Entendiendo la densidad de energía del falso vacío

Esta nota de Alan Guth dice que

Sin embargo, el falso vacío no puede reducir rápidamente su densidad de energía, por lo que la densidad de energía permanece constante y la energía total aumenta. Dado que la energía se conserva, la energía adicional debe ser suministrada por el agente que jaló el pistón.

  1. ¿Por qué el falso vacío no puede bajar su energía rápidamente?

  2. ¿Conocemos alguna sustancia que se comporte de esta manera inusual? En resumen, ¿por qué la densidad de energía no se diluye con la expansión?

Comentario menor a la publicación (v2): considere mencionar explícitamente el autor, el título, etc. del enlace, para que sea posible reconstruir el enlace en caso de que se rompa.

Respuestas (1)

De la ecuación de continuidad ( ε - Densidad de energia, pag - presión, H - parámetro de Hubble)

ε ˙ = 3 H ( pag + ε )
puedes ver que para una sustancia con presión negativa pag = ε , la ecuación anterior da ε = C o norte s t , con o sin expansión. Tal ecuación de estado es exactamente lo que necesitamos del campo de inflación durante la inflación. Dado que la presión y la densidad de energía se definen como
ε = 1 2 ϕ ˙ 2 + V ( ϕ )   ,     pag = 1 2 ϕ ˙ 2 V ( ϕ )   ,
cuando domina la energía potencial, V ( ϕ ) 1 2 ϕ ˙ 2 , tenemos pag ε .

Para obtener más detalles, consulte "Fundamentos físicos de la cosmología" ( enlace inspire-hep ) de Mukhanov, o las notas de la conferencia de Baumann (enlace en pdf, en las páginas 19-20 se proporciona la derivación de la ecuación de continuidad).

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