Хаотическая теория инфляции

---

Хаотическая теория инфляции — сценарий развития Вселенной для инфляционной модели Вселенной. Теория предлагает простой способ описания инфляции Вселенной с помощью осциллирующего скалярного поля. При некоторых предположениях появляется возможность существования в Мультивселенной вселенных с различными элементарными частицами и законами их взаимодействия.

Сценарий хаотической инфляции впервые описан в работе А. Линде 1983 года^[1]. До этого в инфляционной теории использовались сценарии c различной сложностью, однако сценарий хаотической инфляции оказался очень простым по сравнению с предыдущими. Для него не требовалось ни термодинамическое равновесие, ни сверхохлаждение, ни расширение в состоянии ложного вакуума.

Для объяснения хаотической теории инфляции рассматривают скалярное поле с квадратичной плотностью потенциальной энергии:

Функция энергии имеет минимум при ${\displaystyle \phi =0}$, вблизи которого можно ожидать осцилляции скалярного поля. Однако это верно только для нерасширяющейся Вселенной. Для быстро расширяющейся Вселенной скалярное поле медленно уменьшается («скатывается вниз»), при этом чем быстрее расширяется Вселенная, тем медленнее уменьшение потенциальной энергии поля.

Для описания эволюции данного поля используются два уравнения — уравнение поля и уравнение Эйнштейна:

где ${\displaystyle H={\dot {a}}/a}$ — постоянная Хаббла для Вселенной с масштабным фактором ${\displaystyle a(t)}$ (размер Вселенной), ${\displaystyle k=-1,0,1}$ соответственно для открытой, плоской и закрытой моделей, ${\displaystyle M_{p}}$ — планковская масса, ${\displaystyle M_{p}^{-2}=G}$, где ${\displaystyle G}$ — гравитационная постоянная. Первое уравнение напоминает уравнение движения гармонического осцилятора, где вместо x(t) используется ${\displaystyle \phi (t)}$, а ${\displaystyle 3H{\dot {\phi }}}$ описывает вязкость окружающей среды для осциллятора.

---