混合暴胀：多场动力学与宇宙学约束

混合模型的动力学通常近似为一个标量场沿着近乎平坦的山谷缓慢滚动的演化。暴胀以水瀑阶段结束，这是由于快子不稳定性所致。这个最终阶段通常被认为是近乎瞬时的。在本论文中，我们超越了这些近似，分析了混合模型的精确二场动力学。几个效应被揭示：1) 沿着山谷可能的慢滚违反导致在小场值处暴胀不存在。在超普朗克场的情况下，原始模型的标量谱是红的，与观测一致。2) 初始场值并非沿着山谷精细调节，而是占据了山谷外部场空间的相当大一部分。它们形成了一个具有分形边界的结构。使用贝叶斯方法，研究了它们在整个参数空间中的分布。推导出了势参数的自然界限。3) 对于原始模型，发现在参数空间的某些部分，暴胀沿着水瀑轨迹持续超过60个e-fold。绝热扰动的标量功率谱被修改，并且通常是红的，可能与CMB观测一致。拓扑缺陷被方便地拉伸到可观测宇宙之外。4) 初始条件的分析扩展到闭合宇宙的情况，其中初始奇点被经典反弹所取代。在论文的第三部分，我们研究了如何通过未来巨型射电望远镜观测21cm宇宙背景来改进当前CMB对宇宙学参数的约束。通过使用Fisher矩阵和MCMC方法，为特征性的快速傅里叶变换望远镜确定了预测。