单场暴胀中的度规预热与辐射衰变

在暴胀结束时，暴胀子在势底部振荡，这些振荡触发了波长为 $\lambda$ 的标量涨落的参数不稳定性，其波长位于不稳定带 $(3H m)^{-1/2} <\lambda < H^{-1}$ 内，其中 $H$ 为哈勃参数，$m$ 为势在其极小值处的曲率。这种在窄共振区进行的“度规预热”不稳定性导致多种有趣现象，如早期结构形成、引力波产生以及原初黑洞形成。本工作中，我们研究其在与附加自由度相互作用（表现为暴胀子微扰衰变为完美流体）存在时的归宿。事实上，为确保从暴胀到辐射主导时代的完全过渡，必须将度规预热与微扰再加热一并考虑。我们发现，在流体主导宇宙组分之前，暴胀子的衰变不会改变不稳定性结构。作为一个应用，我们讨论了暴胀子衰变对该不稳定性产生原初黑洞的影响。我们强调了标量场涨落与完美流体涨落之间的区别，并解释了为何关于完美流体不均匀性形成原初黑洞的通常结果无法使用，从而澄清了文献中近期的一些表述。