非奇异反弹中宇宙学扰动演化的非微扰分析

在反弹宇宙学中，原初涨落产生于反弹进入当前膨胀阶段之前的宇宙收缩阶段。对于非奇异反弹，曲率和各向异性在反弹阶段迅速增长，引发了对微扰分析可靠性的质疑。在本文中，我们通过非微扰方法研究了非奇异反弹中绝热扰动的演化，包括对非奇异反弹的数值模拟以及用于计算非线性扰动的协变形式体系。我们表明，在背景能量密度之上具有显著不均匀性和各向异性的宇宙区域中，反弹会被破坏，但在相对均匀和各向同性的区域中，反弹得以实现。与观测约束一致的足够小的扰动可以穿过非奇异反弹，且非线性效应带来的改变可忽略不计。我们追踪了在类物质收缩阶段产生的标度不变扰动穿过反弹的过程。它们在膨胀阶段的振幅由收缩阶段的增长模式决定，且标度不变性在穿越反弹时得到了很好的保持。