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阐明内爆模型:以1/$N_{efolds}$展开的慢滚扩张

天体物理学 2009-11-13 v2 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

我们将慢滚内爆作为有效场论进行研究。我们发现形如V(ϕ)=NM4w(ϕ/[NMP])V(\phi)=N M^4 w(\phi/[\sqrt{N}M_P])的势能函数,其中ϕ\phi为内流场,MM为内爆能量尺度,MPM_P为普朗克质量,N50N\sim 50为自相关模式穿出视界至内爆结束的 efolds数。无量纲函数w(χ)w(\chi)和场χ\chi为O(1)。WMAP标定的标量adiabatic涨落幅值ΔkadS|\Delta_{k ad}^S|精确地将内爆尺度 M0.77×1016M \sim 0.77 \times 10^{16} GeV 固定在GUT尺度。该势能的通用形式表明,慢滚展开是以1/NN为展开参数的展开。1/NN的幂次计数内滚展开的各阶次。这一内流势能形式表明,对称性破缺尺度位于内爆与GUT尺度。该势能的金森-兰德实现揭示,哈勃参数、内流质量与非线性耦合均以小比值M/MPM/M_P的形式呈see-saw型。例如,四次耦合λ1/N(M/MP)4\lambda \sim 1/N (M/M_P)^4。非线性耦合的微小性并非微调的结果,而是有效场论有效性的自然结果。我们阐明了与张量/标量比和ϕ/MP\phi/M_P值相关的Lyth上限。有效场论对V(ϕ)MP4V(\phi) \ll M_P^4有效,允许ϕ\phi远超MPM_P的内流场。因此,基于ϕ/MP\phi/M_P值的上限对rr没有限制。如果只希望限制χ<1\chi < 1,则允许rr超过之前的上限,由于新的因子N7\sqrt{N} \sim 7。最后,推测内爆在慢滚期间悬停在平凡的高斯红外固定点附近,内爆随后将享有类似临界现象的普适性质。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/0507595,
  title  = {Clarifying Inflation Models: Slow-roll as an expansion in 1/N_{efolds}},
  author = {D. Boyanovsky and H. J. de Vega and N. G. Sanchez},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0507595},
  year   = {2009}
}

备注

14 pages, no figures, version to appear in Phys Rev D