暴胀模型的精确数值处理

近期宇宙微波背景辐射(CMB)测量所达到的精度为宇宙学扰动原初功率谱的形状提供了新的见解。在暴胀宇宙学的背景下，这意味着CMB数据现在对暴胀子势的形式敏感。当前大多数用于推导暴胀原初功率谱或解决暴胀子势重建问题的方法，都依赖于近似解析处理，这些处理对于奇异模型可能会失效。本文通过数值求解背景和所有扰动量的暴胀演化，精确提取原初功率谱。该方法仅依赖于广义相对论和线性扰动理论。除了为检验解析近似提供工具外，还可以毫无困难地处理非标准暴胀模型，例如涉及多个场、甚至可能与引力非最小耦合的模型。通过分析WMAP第三年数据在单场模型背景下的结果，我们展示了精确数值方法处理CMB数据的实用性。为此，我们引入了一个新的暴胀相关参数，该参数编码了再加热时期的基本特性。这个再加热参数具有显著的可观测效应，并为暴胀模型提供了一致性检验。作为工作示例，我们给出了与小场模型相关的再加热和势参数的边缘化概率分布。