标量场支配宇宙中的原始黑洞形成

我们 presented a 求解球对称宇宙模型中标量场与理想流体系统的 Misner-Sharp 方程的数值代码。虽然该代码能够探索涉及最小耦合标量场与理想流体的通用情景，但我们专注于标量场支配动力学的 regime，特别是后增长阶段的标量场支配情景，在该情景下，宇宙在持续数个 $e$ 倍纳秒的时间内由快速振荡的标量场支配。我们分析了在二次势和四次势下的 PBH 形成阈值，从超视界尺度演化初始配置。我们的结果确认，四次势行为类似于辐射支配的宇宙，导致 PBH 形成阈值接近已知的辐射背景值。相反，在二次情况中，我们观察到与预期的尘埃样行为存在显著偏差，由于波动效应抵消引力坍缩。虽然数值限制防止我们演化广泛的初始条件以确定精确的 PBH 形成阈值，但我们的发现表明，PBH 形成可能低于纯尘埃情景的情况，这允许稳定脱空结构的形成。这一研究突显了在描述 PBH 形成时，正确考虑振荡标量场中波动动力学的重要性。