暴胀子真空涨落作为暗物质及势V(phi)作为暗能量
综合物理
2019-01-23 v4
摘要
利用弯曲时空中的量子场论，本文表明宇宙在暴胀期间的膨胀如何产生一团粒子和暴胀子真空涨落，其温度为5x10^17GeV且密度足以使再加热变得不必要。标准计算中预测哈勃参数必须远小于普朗克能量的结论被证明是谬误的：它将微扰曲率R的守恒应用于单个暴胀子涨落，而本应应用于一团物质的能量密度对比。量子暴胀子涨落varphi是相对于暴胀子场phi=phi_0+varphi的经典值phi_0而言的。已增长到视界尺度的涨落varphi，或一对被视界长度距离分开的虚粒子，被迫变为实粒子并从势V(phi_0)获取能量。暴胀的减速是由于持续产生的辐射最终压倒递减的暴胀子势V(phi_0)所致。根本不需要势V(phi_0)趋于零。由于无需再加热，暴胀子场phi不与物质耦合（引力除外）。暴胀之后，涨落varphi迅速冷却，可描述为暗物质。此时逆过程开始发生。暴胀期间退出视界的暴胀子涨落varphi在暴胀结束后开始重新进入视界。于是它们再次因果相连，并有一定概率经历此前量子过程的逆过程，将其能量交还势V(phi_0)。varphi涨落正转化为V(phi_0)，后者充当暗能量并再次加速宇宙膨胀。一个扰动的解体是一次宇宙尺度的量子跃迁。
引用
@article{arxiv.1712.07960,
title = {Inflaton vacuum fluctuations as dark matter and the potential V(phi) as dark energy},
author = {Max Chaves},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.07960},
year = {2019}
}
备注
16 pages. Calculation, using quantum field theory in curved space, of density of matter and its temperature produced during inflation, has been added. Section 2 and the Abstract have been rewritten for clarity