Некоторые аспекты первичных черных дыр в ранней Вселенной и инфляционная космология

Abstract

Первичные черные дыры могут возникнуть в ранней Вселенной независимо от того, какой космологический сценарий ее расширения (инфляционный, циклический или другой) реализуется. Однако само существование данных объектов может изменить основные параметры вышеуказанного сценария, если они возникают до начала его осуществления, т. е. в первые мгновения после Большого взрыва. В связи с этим исследование формирования и испарения первичных черных дыр является эффективным инструментом для изучения процессов в ранней Вселенной, в частности гравитационного коллапса, различных космологических моделей, а также физики высоких энергий. В настоящее время такие черные дыры обычно исследуются в рамках полуклассической аппроксимации, т. е. когда вторично квантованные поля материи рассматриваются на фоне классического пространствавремени. Но так как энергии, при которых образуются первичные черные дыры, часто близки к планковским энергиям, подобное рассмотрение не может считаться удовлетворительным, поскольку в этом случае становятся существенными квантово-гравитационные эффекты. В работе показано, как порожденные данными эффектами квантово-гравитационные поправки учитываются в инфляционных космологических моделях, если в доинфляционную эпоху возникают первичные черные дыры. Продемонстрировано, что в рамках справедливости обобщенного принципа неопределенности эти поправки могут быть вычислены для всех основных инфляционных параметров, таких как масштабный фактор, параметр Хаббла, параметры медленного скатывания и др.