使用标量场回收宇宙

我们考察了充满均匀标量场的封闭振荡宇宙的行为，发现与直觉的预期相反，这种宇宙在每次膨胀历程中都会膨胀至更大的体积。这种独特的行为在一个时间可逆系统中引入了时间之箭。宇宙最大尺度的增加与标量场在一次完整振荡周期中所做/所获的功密切相关，这进而与标量场在膨胀和坍缩期间 equation of state 的不对称性相关。我们的分析表明，具有多项式势 $V(\phi) = \lambda \phi^q$，其中 $q > 1$ 的标量场会导致宇宙振荡幅度增大：在连续振荡之间的幅度增益对较小的 $q$ 值更为显著。这一行为允许对宇宙进行有效的回收：回收宇宙可以相当古老，并且可以解决平坦性问题。这些结果对以标量场发挥暗物质作用的宇宙学模型具有重要影响。它们也与早期宇宙的混沌膨胀模型密切相关，因为它们表明即使宇宙在第一次膨胀中未能进行膨胀，它也会在未来的振荡历程中最终实现膨胀。因此，有利于混沌膨胀的初始条件空间得到显著增加。