收缩宇宙学中量子涨落导致的不可消除剪切

已知收缩宇宙学存在剪切不稳定性，其中各向异性应力对总能量密度的贡献以 $a^{-6}$ 增长，$a$ 为尺度因子。在经典情况下，这一贡献是否在反弹之前变得重要取决于其初始值，而该初始值总可以被充分微调以使其变得无关紧要。然而，真空量子涨落不可避免地提供了非零的各向异性应力源。在这项工作中，我们计算了假设剪切初始为零但允许量子涨落建立剪切时所获得的最小剪切量。在实践中，我们考虑一个无质量测试标量场，并通过随机“暴胀”（尽管此处应用于收缩阶段）形式来描述其量子涨落。我们发现，如果收缩的状态方程参数满足 $w>-1/9$，无论收缩阶段何时开始，剪切变得显著的时刻总是在 Hubble 尺度接近 Planck 质量时（这也是预期发生反弹的地方）。然而，如果 $w<-1/9$，剪切反作用会早得多地变得重要，其发生点取决于收缩的总量。