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相空间中的随机暴胀:慢滚是否为随机吸引子

广义相对论与量子宇宙学 2021-04-05 v4 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

暴胀宇宙学的一个引人注目的特征是存在一种相空间吸引子——“慢滚”,它消除了对初始场速度的依赖。我们利用相空间方法中的随机暴胀形式体系,研究了在量子涨落的反作用下该性质的稳健性。给出了随机暴胀的哈密顿量表述,其中表明粗粒化过程——即把小于哈勃半径的波长积分掉——保持了自由场的正则结构。这意味着不同的正则变量集会给出相同的概率分布,从而澄清了文献中关于此问题的分歧。还分析了量子-经典转变所起的作用,并表明它约束了粗粒化尺度。对于自由场,我们发现量子扩散在相空间中与慢滚方向对齐。这意味着经典慢滚吸引子不受随机效应影响,因而推广为随机吸引子,且无论初始条件如何,其弛豫时间至少与经典系统一样短。然而,对于非试探场或具有非线性自相互作用的试探场,量子扩散与经典慢滚流未对齐。我们推导了粗粒化尺度上的一个条件,使得在慢滚的最低阶下由这种未对齐引起的观测修正可忽略。

关键词

引用

@article{arxiv.1703.00447,
  title  = {Stochastic inflation in phase space: Is slow roll a stochastic attractor?},
  author = {Julien Grain and Vincent Vennin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1703.00447},
  year   = {2021}
}

备注

Typo corrected in Eq. (3.45) and corrections propagated below, conclusions unchanged. Changes made after publication