Инфляция ранней холодной Вселенной, заполненной нелинейным скалярным полем и неидеальным релятивистским ферми-газом
Пашицкий Э.А., Пентегов В.И.

Поступила в редакцию: 2 Августа 2016

DOI: 10.7868/S0044451017030075

PDF (466.6K)

Рассмотрен один из возможных сценариев эволюции ранней холодной Вселенной, родившейся в результате достаточно большой квантовой флуктуации вакуума размером (где l_P - планковская длина) и заполненной как нелинейным скалярным полем , плотность потенциальной энергии которого определяет плотность энергии λ вакуума, так и неидеальным ферми-газом с короткодействующим отталкиванием между частицами, уравнение состояния которого характеризуется зависящим от концентрации n_F фермионов отношением давления P(n_F) к плотности энергии . При уменьшении n_F в процессе расширения ранней Вселенной безразмерная величина уменьшается от максимального значения u _max=1 при до нуля при . Взаимодействие скалярного и гравитационного полей, которое характеризуется безразмерной константой ξ , пропорционально скалярной кривизне четырехмерного пространства (где κ - гравитационная постоянная Эйнштейна) и содержит как квадратичное, так и линейное по слагаемые. В результате этого расширяющаяся ранняя Вселенная за конечный отрезок времени достигает точки фазового перехода первого рода при критических значениях скалярной кривизны R=R_c=-μ ²/ξ и радиуса . После этого ранняя замкнутая Вселенная из плоской точки перегиба потенциала за конечное время «скатывается» в нулевой минимум потенциала. Выделение полной потенциальной энергии скалярного поля во всем объеме расширяющейся Вселенной в процессе ее «скатывания» должно сопровождаться рождением большого числа массивных частиц и античастиц разного сорта, аннигиляция которых играет роль Большого взрыва. Обсуждается также вопрос о фундаментальности гравитационной постоянной Ньютона G_N.