Phenomenology of a Pseudo-Scalar Inflaton: Naturally Large Nongaussianity
混沌暴胀的许多受控实现都使用了伪标量轴子。伪标量场通过c \tilde{F}自然地耦合到规范场。在这种耦合存在下，规范场量子大量地由滚动暴胀子产生。产生的规范量子，反过来，通过逆衰变的源暴胀子波动。这些新的宇宙学扰动与“真空”扰动不相干地叠加，并且是高度非高斯的。这提供了一个自然的机制，以产生大的非高斯性在单场或多场慢卷膨胀。由此产生的现象学签名是非常独特的：大的非高斯（近）等边形状，除了可检测到的大值的标量谱倾斜和张量标量比（都是典型的大场膨胀）。WMAP对非高斯性的约束意味着赝标暴胀子与任何规范场的耦合c必须小于10^{2} M_p^{-1}。
2011-02-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological perturbations from statistical thermal fluctuations
计算了由任意状态方程描述的单一流体中统计热涨落引起的宇宙学扰动。导出了在给定温度下标量谱、张量扰动谱和非高斯性参数的计算公式。这些结果是相关的任何宇宙学的情况下，宇宙结构可能已经播种热，而不是纯粹起源于量子真空波动。
2013-03-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Initial Kaluza-Klein fluctuations and inflationary gravitational waves in braneworld cosmology
我们研究了Randall-Sundrum膜世界中暴胀产生的引力波的频谱。由于暴胀引力波是量子力学起源的，所以体扰动的初始组态包括卡鲁扎-克莱因量子涨落以及零模涨落。然而，我们发现，在Kaluza-Klein模式的初始波动没有显着的影响，在后期的时间谱，无论在暴胀后阶段的能量尺度和状态方程参数。这是用数值方法，使用朗斯基公式。
2006-02-17 astro-ph gr-qc hep-th
Quantum Fluctuations of Bulk Inflaton in Inflationary Brane World
提出了由体暴胀子驱动的膜世界的暴胀方案。计算了暴胀子的量子涨落，并与传统的四维暴胀情形进行了比较。结果表明，即使在$AdS$半径很大的情况下，该模型的原始谱与常规模型的原始谱的偏差也很小，很难观测到。因此，在膜世界宇宙学的背景下，由体暴胀子引起的暴胀是可行的。
2000-09-21 astro-ph gr-qc hep-th
CBR Temperature Fluctuations Induced by Gravitational Waves in a Spatially-Closed Inflationary Universe
原初引力波是在指数膨胀（暴胀）宇宙的德西特阶段由于量子零点真空涨落而产生的。这些波产生宇宙背景辐射（CBR）温度的波动。在空间封闭的Friedman-Robertson-Walker（FRW）宇宙学模型中，我们计算了这些温度涨落的关联函数的多极矩。结果进行了比较，在空间平坦的情况下，相应的多极。除非今天的密度参数$Ω_0$大于2，否则差异很小。（参见Physical Review D）。
1994-10-07 astro-ph gr-qc hep-th
Possible Constraints on the Duration of Inflationary Expansion from Quantum Stress Tensor Fluctuations
讨论了deSitter时空中量子应力张量涨落对类时测地线汇展开的影响。我们处理一个模型，其中的膨胀波动开始在一个给定的超曲面deSitter时空，并发现这种影响往往会增长，在平坦的时空的情况相反。这种增长可能会导致在暴胀宇宙学中以密度扰动的形式出现的可观察到的后果，这种扰动取决于暴胀时期的持续时间。在我们模型的上下文中，该效应可用于设置该持续时间的上限。
2007-04-27 astro-ph gr-qc hep-th
The Spectrum of Fluctuations in Singularity-free Inflationary Quantum Cosmology
我们计算了在明显无奇性的量子宇宙学背景下一般标量场真空涨落的功率谱。功率谱由通常的尺度不变谱加上尺度相关修正给出。这些都是由德西特时空中定义明确的量子涨落引起的，导致了标量场的修正色散关系。最主要的修正量与哈勃尺度和普朗克质量的比值成正比。光谱的最大相对变化在10%的水平上，并且可能在未来的CMB实验中观察到。
2005-11-28 astro-ph gr-qc hep-th
Discrete Spectrum of Inflationary Fluctuations
本文指出，在非量子化背景下，考虑量子引力的暴胀导致宇宙学扰动的离散谱，而不是标准场论预言的连续高斯谱。启发式模型的离散光谱进行了讨论，基于一个暴胀子模式与自引力，晶格的振幅状态，纠缠系综的模式，和全息或协变熵约束。给出了在宇宙背景各向异性、星系团和引力波背景中观测到的离散性的估计。
2004-06-20 astro-ph gr-qc hep-th
Quantum Fluctuations in the Inflationary Universe
最近三年的WMAP数据选择具有一定幂律势的大场模型和所有幂律势的小场模型作为一致暴胀模型。在量子场论的框架下研究了膨胀Friedmann-Robertson-Walker宇宙中具有二次势和四次势的大场和小场暴胀模型.我们发现小场模型中的量子涨落对有效势有显著的贡献，并且对经典理论预测的慢滚参数有不可忽略的影响。
2007-01-13 astro-ph gr-qc hep-th
Density fluctuations in $κ$-deformed inflationary universe
本文研究了$κ$变形暴胀宇宙中的度规涨落谱.我们在$κ-$变形的Robertson-Walker空间中建立了标量度量涨落理论，它在传统的Robertson-Walker空间中被表示为一个非定域理论.变形的一个重要结果是模式产生时间自然地由$κ-$变形的结构决定。我们在$H^2/κ^2$中展开非定域作用量，以$H$为哈勃参数，以$κ$为形变参数，计算了$H^2/κ^2$中一阶指数和幂律暴胀情形下标量度量涨落的功率谱.我们表明，度量涨落的功率谱的时间依赖性和动量依赖性相比，交换空间的结果有非平凡的修正。特别是对于幂律暴胀的情况下，紫外模式的功率谱是弱蓝移早期的暴胀和其强度随时间的推移而下降。远红外模的功率谱具有与$k^3$成正比的截止，这可以解释低的CMB四极矩。
2005-10-27 astro-ph gr-qc hep-th
Cyclic Inflation
我们提出了一个暴胀模型，是测地线完整的，不受transplanckian问题。在大多数暴胀模型中，deSitter背景中的无质量（共形）标量场波动会产生标度不变谱。在这项工作中，我们实现了尺度不变的扰动，从（共形）辐射的热波动在辐射为主的收缩时代之前，通货膨胀。当模式在收缩阶段退出哈勃半径时，确实会产生尺度不变的波动。经过许多周期后，我们进入了幂律暴胀阶段，将前一个收缩阶段产生的模式扩展到我们今天观察到的规模。
2008-12-17 astro-ph gr-qc hep-th
On the Dependence of the Spectra of Fluctuations in Inflationary Cosmology on Trans-Planckian Physics
我们计算了暴胀宇宙学中度规涨落的功率谱，从初始条件开始，当波长等于某个临界长度$\ell_{_{\rm C}}$时，一模一模地施加这些初始条件，该临界长度对应于一个新的能量标度$M_{_{\rm C}}$，在这个新的能量标度下，trans-Planckian物理变得重要。在这种情况下，功率谱可能与通常框架中计算的功率谱不同（这相当于选择绝热真空状态）。结果的分数差异取决于膨胀期间哈勃膨胀率$H_{\rm inf}$与新能量标度$M_{_{\rm C}}$之间的比率$σ_0$。我们展示了如何以及为什么不同的选择的初始真空状态（源于不同的假设trans-Planckian物理）导致分数的差异，这取决于不同的权力的$σ_0$。正如我们所强调的，功率一般也取决于计算的是密度涨落的功率谱还是引力波的功率谱。
2003-06-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Inflationary predictions for scalar and tensor fluctuations reconsidered
我们重新考虑标量（能量密度）波动谱指数（n_s）和张量/标量比（r）的暴胀预测，使用离散的，模型无关的微调程度的措施，以获得一个给定的组合（n_s，r）。我们发现，除了许多不必要的微调程度的情况下，n_s是小于0.98，可测量地不同于确切的Harrison-Zel'dovich。此外，如果n_s \gtrsim 0.95，根据目前的测量，张量/标量比满足r \gtrsim 10^{-2}，这是一个在拟议的宇宙微波背景极化实验和直接引力波搜索中应该可以探测到的范围。
2006-03-22 astro-ph gr-qc hep-ph
Fluctuations of the Gravitational Constant in the Inflationary Brans-Dicke Cosmology
根据Brans-Dicke理论，我们目前测量的引力常量G的值是由暴胀结束时Brans-Dicke标量场的值决定的。然而，由于暴胀过程中产生的标量场的量子涨落，引力常量G（G）在宇宙中不同的指数大部分可能取不同的值。我们研究概率分布P_p，以找到在给定时间具有给定引力常量G值的给定体积的区域。研究了一类广泛的驱动暴胀的标量场σ的有效势，并采用两种不同的时间参数化。我们的工作是基于对P_p扩散方程的分析研究和对暴胀宇宙中随机过程的计算机模拟。我们发现，在某些暴胀模型中，概率分布P_p迅速接近平稳区。然而，分布的形状取决于时间参数化的选择。在其他一些模型中，分布P_p不是平稳的。我们的结果和所有的含糊之处的解释进行了概述，并讨论了人择考虑在确定的引力常量可能发挥的作用。
2006-06-07 astro-ph gr-qc hep-th
Thermal Properties of an Inflationary Universe
一个充满活力的理由，在膨胀过程中的热组件。热分量可以充当热库，引起暴胀子场系统的热波动。我们以前表明，这样的热涨落可以主导量子涨落产生初始种子的密度扰动。从量子场论导出了一个类似朗之万的速率方程，该方程描述了暴胀子场在受到一个简单的热库模型作用时产生的涨落。在一定的限制下，这个方程被证明是减少到标准的朗之万方程，我们用来构建“温暖的通货膨胀”的情况下，在以前的工作。我们的系统水库模型的粒子物理解释。
1996-05-21 astro-ph gr-qc hep-ph
A strong dissipative inflationary model
考虑高温极限下的热效应，讨论了描述二阶相变的单个标量场的动力学。我的结论是，热效应在膨胀过程中起着非常重要的作用，在早期宇宙模型中不应被忽略。在膨胀结束时，热涨落比量子涨落更重要，因为$T > H_c$。
2004-06-01 astro-ph gr-qc hep-ph
Evolution of Scale-invariant Inhomogeneities in Standard Cosmology
结果表明，在开放的弗里德曼宇宙中，密度涨落服从标度律。在平坦的宇宙中，涨落不是尺度不变的。我们计算了平坦、开放和暴胀宇宙中绝热尺度不变密度涨落的增长率。我们发现，在足够长的时间内，密度扰动在爱因斯坦-德-西特宇宙中衰减。相反，密度不稳定性的快速增长使开放宇宙在与我们宇宙年龄相当的时间尺度上变得不均匀。我们还发现，在平坦的暴胀宇宙中，涨落呈指数增长。
1997-11-14 astro-ph gr-qc hep-th
Quantum Stress Tensor Fluctuation Effects in Inflationary Cosmology
本文综述了暴胀宇宙学中共形场量子应力张量效应的几个相关研究。将特别注意量子应力张量涨落作为密度源和膨胀模型中的张量扰动的影响。这些影响可能取决于膨胀期间的总膨胀系数，因此比人们预期的要大得多。它们有可能对原始扰动谱贡献非尺度不变和非高斯分量，并且可能是可观测的。
2011-08-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Short Distance Physics and the Consistency Relation for Scalar and Tensor Fluctuations in the Inflationary Universe
最近的讨论表明，短距离物理学可能会显著改变暴胀宇宙中量子涨落的行为，并改变标准的大尺度结构预测。这样的修改可以被看作是由于真空状态的不同选择。我们发现，这种变化通常会导致违反众所周知的标量张量比和张量谱指数之间的一致性关系。真空效应可以对标量和张量功率谱的通常预测引入可观察到的调制。
2002-05-30 astro-ph hep-ph hep-th
Late-time backreaction from inflationary fluctuations of a non-minimally coupled massless scalar
本文研究了非最小耦合无质量标量场暴胀涨落引起的晚期单圈量子反反应。在主慢滚$ε$参数为常数的暴胀模型中，标量被假定为旁观者场。我们通过匹配到暴胀前的辐射时代来调节红外线。当非最小耦合$ξ$为负时（在这种情况下，标量在膨胀过程中表现出负质量项），我们发现一个大的后期反反应。单圈量子反反应在今天对于中等规模的非最小耦合$ξ\sim -1/20$变得很重要，并且在最近的一个时期，当暴胀持续的时间不超过最小需要的时间$N \gtrsim 66$时，它改变了符号（从负到正）。由于目前我们还没有一种以自洽的方式处理经典流体和量子逆反应的方法，我们不能肯定地说，来自非最小耦合标量的暴胀量子涨落的逆反应是否可以模拟暗能量。
2014-08-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Gaussian features of primordial fluctuations in single field inflationary models
本文计算了单场暴胀模型中原初标量和张量涨落的三点关联函数。我们得到明确的表达式中的慢滚限制的答案是两个通常的慢滚参数。在特定限制下，三个点函数完全由两个点函数的谱的倾斜度确定。我们还对这种计算与dS/CFT和AdS/CFT的关系作了一些评论。我们强调，（A）dS/CFT可以看作是关于宇宙波函数的陈述。
2005-05-06 astro-ph hep-ph hep-th
Possible origin of CMB temperature fluctuations: Vacuum fluctuations of Kaluza-Klein and string states during inflationary era
我们指出，宇宙微波背景（CMB）的温度起伏可以以一种不同于通常假设的慢卷暴胀的方式产生。我们的机制是基于静止在势底的场的真空涨落，如卡鲁扎-克莱因模或弦激发态。在暴胀时期，当有大量（通常是$N\sim 10^{14}$量级）以哈勃参数为单位的小质量场时，这种效应会对宇宙微波背景辐射的温度波动产生重大影响。这个数$N$使得可以相对于张量扰动增强标量扰动。与观测到的振幅比较表明，具有4D普朗克尺度的$10^{-5}$级弦尺度的模型是有利的。
2012-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stochastic dark energy from inflationary quantum fluctuations
我们研究了一个非常轻的，非最小耦合旁观者标量的暴胀波动的量子反反应，并表明它是一个可行的候选人暗能量。这个问题是通过适当地适应随机通货膨胀的形式主义。这使我们能够自洽地解释宇宙背景膨胀率的反作用，在那里它的影响很大。这个框架等价于半经典引力，其中物质真空涨落包含在单圈水平，但忽略了纯粹的量子引力涨落。我们的研究结果表明，在我们的模型中的暗能量的特点是一个独特的有效状态方程参数（作为红移的函数），允许测试的模型在背景的水平。
2018-05-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Trans-Planckian quantum corrections and inflationary vacuum fluctuations of non-minimally coupled scalar fields
在本文中，我们讨论了trans-Planckian物理如何影响暴胀真空涨落和原始密度扰动。暴胀过程中的跨普朗克问题已经在文献中得到了广泛的讨论，但仍存在争议。我们利用非最小耦合标量场的两点关联函数，通过绝热正则化或近似构造有效势，重新考虑了这个问题。首先，我们清楚地表明，在合理的假设下，量子涨落的截止发散在暴胀期间不会发生剧烈变化，并且修正可以嵌入标准有效势中。因此，紫外光对原始密度扰动的影响很好地转化为有效势。然后，我们从暴胀涨落中找出修正的有效势，并说明在暴胀过程中，trans-Planckian修正或UV修正是如何改变有效势的。我们清楚地表明，新的物理强烈影响的通货膨胀过程中的通货膨胀潜力，我们得到了通货膨胀的约束$Λ_{\rm UV} \ll H/g^{1/2}$，其中$g$是在紫外尺度$Λ_{\rm UV}$的相互作用耦合。
2019-08-15 gr-qc hep-ph hep-th
Classical Entanglement Structure in the Wavefunction of Inflationary Fluctuations
我们认为，出现在一个纯量子态的首选经典变量是由它的纠缠结构的冗余记录的形式：信息之间共享的许多子系统。聚焦于早期宇宙，我们问经典度规微扰如何从暴胀背景下的真空涨落中产生。我们表明，超视界模式的量子态的压缩，以及最小的引力相互作用，导致退相干和指数数量的记录非常大的尺度上的度量波动，$λ/λ_{\rm Hubble}>Δ_ζ^{-2/3}$，其中$Δ_ζ\lesssim 10^{-5}$是标量度量波动的幅度。这决定了暴胀波函数的一个优选的分解成正交的“分支”，对应于经典的度量扰动，它定义了暴胀熵产生率，并解释了随机的非均匀时空几何的出现。
2017-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Off-equilibrium dynamics of the primordial perturbations in the inflationary universe: the O(N) model
以O（N）模型为例，研究暴胀子的自相互作用对原始扰动动力学的影响。在考虑相互作用时，必须采用自洽的非平衡态形式来研究暴胀背景场的演化及其涨落与反作用的关系。在Hartree分解框架内，我们证明了O（N）模型在非平衡过程之后至少有两个可观测的剩余：原始密度扰动的运行谱指数和相空间中扰动模之间的相关性.我们发现谱指数的运行完全取决于能量从暴胀背景场通过粒子产生过程转移到其波动的速率以及背景场本身的动力学。此外，由于非平衡演化，场涨落的幅度与尺度有关。因此，波动的尺度依赖性产生能量密度扰动的相空间模式之间的相关性，而在每个Hartree模式的波动的一点函数仍然是高斯。更重要的是，原始扰动的模-模相关性取决于自相互作用的动力学{ \it以及}暴胀的初始条件。因此，我们建议，运行的频谱指数和相空间模式之间的相关性将是两个可观察到的化石，以探索通货膨胀的时代，甚至超越。
2004-03-25 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial gravitational waves in inflationary braneworld
在Randall-Sundrum膜世界模型中研究了暴胀产生的原初引力波。利用一个连接两个de Sitter膜的玩具模型，研究了暴胀过程中哈勃参数的微小变化的影响。我们分析了由初始Kaluza-Klein模和零模真空涨落产生的末态零模引力子的功率谱。结果表明，在低能量下，涨落的振幅与四维涨落的振幅一致，而在高能量下，由于零模的归一化因子，涨落的振幅有所增强。我们表明，五维频谱可以很好地近似通过应用一个简单的映射到四维波动幅度。
2003-11-21 gr-qc hep-th
Amplification of Vacuum Fluctuations in String Cosmology Backgrounds
暴胀弦宇宙学背景比传统的暴胀背景能更有效地放大微扰，因为微扰的振幅在视界外可能会增大，而不是保持不变。如果不加以计量，增长模式会限制线性化扰动描述的有效性范围。然而，即使在有限的线性范围内，这种增强的放大也可能导致标准暴胀情景中意想不到的现象学后果。特别是，一个遗迹引力子背景的生产足够强，在未来被探测到的LIGO，和/或产生的随机电磁背景足够强，种子的宇宙磁场，并负责观察到的大尺度各向异性。
1995-06-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Classical and quantum evolution of inflationary fluctuations
Universidad Autónoma de Madrid (UAM)（马德里自治大学）；Instituto de Física Teórica UAM-CSIC（马德里自治大学-西班牙国家研究委员会理论物理研究所）；University of Washington（华盛顿大学）
研究比较量子和经典动力学计算的暴胀扰动相关函数，发现即使在暴胀特定时间一致，经典和量子相关函数在暴胀结束时仍会不同，且差异对经历的e-folds数敏感。
2026-11-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A robust explanation of CMB anomalies with a new formulation of inflationary quantum fluctuations
本文提出一种暴胀量子涨落的新表述，通过离散时空变换解释CMB半球不对称性，无需额外参数即可产生尺度依赖的HPA，并暗示CPT对称性的自发破缺。
2023-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary tensor fluctuations, as viewed by Ashtekar variables and their imaginary friends
我们从Ashtekar变量的角度研究暴胀情景中的张量模，并将它们的推广标记为Immirzi参数γ，我们假设它是虚数。通过定义经典微扰哈密顿量，我们在壳层上再现了宇宙学扰动理论中的通常表达式。然而，量子哈密顿量显示出显着的差异，即在真空能量和各种模式的波动。引力子状态由度量变量和连接变量的组合表示。结果表明，这些模式中有一半具有负能量，但在定义了内积之后，我们得出结论，它们是非物理的，应该被选择出来。我们留下了通常的引力子模式，但在真空能量和涨落中具有手征不对称性。后者取决于γ和排序规定（即在哈密顿约束中）。这种效应会在宇宙微波背景的极化中留下独特的印记，从而最终使量子引力进入有意义的实验测试。
2011-07-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Out of Equilibrium Fields in Inflationary Dynamics. Density Fluctuations
宇宙暴胀阶段的能量和时间尺度要求采用非平衡量子场处理。此外，所涉及的高能量密度使得有必要使用非微扰方法，如大N和Hartree方法。我们开始这些讲座介绍这种非微扰的宇宙学宇宙的平衡方法。我们讨论了重整化过程和初始条件的选择。然后，我们研究了在物质和辐射为主的FRW和德西特宇宙的量子场的非线性动力学。在不同的初始条件下，我们计算了暴胀子的演化、暴胀子的量子涨落和状态方程。研究了FRW宇宙和de Sitter宇宙在对称性破缺和非对称性破缺情况下由于旋节不稳定性和参量放大引起的爆炸性粒子产生，发现粒子产生对宇宙膨胀很敏感，对于对称性破缺情形，我们确定了FRW和deSitter宇宙学的一般晚期时间场行为。我们发现，FRW中的量子涨落阻尼是标度因子的平方，而在“新暴胀”情形下，我们考虑了一个自洽耦合到引力的O（N）暴胀子模型。我们发现，亚稳不稳定性驱动的非微扰大量子波动，关闭通货膨胀的增长。这些涨落与暴胀子零模聚集在一起，产生一个新的有效场，实际上是经典的。我们计算了标量密度和张量扰动的振幅和指数。在所有这种类型的模型中，旋节不稳定性产生原始标量密度扰动的“红色”光谱。
1998-01-30 astro-ph gr-qc hep-ph
Black hole formation from a general quadratic action for inflationary primordial fluctuations
最新的毫微微和微透镜约束表明，原始黑洞的$\sim 10^{-16} M_\odot$和$\sim 10^{-12} M_\odot$，分别可能构成了大部分的暗物质。我们描述了解析和数值的动态暴胀波动具有随时间变化的传播速度或有效的普朗克质量可以导致丰富的原始黑洞生产。作为一个例子，我们提供了一个特设的DBI类模型。一个非常大的原始频谱起源于一个小的声速通常导致强耦合内的香草有效理论的暴胀微扰。然而，我们指出，幽灵通货膨胀可能能够绕过这个问题。我们还考虑了固体暴胀中黑洞的形成，为此，除了类似的困难之外，我们还强调了再加热过程的重要性。此外，我们审查的基本形式主义的大辐射密度起伏的崩溃，强调适当的选择规范不变变量的相关性。
2019-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The effective field theory of multi-field inflationary fluctuations
本文构建了基于绝热扰动和非绝热物质涨落的多场暴胀有效场论，在准德西特退耦极限下给出二次混合与三次相互作用的简单形式，并阐明其与非线性西格玛模型的关系及超越已知模型唯象学的探索方向。
2024-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the initial condition of inflationary fluctuations
通常假设暴胀涨落从Bunch-Davies（BD）真空开始，在计算相互作用时使用$i\varepsilon$公式。通过计算暴胀两点和三点关联函数的环修正，我们证明了这些假设可以得到明确的验证。这些环路校正可以恢复为指数因子，其抑制非BD系数并且表现为BD初始条件的情况下的$i\varepsilon$因子。为此，提出了一种新的回路链图重建技术。对于在有限时刻建立且未完全衰减的非BD初始条件，计算了两点和三点关联函数的显式修正。特别地，由于相互作用，折叠极限中的非高斯性被正则化。
2016-01-06 hep-th
The Trans-Planckian Problem for Inflationary Cosmology Revisited
我们考虑一个暴胀宇宙模型，在这个模型中，加速膨胀阶段之前是一个非奇异的反弹和一个包含减速阶段的收缩阶段。我们遵循的波动，退出哈勃半径在辐射为主的收缩阶段的量子真空波动，重新进入哈勃半径在通货紧缩期间和重新交叉在阶段的通货膨胀。演化的波动使用广义相对论线性微扰方程，我们发现，他们退出哈勃半径在通货膨胀期间不具有标度不变的光谱，但具有高度红色的光谱与指数$n_s = -3$。我们还表明，波动的反作用限制了通货紧缩的时间间隔。我们的玩具模型表明，无论是跨普朗克问题的宇宙学扰动和反反应效应的暴胀宇宙学的重要性。首先，在不理解普朗克尺度物理和暴胀之前的阶段的情况下，当微扰在晚些时候离开哈勃半径时，将微扰置于其局部真空状态是一个不平凡的假设。第二，波动的反作用效应会对背景产生重要影响。
2009-03-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark matter from inflationary quantum fluctuations
研究暗物质仅源于暴胀量子涨落的情景，推导辐射主导期场扰动的精确转移函数，确定可行参数空间，并预测高红移处大量形成亚太阳质量暗物质晕。
2025-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum correlations in inflationary spectra and violation of Bell inequalities
尽管波动幅度的宏观特征，我们表明，标准的暴胀分布的原始密度波动仍然表现出固有的量子力学相关性（这是不能模仿任何经典的随机系综）。为此，我们提出了一个Gedanken实验，某些贝尔不等式被违反。我们还计算了退相干的影响，并表明，违反持续提供的退相干低于一定的非零阈值。此外，存在一个更高的阈值，在该阈值以上不会发生任何贝尔不等式的违反，因此相应的分布可以被解释为经典波动的随机集合。
2005-10-14 astro-ph hep-th quant-ph
Classicality of primordial fluctuations and Primordial Black Holes
暴胀扰动产生原初黑洞（PBH）提供了一个物理过程，其中涨落的有效经典性在某些尺度上不成立。对于暴胀过程中产生的绝热扰动，这个尺度范围对应于质量为$M\ll 10^{15}$ g的PBH。对于质量为$M\sim M_H(t_e)$（暴胀结束时的视界质量）的PBH，在预热阶段的生成过程也可能是经典的，这与在这些尺度上通过绝热暴胀扰动形成PBH相反。对于未蒸发的PBH，生成过程基本上是经典的。
2001-11-11 astro-ph gr-qc hep-th
Dark energy from primordial inflationary quantum fluctuations
我们表明，目前的宇宙加速可以解释为一个几乎无质量的标量场经历量子涨落在原始的通货膨胀。假设它的质量不超过今天的哈勃参数，这个场在宇宙学时代已经被冻结，直到最近才开始主宰宇宙。通过使用超新星的数据，完成从星系调查和宇宙微波背景各向异性的重子声振荡，我们推断的原始暴胀的能量尺度约为几个TeV，这意味着可以忽略不计的张量标量比的原始波动。此外，我们的模型表明，通货膨胀持续了极长的时间。因此，暗能量可能是宇宙暴胀的自然结果，接近于电弱能量标度。
2010-09-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Loop corrections to primordial fluctuations from inflationary phase transitions
我们研究了单场暴胀范式中的原始波动的回路修正，这些原始波动来自经历真空期望值平滑过渡的旁观者场。我们表明，当相变涉及到一个经典的演化有效地驱动的负质量项从潜在的，重要的修正曲率扰动可以产生冻结的视界外的场扰动的相变的时间，但修正张量扰动自然抑制的空间导数之间的耦合观众场和引力子。在单圈水平上，产生原始涨落的主要通道来自自由旁观者场的成对散射，这些自由旁观者场衰减为曲率扰动，并且这种衰减过程仅对与哈勃膨胀尺度相当的场质量敏感。
2018-05-20 hep-th
A Horizon Ratio Bound for Inflationary Fluctuations
我们证明了重力波背景振幅意味着比值的一个稳健的上界：λ/ H^{-1} < e^60，其中λ是感兴趣的波动的适当波长，H^{-1}是暴胀结束时的视界。只要宇宙的能量密度下降的速度不超过暴胀后的辐射，这个界限就成立。这个极限意味着，从感兴趣的尺度离开视界到暴胀结束的时间之间的膨胀量，用e^N表示，也是由上界限定的，大约是e ^60倍的因子，该因子涉及对第一个慢滚参数的积分。换句话说，N的界限是依赖于模型的-我们表明，对于大量的慢滚模型，N < 67。量λ/ H^{-1}或N在确定暴胀标量和张量涨落的性质方面起着重要作用。我们建议的方法，将上述界限时，面对通货膨胀模型的观察。作为一个例子，这个界限通过关闭大N（< 62）的逃生口，巩固了观测到的宇宙微波背景（CMB）各向异性和具有10^4势的混沌暴胀之间的紧张关系。
2003-05-21 astro-ph hep-ph hep-th
Oscillon formation during inflationary preheating with general relativity
本研究通过广义相对论场论模拟发现，暴胀预热期引力会促进密度扰动坍缩形成致密类振荡子恒星，但若无初始涨落额外增强，这类天体难以形成原初黑洞。
2023-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Electroweak Vacuum Instability and Renormalized Higgs Field Vacuum Fluctuations in the Inflationary Universe
在这项工作中，我们研究了电弱真空不稳定性期间或之后的通货膨胀。在暴胀宇宙中，de Sitter空间中，真空场涨落$\left< {δϕ}^{ 2 } \right>$与哈勃尺度$H^{2}$成比例地增大。因此，希格斯场$\left< {δϕ}^{ 2 } \right>$的大的暴胀真空涨落是潜在的灾难性的触发真空跃迁到负能量普朗克尺度真空状态，并导致宇宙的立即崩溃。然而，真空场波动$\left< {δϕ}^{ 2 } \right>$，即，真空期望值具有紫外发散，因此需要重整化来估计真空跃迁的物理效应。因此，本文从弯曲时空中量子场论的角度重新审视了电弱真空不稳定性，并通过绝热正则化和点分裂正则化讨论了弯曲时空中由有效势${ V }_{\rm eff}\left( ϕ\right)$和重整化真空涨落$\left< {δϕ}^{ 2 } \right>_{\rm ren}$确定的均匀Higgs场$ϕ$的动力学行为.我们简单地假设希格斯场只通过非最小的希格斯-引力耦合$ξ(μ)$来耦合引力。在这种情况下，电弱真空稳定性不可避免地受到均匀希格斯场$ϕ$的动力学行为的威胁，或者AdS域或气泡的形成，除非哈勃尺度足够小$H< Λ_{I} $。
2017-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Lectures on the Theory of Cosmological Perturbations
宇宙学扰动理论已经成为现代定量宇宙学的基石，因为它是一个框架，提供了早期宇宙模型之间的联系，如暴胀宇宙的情况（产生波动的因果机制）和最近的高精度观测数据的财富。在这些讲座中，我提供了宇宙学涨落的经典和量子理论的概述。在当前的早期宇宙暴胀范式和一些提出的替代方案中，关键点是，首先，微扰是在微观尺度上作为量子真空涨落产生的，其次，通过背景几何的加速膨胀（或通过背景的收缩），涨落的波长在宇宙演化的长时期内变得比哈勃半径大得多。因此，为了理解涨落的产生和演化，需要量子力学和广义相对论。在回顾了牛顿的微扰理论之后，我首先讨论经典的相对论涨落理论，然后讨论它们的量子化。本文简要介绍了宇宙学涨落理论的两个新的应用：暴胀宇宙学的trans-Planckian "问题“和宇宙学涨落对背景时空几何的反作用的研究。
2003-06-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Quantum Fluctuations in Cosmology and How They Lead to a Multiverse
这篇文章讨论了暴胀模型中的密度扰动，提供了一个关于这些扰动是如何由早期宇宙中的量子涨落产生的教学描述。暴胀的一个关键特征是，快速膨胀可以将微观波动拉伸到宇宙学的比例。我还讨论了量子涨落的另一个重要结果：几乎所有的暴胀模型都是永恒的，因此一旦暴胀开始，它就永远不会停止。
2013-12-27 gr-qc hep-th
Observability of the total inflationary expansion
我考虑的问题可能的可观测性的总数量的e-倍积累在时代的通货膨胀。假设零能量条件（NEC）成立，可观测e折叠的总数先前已被暴胀后的de Sitter熵所约束。NEC被当地哈勃率的向上波动所破坏，这种波动在波动主导的通货膨胀制度中发生的概率很高。这些涨落在后期导致黑洞的形成，从而限制了暴胀演化的可观测性。我计算了<Delta N>理论上可以通过在任意晚的时间（如果暗能量消失）测量CMB来观察到的最大e折叠数。计算还提供了一个相当精确的定义的波动为主的制度的边界，与百分之几的不确定性。在与当前宇宙微波背景观测兼容的简单单场暴胀模型中，我发现<Delta N>数量级为10^5。这个可观测的e折叠的上限，虽然依赖于模型，但比暴胀后的德西特熵小得多。该计算方法可用于其它单场暴胀模型。
2010-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Distortion of extra dimensions in the inflationary Multiverse
本文研究暴胀多元宇宙中量子涨落如何使各口袋宇宙的紧致额外维度形成不同初始度规并演化为当今非均匀度规，并用紧致二维额外空间模型估计特定度规的概率。
2021-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Ekpyrosis and inflationary dynamics in heavy ion collisions: the role of quantum fluctuations
本文综述了近年来在描述极高能重离子碰撞中物质形成和演化的第一性原理理论方面取得的重要进展。强调了碰撞前后量子涨落的关键作用。系统的计算现在是可行的，以解决早期的动力学必不可少的量化强相互作用的夸克胶子物质的属性。
2011-08-30 hep-ph hep-th nucl-th
The Effects of Gravitational Back-Reaction on Cosmological Perturbations
由于爱因斯坦方程的非线性，在暴胀过程中产生的宇宙学涨落在很宽的波长范围内不会独立地演化。特别地，对于微扰理论中的二阶，一阶涨落反作用于背景几何和微扰本身。本文研究了一大类暴胀模型中长波长（超哈勃）标量度规涨落对微扰本身的引力反作用。具体地说，方程描述的长波长宇宙学度规和物质扰动的演化在暴胀宇宙中解决的扰动的振幅和慢滚膨胀参数的二阶。假设线性波动具有随机相位，我们表明，分数校正的功率谱由于领先的红外反反应项不改变的频谱的形状。暴胀慢滚参数和线性功率谱的振幅的乘积抑制了这种效应的振幅。对反反应引起的谱的非高斯性进行了评论。
2005-05-11 astro-ph gr-qc hep-ph
The Trans-Planckian Problem of Inflationary Cosmology
在目前大多数基于弱自耦合标量物质场的暴胀模型中，暴胀的周期是如此之长，以至于在暴胀周期开始时，对应于宇宙当前大尺度结构的共动尺度的物理波长小于普朗克长度。因此，在这些模型中，通常的涨落谱计算涉及将低能物理（在物质和引力领域）外推到这种物理不适用的区域。在本文中，我们证明了通常的宇宙学涨落谱的暴胀预测确实依赖于超普朗克尺度物理学的隐藏假设。我们引入了一类修改的色散关系，以模仿超普朗克尺度物理的可能影响，并表明在某些情况下，从通常的预测通货膨胀的重要偏差。讨论了这一结果对统一基础物理学和早期宇宙学的意义。
2001-05-15 astro-ph gr-qc hep-ph
Fluctuation Spectrum from a Scalar-Tensor Bimetric Gravity Theory
本文给出了用双度规引力理论（gr-qc/0101126）对CMB谱的预测。BGT中的初始暴胀期是由极早期宇宙中极小的引力波v_g速度驱动的。这个初始暴胀周期对标量场势和标量场初值的选择不敏感。在这个初始暴胀期之后，v_g将迅速增加，势的影响将变得重要。我们证明了在BGT中引入一个二次势可以得到一个近似平坦的谱，其暴胀参数分别为：ns =0.98，nt =-0.027，alphas =-3.2e-4，alphat =-5.0e-4，其中r >= 0.014.
2002-03-11 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmic Inflation: Background dynamics, Quantum fluctuations and Reheating
本文讲义教学性地介绍暴胀宇宙学，涵盖背景标量场动力学、暴胀期间量子涨落产生原初扰动及单场范式下暴胀后的再加热过程。
2024-03-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Imprint of entanglement entropy in the power spectrum of inflationary fluctuations
如果暴胀子耦合到填充后暴胀阶段的其他自由度，则这种耦合修改暴胀子\emph{during}暴胀的动力学。我们认为轻费米子汤川耦合到暴胀子作为“不可观测”的自由度集成的总密度矩阵。追踪这些自由度产生一个\emph{mixed}密度矩阵，其时间演化由有效场论描述。我们表明，耦合导致丰富的费米子对生产的超哈勃暴胀子波动，导致\emph{growth of entanglement entropy during inflation}。暴胀子涨落的功率谱特征在于尺度不变性违反$\mathcal{P}(k) = \mathcal{P}_0(k)\,\,\exp\{8\,ξ_k\}$，并对\emph{index and its running directly correlated with the entanglement entropy}进行了修正：$S_{vN} = - \sum_{k} \Big[ \ln(1-ξ_k) + \frac{ξ_k\,\ln(ξ_k)}{1-ξ_k} \Big]$。对于超哈勃起伏，我们发现$ξ_k = -\frac{Y^2}{48π^2}\Big\{2\,N_T\,\ln(k/k_f) + \ln^2(k/k_f)\Big\}$与$Y$汤川耦合，$N_T$的e-折叠的总数在通货膨胀期间，和$k_f$的“枢轴”规模对应的模式，在通货膨胀结束时穿过哈勃半径。
2018-07-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
