Zu diesem Ergebnis kommt eine theoretische Studie, die in Physical Review Letters veröffentlicht wurde und an der unter anderem Prof. Marco Drewes beteiligt ist, Mercator‐Fellow des Sonderforschungsbereichs 1258 (SFB1258) an der TUM School of Natural Sciences.
Im Unterschied zur herkömmlichen „kalten“ Inflation, bei der der Raum in einem nahezu leeren Vakuum expandiert, geht das Konzept der warmen Inflation davon aus, dass während der Expansion ein thermisches Teilchenbad vorhanden ist. Bisher galt es als unmöglich, dass die Standardmodell-Physik hierfür ausreicht, da die erzeugten Teilchen die notwendige Umwandlung der Inflaton-Energie in Wärme blockieren würden.
Die Autoren der Studie, darunter Prof. Marco Drewes von der Université catholique de Louvain und Mercator-Fellow am Sonderforschungsbereich1258 der TU München, zeigen nun, dass die exponentielle Expansion des Universums diesen Effekt automatisch abschwächt. Ein minimaler zusätzliches Skalarfeld, gekoppelt an die starke Wechselwirkung, reicht aus, um warme Inflation zu ermöglichen.
„Unser Modell passt zu allen aktuellen kosmologischen Daten und basiert vollständig auf Standardmodell-Physik“, sagt Drewes.
Die gleiche Kopplung erscheint auch in Theorien über Axionen, mögliche Kandidaten für Dunkle Materie, die derzeit weltweit experimentell gesucht werden. Damit eröffnet das Modell eine direkte Verbindung zwischen der Frühphase des Universums und Laborexperimenten.
Zudem führt es auf natürliche Weise zu einem sanften Übergang von der Inflationsphase zur normalen Expansion des Universums — das lange ungelöste „graceful exit“-Problem der Inflationstheorie ist damit adressiert.
Publikation
Kim V. Berghaus, Marco Drewes, and Sebastian Zell: Warm inflation with the Standard Model Phys. Rev. Lett. 135, 171002, 23 October 2025 DOI: https://doi.org/10.1103/9nn9-bsm9
Weitere Informationen und Links
- SFB 1258 Neutrinos und Dunkle Materie in der Astro- und Teilchenphysik https://www.sfb1258.de/
- Secret route to warm cosmic ‘inflation’: the nuclear force https://www.nature.com/articles/d41586-025-03414-9 (auf Englisch)
- Physicists Propose a Simpler, Hotter Origin for the Cosmos https://www.scientificamerican.com/article/did-dark-matter-help-supersize-the-universe/ (auf Englisch)
- The beginning of the universe: Cosmic inflation with standard particle physics repertoire https://phys.org/news/2025-10-universe-cosmic-inflation-standard-particle.html (auf Englisch)
Lief der Urknall völlig anders ab als gedact? https://www.spektrum.de/news/warme-inflation-lief-der-urknall-voellig-anders-ab-als-gedacht/2293397
Kontakt zum Artikel
Prof. Dr. Marco Drewes
Technical University of Munich
School of Natural Sciences
Collaborative Research Centre 1258
Garching, Germany
E-Mail: marco.drewes@tum.de
Originalartikel: https://www.sfb1258.de/press/detail/warm-inflation-may-work-with-standard-model-physics-alone (in englisch)