具有体 - 膜能量转移的膜宇宙学模型中的宇宙再加热

在膜宇宙学模型框架下分析了暴胀期之后宇宙成分（再加热时期）的演化，该模型假设我们的宇宙是嵌入五维体（bulk）中的三维膜，并假定存在膜与体之间的能量交换。假设暴胀子场仅衰变为普通物质，而暗物质则从体注入膜中。为了描述再加热过程，我们采用唯象方法，通过一个与场能量密度成正比的摩擦项来描述暴胀子场的衰变。在辐射主导时期之后，该模型退化为标准的四维宇宙学模型。我们在额外维主导的再加热阶段（此时能量密度的二次项主导动力学）以及一般情形下，对修正后的场方程进行了分析和数值求解。获得了不同模型参数以及普通物质和暗物质状态方程下的物质、标量场和宇宙尺度因子的演化轮廓。还获得了描述暗物质与普通物质能量密度比值随时间演化的方程。该比值取决于体与膜之间的能量流动速率。暗物质与重子物质比值近似恒定的观测约束要求暗物质必须是非相对论性的（冷的）。该模型预测再加热温度量级为 $3\times 10^6$ GeV，膜张力量级为 $10^{25}$ GeV$^4$，且所得宇宙成分与观测数据一致。