非平衡 inflaton 动力学与再加热：参数粒子产生的反作用与弯曲时空效应

我们对暴胀宇宙学再加热阶段量子场的非微扰、非平衡动力学进行了详细而系统的分析，包括量子场对弯曲时空的完整反作用，以及涨落对平均场的作用。我们使用空间平坦 FRW 宇宙中具有未破缺对称性的 O(N) 场论，研究暴胀后、预热阶段 inflaton 的动力学。Inflaton 零模的振荡诱导量子涨落的参数放大，导致能量向 inflaton 场的非均匀模式快速转移。我们采用了前一篇论文 [gr-qc/9706001] 中通过弯曲时空的双粒子不可约（2PI）、闭合时间路径（CTP）有效作用量导出的平均场与方差的耦合非微扰方程，并专门针对 1/N 展开的领头阶进行了处理。采用了绝热正规化。从许多暴胀宇宙学情景中慢滚末态所特有的初始数据出发，对重整化动力学方程进行了数值演化。初始条件包括大振幅、准经典、振荡的平均场，以及由 de Sitter 不变真空给出的方差。我们发现在该模型中，对于足够大的初始平均场振幅，仅靠参数共振效应（在无碰撞近似下）并不能有效“预热”该量子场。对于较小的初始平均场振幅，观察到了通过量子涨落参数放大导致的平均场阻尼。我们的结果表明，时空的自洽动力学在决定暴胀后宇宙的物理中起着重要作用。