初态效应对宇宙微波背景和超普朗克物理的影响

存在一个单复参数族的 de Sitter 不变真空，称为 α 真空。在慢滚暴胀的背景下，我们表明，除了 Bunch-Davies 真空之外，所有真空都会在暴胀结束时产生不可接受的超高能粒子。作为超普朗克物理效应的一个简单模型，我们进一步考虑了非 de Sitter 不变的真空，这些真空是通过将 Bunch-Davies 真空中的模式在某个动量标度 M_c 以上与 α 真空中的模式在 M_c 以下拼接而成的。选择 M_c 接近普朗克标度 M_pl，我们发现了可接受的硬粒子产生水平，以及对宇宙微波背景辐射的修正，其量级为 H M_pl/M_c^2，其中 H 是暴胀期间的哈勃参数。这种类型的更一般的初态，满足 H << M_c << M_pl，可以对宇宙微波背景辐射谱产生量级为 1 的修正。表征暴胀期间 α 真空的参数是一个新的宇宙学可观测量。