia ze sobą danych obserwacyjnych i modeli wykorzystuje się najczęściej liniową teorię perturbacji. Poza porządkiem liniowym występuje jednak wiele interesujących zjawisk, takich jak niegaussowskość. Przykładem może być tu kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła (CMB) i zjawisko reakcji zwrotnej (backreaction, BR). Kwantowa BR pierwotnych fluktuacji może znacząco zmieniać dynamikę wczesnego wszechświata i jego cech obserwacyjnych, natomiast klasyczna BR wszechświata w wielkiej skali (LSS) może wpływać na obserwowane przyspieszenie na późnym etapie rozwoju wszechświata. Celem projektu NEBRIC (Non-linear effects and backreaction in classical and quantum cosmology) było dokładniejsze obliczenie tych nieliniowych efektów. W ostatnim czasie prowadzone są liczne badania zmierzające do określenia kosmologicznego pochodzenia pól magnetycznych obserwowanych w galaktykach i gromadach podczas inflacji. Uczestnicy projektu wykazali, że adiabatyczna renormalizacja dwupunktowej funkcji pola magnetycznego nie nadaje się do generowania inflacyjnego pola magnetycznego. W chaotycznym modelu inflacyjnym badano efekty reakcji zwrotnej wynikające z fluktuacji skalarnych i tensorowych na długich falach oraz równania stanu (w odniesieniu do różnych klas obserwatorów). Wykazano, że obserwowana dynamika dla obserwatora pola testowego może być różna od dynamiki tła. Badania prowadzone w projekcie NEBRIC umożliwiły stworzenie nowych narzędzi. Znajdują one zastosowanie w dziedzinie kosmologii relatywistycznej, w tym w szczególności w badaniu nieliniowej i relatywistycznej fizyki, mającym na celu wyodrębnianie informacji z badań LSS i eksperymentów CMB. Dowiedziono, że wpływ stochastycznych niejednorodności na obserwowane parametry kosmologiczne LSS nie może odpowiadać za aktualne przyspieszenie wszechświata. Obliczono bispektrum liczby galaktyk w celu porównania z obserwacjami z badań LSS. Badanie to pokazało, w jaki sposób należy uwzględniać wpływ niejednorodności na pomiary lokalne. Może to wyjaśniać różnice wartości parametru Hubble'a, uzyskiwane przy pomocy różnych technik pomiarowych.
Słowa kluczowe
Kosmologia, liniowa teoria perturbacji, mikrofalowe promieniowanie tła, reakcja zwrotna, parametr Hubble'a
