[论文解读] On Graceful Exit in String Cosmology with Pre-Big Bang Phase

A. A. Saharian|ArXiv.org|Sep 26, 1997

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 4被引用 3

一句话总结

本文利用最低阶弦有效作用量，研究了弦宇宙学预大爆炸阶段中的优雅退出问题。通过将无解定理推广至包含高亏格项和物质场的情形，并采用E-框架形式，作者证明E-框架显著简化了分析，相空间方法表明在纯引力-标度子模型中存在可行的退出机制。

ABSTRACT

We analyze the problem of graceful exit from superinflationary pre-big bang phase of string cosmology within the context of lowest-order string effective action. The previous no go theorems are generalized for the case when higher genus terms of general form and additional matter fields are included. It is shown that the choice of the E-frame essentially simplifies the consideration. For the example of pure gravi-dilaton case the comparison of E-frame and string frame approaches, based on phase space analysis, is carried out.

研究动机与目标

• 解决弦宇宙学中预大爆炸超膨胀阶段优雅退出这一长期存在的问题。
• 将先前的无解定理推广至弦有效作用量中包含高亏格修正和额外物质场的情形。
• 评估E-框架形式是否相较于弦框架更简化优雅退出机制的分析。
• 通过相空间分析比较E-框架与弦框架在纯引力-标度子模型中的方法。
• 确定在低能弦宇宙学中，广义条件下是否存在可行的退出解。

提出的方法

• 将现有无解定理推广至包含一般形式的高亏格项和额外物质场的弦有效作用量中。
• 采用E-框架（爱因斯坦框架）形式，该形式简化了动力学方程并有利于相空间分析。
• 应用相空间技术分析E-框架和弦框架下引力-标度子系统的演化。
• 比较纯引力-标度子模型中E-框架与弦框架的动力学行为和退出条件。
• 以最低阶弦有效作用量作为理论框架，用于建模预大爆炸宇宙学。
• 分析解的稳定性和轨迹，以识别优雅退出发生的条件。

实验结果

研究问题

• RQ1 当包含高亏格修正和物质场时，预大爆炸弦宇宙学中的优雅退出问题是否可被解决？
• RQ2 与弦框架相比，E-框架形式如何简化优雅退出机制的分析？
• RQ3 在纯引力-标度子模型中，E-框架与弦框架方法在动力学上存在哪些差异？
• RQ4 在广义有效作用量框架下，超膨胀的可行退出在何种条件下发生？
• RQ5 相空间轨迹是否表明从预大爆炸阶段到辐射主导时代的平滑过渡？

主要发现

• 包含高亏格项和物质场并不阻碍优雅退出的可能性，扩展了先前的无解定理。
• E-框架形式显著简化了预大爆炸演化的分析，使其更适用于相空间方法。
• 在纯引力-标度子模型中，相空间分析表明E-框架下存在可行的退出解，表明可平滑过渡至后暴胀动力学。
• E-框架与弦框架的比较揭示了动力学行为的定性差异，其中E-框架更清晰地揭示了退出机制。
• 结果表明，E-框架是研究弦宇宙学中优雅退出问题的更合适框架。
• 本研究为在包含高阶修正的更一般弦宇宙学模型中进一步探索退出机制奠定了基础。