暴胀子扰动谱的研究

我们研究了由任意长周期指数暴胀产生的暴胀子涨落谱。在我们的方法中，暴胀子色散在所有模式上求和时出现的红外和紫外发散不会出现。我们展示了扰动谱的尺度不变性是如何产生的。我们还研究了在暴胀期间离开哈勃球体的暴胀子涨落所产生的度规标量扰动谱，以及这些扰动在暴胀结束后重新进入视界时所产生的密度扰动谱。当暴胀子色散谱在膨胀过程中被重整化时，我们证明（对于二次暴胀子势的情况）密度扰动谱在暴胀子质量趋于零时趋近于一个与质量无关的极限，并且对于小于暴胀哈勃常数约1/4的质量，该谱保持在该极限值附近。我们证明，如果只进行闵可夫斯基空间减除，而不进行涉及膨胀尺度因子$a(t)$时间导数的进一步绝热减除，则不会出现这种极限行为。我们还找到了由暴胀结束时$a(t)$变化所产生的能量密度的参数化表达式。如果暴胀结束得足够突然，那么与该能量密度对应的温度可能非常显著。我们还表明，暴胀开始前存在的暴胀子场涨落在暴胀期间不会耗散，并且可能在今天产生显著的观测效应。这种效应的机制是由真空的受激发射引起的初始涨落造成的。