由随机隧穿产生的原初黑洞

如果在暴胀结束前不久暴胀子被困在其势的局部极小点中，它会通过积累量子涨落而逃逸，这一过程称为随机隧穿。在这项工作中，我们研究在此类情景中产生的宇宙学涨落，以及它们形成原初黑洞（PBHs）的可能性。这是通过使用随机-$\delta N$ 形式体系完成的，它使我们能够重建在假真空态中所花费的 $e$-折叠数分布函数高度非高斯的尾部。我们解析和数值地探索了两个不同的玩具模型，以识别哪些性质依赖于或不依赖于假真空轮廓的细节。我们发现，当势垒相对于其宽度足够小，即 $\Delta V/V < \Delta\phi^2/M_{\text{Pl}}^2$ 时，势可以近似为在其两个局部极值之间平坦，因此先前在“平坦量子阱”中获得的结果适用。否则，当 $\Delta V/V < V/M_{\text{Pl}}^4$ 时，PBH 丰度指数依赖于势垒高度；当 $\Delta V/V > V/M_{\text{Pl}}^4$ 时，它超指数（即指数的指数）依赖于势垒高度。在后一种情况下，PBH 被大量产生。这使我们能够量化平坦拐点需要被精细调节的程度。在深假真空中，我们还发现除非势接近线性，否则通常会遇到慢滚破坏。这促使进一步研究以将我们的方法推广到非慢滚设置。