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暴胀有效场论中的曲率扰动

广义相对论与量子宇宙学 2019-12-11 v1 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

我们讨论了单场暴胀中通常使用的各种规范不变量的差异,即同步规范 ζs\zeta_s、共动规范 ζc\zeta_c 和幺正规范 ζu\zeta_u 曲率。我们表明,视界外 ζc\zeta_c 的守恒对模型限制颇强,因为它导致 ζs\zeta_sζu\zeta_u 的守恒,而反之不成立。我们用两个暴胀模型阐明这些差异的后果:超慢滚(USR)和编织-超慢滚(BUSR)。在 USR 中,我们表明在三种曲率中仅 ζs\zeta_s 在视界外守恒,并将此结果与分离宇宙概念及 δN\delta N 形式论的使用相联系。我们发现,尽管 ζs\zeta_s 守恒,连续性方程中仍存在对分离宇宙近似的轻微违背。然而,δN\delta N 形式论仍可用于计算某些规范不变量的原初功率谱,例如 ζu\zeta_u,尽管它对其他量(如均匀密度曲率)失效。在 BUSR 中,我们表明 ζu\zeta_uζs\zeta_s 均在视界外守恒,但取值不同。此外,由于 ζuζc\zeta_u\not=\zeta_c,我们发现暴胀后可观测曲率涨落的预言并不反映暴胀期间视界穿越时的 ζc\zeta_c,而且不仅涉及该时期的 ζu\zeta_u,还涉及编织相结束的方式。

关键词

引用

@article{arxiv.1908.08785,
  title  = {Curvature Perturbations in the Effective Field Theory of Inflation},
  author = {Macarena Lagos and Meng-Xiang Lin and Wayne Hu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1908.08785},
  year   = {2019}
}