12、弦暴胀II：来自模的暴胀

弦暴胀II：来自模的暴胀

1. 引言

尝试将暴胀理论融入弦理论的动机不言而喻。这两种理论都已发展了二十多年，各自的优点也逐渐明晰：暴胀理论为热大爆炸所需的初始条件提供了出色的解释；而弦理论则是目前对短距离量子领域引力的最佳探索，甚至可能是唯一可行的理解方式。

如今，这两种理论已步入发展的关键阶段，或许是时候通过实验检验来推动它们的进一步发展，有望催生一批有前景的第二代理论。将它们结合起来是个不错的选择，因为弦理论涉及的高能尺度使其难以通过实验验证，而暴胀若处于高能尺度，则更容易对原初涨落产生可观测的影响。因此，在弦理论中找到暴胀时期，可能会为接近弦尺度的物理提供可观测的信号。

成功将两者结合能让我们对它们有更深入的了解。原初暴胀需要加速膨胀，这是对近乎恒定正能量密度的引力响应。然而，要在现实的量子理论中干净利落地获得使能量密度近似恒定所需的负压力（例如通过标量慢滚）并非易事。问题在于暴胀所需的标量势的平坦性，因为紫外自由度的量子涨落对标量势的贡献通常会破坏近乎平坦的方向。这并不意味着无法从现实的紫外物理理论中获得暴胀，但暴胀不太可能是普遍存在的。因此，早期宇宙中暴胀存在的证据可能会揭示相关高能理论的有趣性质。

在探索过程中，我们有许多问题值得思考：
- 扮演暴胀子角色的标量场的物理本质是什么？
- 决定其自相互作用（即势能）的物理机制是什么？
- 与一般场论的解相比，弦理论的解中暴胀是否更自然、更常见？
- 从弦理论得到的暴胀的观测结果是否比一般场论更具预测性？
- 暴胀尺度与弦尺度接近是否意味着在暴胀的可观测信号中能找到弦论的特征？
- 弦理论中产生原初涨落的机制是什么，是否有可观测的信号？