由畴壁产生的原初黑洞与虫洞形成
广义相对论与量子宇宙学
2017-05-10 v4 高能物理 - 理论
摘要
在具有破缺离散对称性的理论中，哈勃尺度的球形畴壁可能在暴胀期间自发成核。这些物体随后被暴胀膨胀拉伸，导致尺寸广泛分布。暴胀后畴壁的命运取决于其半径。小于临界半径的壁较早落入宇宙视界内，并因其自身张力而坍缩，形成普通黑洞。但如果壁足够大，其排斥性引力场在壁落入宇宙视界之前很久就占据主导。在这种“超临界”情况下，会形成虫洞喉，将周围外部 FRW 宇宙与内部婴儿宇宙连接起来，其中畴壁半径呈指数增长。虫洞在其与光穿越时间相仿的时间尺度上掐断，并在其两个洞口形成黑洞。如前文所述，由此产生的黑洞族具有广泛的质分布，并可能产生显著的天体物理效应。黑洞形成机制此前已在尘埃主导宇宙中研究过。此处我们通过数值模拟研究辐射主导宇宙的情况（这在宇宙学上更相关），以寻找黑洞初始质量作为暴胀结束时壁尺寸的函数。对于大的超临界畴壁，该质量几乎达到上限，即黑洞不能大于宇宙视界。我们还发现，随后的辐射吸积满足一个标度关系，导致质量增加约 2 倍。
引用
@article{arxiv.1612.03753,
title = {Primordial black hole and wormhole formation by domain walls},
author = {Heling Deng and Jaume Garriga and Alexander Vilenkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.03753},
year = {2017}
}