Физика элементарных частиц и атомного ядра. Том 17 - Боголюбов Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
сценарий приводил к слишком большим неоднородностям плотности после
фазового перехода и сменился "новым" сценарием раздувающейся Вселенной
[13, 14], согласно которому раздувание идет не только до фазового
перехода, но и после него в процессе медленного "скатывания" поля <р к
своему равновесному значению а. И в сценарии Гуса, и в новом сценарии
раздувающейся Вселенной фазовый переход осуществлялся путем подбарьерного
рождения пузырьков (или сферически-не-симметричных областей), заполненных
полем <р ф 0. Для описания этого перехода и понадобилась теория
туннелирования в расширяющейся (раздувающейся) Вселенной.
В настоящее время кажется, что идея о раздувании наиболее естественным
образом, может быть реализована в сценарии хаотического раздувания [26].
Согласно этому сценарию, Вселенная проходит через стадию раздувания в тех
ее областях, которые по той или иной причине изначально были заполнены
достаточно большим и достаточно однородным неравновесным полем <р. Этот
механизм работает в широком классе теорий элементарных частиц, включающем
в себя все теории, в которых V (<р) ~ фп, п > 0, при <р ^ М-р. В качестве
про-
Я*
стейшего примера можно рассмотреть теорию с V (ф) = - ф4. Как показано в
[26,
20], при ф > Мр уравнения Эйнштейна и уравнение движения для скалярного
поля имеют решение
За время, пока поле ф скатится до нуля от своего начального значения ф
(0), Вселенная успевает раздуться в ехр (яфа (0)/М?) раз. Если принять,
что, по порядку величины, наиболее вероятное начальное значение поля ф
определяется соотношением V (ф (0)) = А,ф4 (0)/4 ~ М4, (см. по этому
поводу [26, 49]), то степень раздувания Вселенной будет иметь порядок ехр
(l/V" ^). При этом величина
V (ф) в момент окончания раздувания будет иметь порядок и последующие
стадии эволюции Вселенной будут происходить независимо от начальной
величины поля ф и от продолжительности раздувания.
Сам по себе сценарий хаотического раздувания (степень которого в каждой
конкретной области Вселенной зависит от величины начального хаотически
распределенного в ней поля ф) не основывается на теории туннелирования в
раздувающейся Вселенной. Тем не менее теория туннелирования в
расширяющейся Вселенной продолжает оставаться важным элементом сценария,
так как соответствующие фазовые переходы при расширении Вселенной могут
происходить не только для скалярного поля <р, ответственного за
раздувание, но и для целого ряда других скалярных полей, присутствующих в
теории. Упомянем только, что такой неожиданный эффект, как туннелирование
из абсолютного минимума в локальный минимум потенциала V (Ф), во время
раздувания может лежать в основе решения проблемы нарушения симметрии в
суперсимметричных теориях Великого Объединения {50]. Неоднородности,
возникающие при рождении пузырьков новой фазы и их экспоненциальном
расширении во время раздувания, могут играть большую роль при
формировании современной крупномасштабно^ структуры Вселенной [51]. Не
исключено, кроме того, что и Квантовое рсшдениё Все-
(Б.1)
4-0698
882 ГОНЧАРОВ А. С., ЛИНДЕ А, Д.
ленной происходит за счет процесса, подобного туннелированию, см. разд.
б. Все это делает изучение туннелирования в расширяющейся Вселенной
важной и интересной задачей, решение которой необходимо для дальнейшего
развития сценария раадувающейся Вселенной.
Более подробное обсуждение современного состояния сценария раздевающейся
Вселенной читатель может найти в обзорах [20, 52, 53].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Coleman S., De Luccia F.//Phys. Rev. 1980. Vol. D2i. P. 3305-3315.
2. Abbott L. F.//Nucl. Phys. 1981. Vol. B185. P. 233-237.
3. Fuji! Y.//Phys. Lett. 1981. Vol. 103B. P. 29-32.
4. Fuji! Y.//Phys. Lett. 1981. Vol. 107B. P. 51-54.
5. Hawking S. W., Moes I. G.//Phys. Lett. 1982. Vol. HOB. P. 35-38.
6. Mottola E., Lapedes A.//Phys. Rev. 1983. Vol. D27. P. 2285-2294.
7. Abbott L. F., Burgee C. J. C.//Phys. Lett. 1983. Vol. 131B. P. 49-
52.
8. Guth A. H., Weinberg E.// Nucl. Phys. 1983. Vol. B212. P. 321-364.
9. Hawking S. W., Moss I. G.//Nucl. Phys. 1983. Vol. B224, P. 180-192.
10. Jensen L. G., Steinhardt P. J.//Nucl. Phys. 1984. Vol. B237. P.
176-188.
11. Lindley D.//Nucl. Phys. 1984. Vol. B236. P. 522-546.
12. Guth A. H.//Phys. Rev. 1981. Vol. D23. P. 347-356.
13. Linde A. D.//Phys. Lett. 1982. Vol. 108B. P. 389-393.
14. Albrecht A., Steinhardt P. J.//Phys. Rev. Lett. 1982. Vol. 48. P.
1220- 1223.
15. Фомин П. И. Препринт ИТФ-73-1379. Киев, 1973; ДАН УССР. Сер. А.
1975. Т. 9. С. 831-835; Tryon E.P.//Nature. 1973. Vol. 246. P. 396 -397;
Bwrnt R.r Englert F., Gunzig E.//Ann. Phys. (N.Y.). 1978. Vol. 115. P.
78-106.
16. Зельдович Я. Б./^Письма АЖ. 1981. Т. 7. С. 579-582. Crishchuk L.
Р.г Zeldovich Ya. В.//Quantum Structure of Space-Time/Ed. M. Duff, C.
Isham. Cambridge Univ. Press. 1982. P. 409 -422.
17. Vilenkin A.//Phys. Lett. 1982. Vol. 117. P. 25; Phys. Rev. 1983.
Vol. D27. P. 2848-2855.
18. Hartle J. B., Hawking S. W.//Phys. Rev. 1983. Vol. D28. P. 2960-
