约束早期宇宙的物理

描述自“大爆炸”后不久至今宇宙历史的既有宇宙学理论极为成功。得益于可用观测数据精度的提升，我们现已能大幅约束宇宙的几何与组成——并窥见其在近未来的演化。然而，这一成功是有代价的：必须假设宇宙“起始”于高度精细调谐的初始条件。因此，理解此前之事是现代宇宙学的主要目标之一。本论文尝试以三种不同方式增进对该初始条件之前时期的认知。首先，引入负绝对温度(NAT)概念并探究其与宇宙学的潜在关联；特别地，表明处于 NAT 的宇宙应经历一段暴胀期——尽管尚不清楚这是否与当前观测一致。其次，就宇宙弦网络的演化这一课题展开工作——宇宙可能经历的广泛相变类中预期形成的拓扑缺陷。采用考虑弦中小尺度结构存在的模型，探讨这些网络标度区制的存在性与稳定性问题。最后，探究未来实验如何通过测量标量扰动谱指数的跑动及其跑动的跑动，来证伪一类简单的规范单场慢滚暴胀模型。