Primordial Big Bang Nucleosynthesis and Generalized Uncertainty Principle
本研究将二次型广义不确定原理（GUP）作为热力学引力的半经典方法，借助大爆炸核合成观测数据与轻元素原初丰度约束其形变参数，所得结果与多数宇宙学研究的现有β约束一致。
2021-11-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Nucleosynthesis in a simmering univeerse
原始核合成被认为是标准大爆炸宇宙学的一个成功故事。宇宙学和基本粒子的物理参数被认为是严格限制的要求，正确的丰度轻元素。我们探讨核合成的一类模型非常不同的SBB。在这些模型中，宇宙学尺度因子在核合成发生的整个时期直到现在都随时间线性增加。结果表明，弱相互作用保持在热平衡的温度是两个数量级低于相应的（弱相互作用去耦）温度在SBB。质子的逆β衰变可以确保几种轻元素的充分产生，同时产生比SBB中产生的高得多的原始金属性。这些模型的其他吸引人的特点是没有视界，平坦性和年龄问题，并与经典宇宙学测试的一致性。
1998-08-11 gr-qc
Precision Rates for Nucleon Weak Interactions in Primordial Nucleosynthesis and He-4 Abundance
我们报告了一个详细的计算结果的核子弱相互作用相关的中子质子密度比在原始核合成的开始。考虑了辐射电磁修正、有限核子质量项、热辐射对弱过程和中微子温度的影响，使$n \leftrightarrow p $速率的理论不确定度降低到1%.这转化为$^4 He$质量分数$Y_p$预测的灵敏度高达$10^{-4}$。我们发现一个积极的总修正玻恩预测$δY_p \simeq 0.004$。
1998-11-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Big-Bang Nucleosynthesis as a Probe of the Geometry of Superspace
本文研究了超定域超度规对Friedmann-Robertson-Walker宇宙学中原初核合成的影响。超度规的参数$λ$改变了自由度的有效数量$g_*$，这修改了弗里德曼方程。这种修饰在原始$^4He$的产生中产生变异。对轻元素原始丰度（$^4He$、$D$、$^3He$和$^7Li$）的观测允许估计与这些观测一致的$λ$值的界限。我们得到了$0.87 \le λ\le 1.04$。此外，我们分析了$λ< 1$的重要性，以解释标准大爆炸核合成中可能存在的不相容性。
1994-12-29 astro-ph gr-qc
Primordial Nucleosynthesis with varying fundamental constants: A semi-analytical approach
利用\citet{Esma91}提出的半解析方法，在假定基本相互作用的规范耦合常数可以变化的情况下，计算了原始核合成过程中产生的轻元素丰度。在QCD手征极限条件下，分析了计算丰度时核子质量、核结合能和截面与基本常数的依赖关系。得到了轻元素丰度随基本常数的变化关系。最后，利用$\De$，$\Het$，$\He$和$\Li$的观测数据，我们估计了原始核合成与现在之间基本常数变化的约束。所有观测到的丰度和WMAP估计的重子密度，都可以用不同的耦合常数来拟合理论预测。观测数据中可能存在的系统误差使我们无法得出更有力的结论。
2005-05-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes and Primordial Nucleosynthesis I: Effects of Hadron Injection from Low Mass Holes
研究了在原初核合成早期（t = 10^{-3}-10 ^4 sec），蒸发原初黑洞（PBH）注入强子的影响.发射出的夸克-反夸克对或胶子立即碎裂成大量强子，并散射出由光子、电子和核子组成的热等离子体。对于相对低质量的空穴，我们指出，主要的作用是通过发射的强子引起的强相互作用使周围的质子和中子相互转换。即使在中子和质子之间的相互作用的冻结时间之后，也会产生更多的中子，并且合成的轻元素丰度可能会急剧变化。通过理论预测与观测数据的比较，我们对PBH的密度和寿命进行了约束。我们得到了PBH初始质量分数的上界，当10 ^8 g < M < 10^{10} g时，β< 10^{-20};当10^{10} g < M < 3 * 10^{10} g时，β< 10^{-22}。
1999-08-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Constraints on the Strength of Primordial Magnetic Fields from Big Bang Nucleosynthesis Revisited
本文详细讨论了原初磁场对大爆炸核合成的影响，包括磁场几何和反常磁矩的讨论。磁场的存在通过以下方式影响BBN：（1）增加弱反应速率;（2）由于电子相空间的变化而增加电子密度;以及（3）由于磁场能量密度和修改的电子能量密度两者而增加宇宙的膨胀速率。在考虑的效应中，由于磁场能量引起的膨胀率的增加对于BBN的利益是最重要的。核合成结束时的允许磁场强度（0.01 MeV）约为$2 \times 10^{9}$ G，对应于磁场能量密度的上限约为中微子能量密度（$ρ_B \le 0.28 ρ_ν$）的28%。
1996-06-26 astro-ph gr-qc hep-ph
Convergence of Scalar-Tensor theories toward General Relativity and Primordial Nucleosynthesis
本文分析了由任意耦合函数$α$定义的标量-张量引力理论向广义相对论收敛的条件。我们表明，在一般情况下，标量场$(ϕ)$的演变是由两个相反的机制：吸引机制，倾向于驱动标量张量模型对爱因斯坦的理论，和排斥机制，具有相反的效果。引力机制主导了宇宙演化的最近时期，当且仅当标量场及其导数满足一定的边界条件。由于这些向广义相对论收敛的条件依赖于用来描述宇宙演化的特定标量张量理论，因此耦合函数$α_0$的当前值的核合成界限在不同的理论之间有很大的差异。例如，在由$α\propto \midϕ\mid$定义的理论中，分析估计导致对$α_0$（$\lesssim 10^{-19}$）的非常严格的核合成界限。相比之下，在$α\propto ϕ$定义的标量张量理论中，发现了对$α_0$（$\lesssim 10^{-7}$）的更大的限制。
2002-01-15 astro-ph gr-qc
Primordial Nucleosynthesis in Conformal Weyl Gravity
近年来共形Weyl引力理论被认为是一种可供选择的引力理论。这个四阶理论是有吸引力的，因为它是唯一的引力度规理论，在度规的局部共形变换下是不变的。我们计算了这个理论中的原始轻元素丰度。与标准宇宙学的主要区别是，宇宙在核合成时期的膨胀速度要慢得多。$^4\rm{He}$的产生很大程度上取决于$η$，重子与光子的比率。对于$η= 10^{-8}$，$^4{\rm He}$的质量分数为$X_4 \simeq 0.25$，$^2{\rm H}$、$^3{\rm He}$和$^7{\rm Li}$相对于氢的数密度为$n(^2{\rm H})/n({\rm H}) \simeq 9\times 10^{-20}$、$n(^3{\rm He})/n({\rm H})\simeq 4 \times 10^{-18}$和$n(^7{\rm Li})/n({\rm H}) \simeq 10^{-13}$。$η$的这个值对应于接近标准模型临界密度的重子质量密度。然而，调整$η$以给出合理的氦产额迫使氘和锂产额足够小，以至于理论无法与观测相协调。
1993-11-01 astro-ph gr-qc
Constraints on the Scalar-Tensor theories of gravitation from Primordial Nucleosynthesis
我们提出了一个详细的计算轻元素生产的标量张量（ST）引力理论的框架。用适当的形式描述了耦合函数ω，该形式再现了具有单调ω（Φ）的可行ST宇宙学模型早期所有可能的渐近行为.这种形式给出了文献中提出的大多数特定理论的精确表示，但也是许多其他理论的一阶近似。在大多数ST理论中，核合成边界导致宇宙学模型与标准FRW模型没有显着差异。然而，我们已经发现了一类特殊的ST理论，在核合成过程中宇宙的膨胀率可能与GR中发现的非常不同，而ω的当前值足够高，以确保与太阳系实验的兼容性。在这类理论的框架下，重子密度范围（2.8 \lesssim η_{10} \lesssim 58.7）比广义相对论宽得多，可以得到正确的原初丰度。因此，通过考虑这些引力理论，重子对宇宙密度参数贡献的通常约束可以大大放宽（0.01 \lesssim Ω_{b 0} \lesssim 1.38）。这是第一次发现ST理论与原始核合成和太阳系实验兼容，同时意味着宇宙学模型与FRW模型显着不同。
1995-10-31 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial nucleosynthesis as a probe of fundamental physics parameters
本文系统地分析了基本耦合和质量尺度的变化对原初核合成的影响。第一步建立了原始元素丰度对大量核物理参数（包括核结合能）变化的响应。我们发现n-p质量差（对于4 He丰度）、核子质量（对于氘）和A= 3，4，7的结合能（对于3 He、6Li和7 Li）的强烈影响。第二步将核参数与粒子物理学的标准模型的参数联系起来。氘的丰度，尤其是7 Li的丰度，强烈地依赖于轻夸克的平均质量hat{m} \equiv（m_u+m_d）/2。我们计算的基本参数的变化服从大统一所产生的关系时的丰度的行为。我们还讨论了锂丰度的实质性转变的可能性，而氘和4 He丰度只有微弱的影响。
2007-08-10 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial Nucleosynthesis in the Precision Cosmology Era
原始核合成提供了宇宙早期演化的一个探测器。考虑到探索宇宙的组成、结构和最近的演化的进展，现在是时候回顾大爆炸核合成（BBN）的现状，并将其预测以及由此产生的限制与那些来自宇宙演化后期独立观测的限制进行比较。在概述了早期宇宙中控制元素合成的关键物理之后，给出了宇宙学和粒子物理学的标准模型中BBN的预测，以及一些非标准模型中的预测。描述了用于推断原始丰度的观测数据，强调了精确度和准确度之间的区别。观测推断的遗迹丰度与预测的丰度进行比较，测试BBN的内部一致性，并使BBN推断的约束条件与来自宇宙背景辐射和大尺度结构数据的比较。通过这些比较，我们确认了一个成功的标准模型，并对粒子物理学和宇宙学的标准模型之外的物理学提出了限制（或暗示）。
2007-12-07 astro-ph gr-qc hep-ph
Constraining nonminimal f(T) gravity from Primordial Nucleosynthesis to Late-Universe observations
Damascus University（大马士革大学）；Syrian Private University（叙利亚私立大学）；Antioch Syrian University（安条克叙利亚大学）
通过结合原初核合成与晚期宇宙观测，研究非最小f(T)引力的约束，揭示其对标准宇宙学的偏离限制。
2026-01-21 astro-ph.CO gr-qc
Lorentz Invariance Breakdown and Constraints from Big-Bang Nucleosynthesis
在$^4He$原始丰度的框架下，对Colladay和Kostelecklett提出的标准模型扩展进行了评述。利用目前的观测数据导出了洛伦兹破坏系数的上界。
2005-10-13 astro-ph gr-qc
Early universe nucleosynthesis in massive conformal gravity
我们研究早期宇宙在大质量共形引力下的动力学。特别是，我们表明，该理论是一致的，如果我们考虑右手不育中微子的存在，轻元素的原始丰度的观测值。
2023-01-27 gr-qc physics.gen-ph
Testing a Dilaton Gravity Model using Nucleosynthesis
大爆炸核合成（BBN）是目前Lambda CDM宇宙学的最严格证据之一，也是宇宙微波背景（CMB）辐射的最严格证据。在这项工作中，我们的主要目的是提出我们的计算结果有关的原始丰度的轻元素，在高维稳态宇宙模型的背景下，在介子引力。结果表明，在某些情况下，轻元素（原始D，3 He，4 He，T，7 Li）的丰度存在显著差异，并根据天体物理观测结果，对一个特殊的强子引力模型和Lambda-CDM模型进行了比较.
2014-09-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Nucleosynthesis Constraints on a Scale-Dependent New Intermediate Range Interaction
我们推导出一个新的中程相互作用，耦合到重子数从原始核合成产量的强度上的限制。这里使用的核合成极限来自于对标准和非均匀原始情景的匹配观测和预测。我们发现，标准的核合成的情况下是更严格的（$α_5 \lsim 0.2$）时，相互作用的范围大于约1米。我们进一步讨论的影响，考虑标量粒子负责新的相互作用的主要组成部分的暗物质的星系晕，使其衰变可以解释电离的氢在星际介质和温度的莱曼- $α$云。
1999-02-23 astro-ph gr-qc hep-ph
Brane-vector dark matter and its connection to inflation and primordial gravitational waves
本文提出五维紧致时空中3-膜涨落被Kaluza-Klein U(1)规范场吸收后形成的有质量膜矢量可作为暗物质候选者，并指出其可能在CMB和原初引力波上留下可探测印记，从而为检验额外维与弦/M理论提供新途径。
2024-07-31 gr-qc hep-ph hep-th
Possible evidence for "dark radiation" from Big Bang Nucleosynthesis Data
我们解决了大爆炸核合成数据和标准宇宙学之间出现的差异，这要求更长的进化时间。如果这种效应是真实的，一个可能的含义（在膜宇宙学模型的框架中）是存在一种“暗辐射”成分，它是负的，几乎不影响普通物质的密度。如果是这样的话，这个模型的所有尺度都可以被固定，只要膜到体的泄漏问题被解决。
2006-02-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Relating gravitational wave constraints from primordial nucleosynthesis, pulsar timing, laser interferometers, and the CMB: implications for the early universe
我们导出了引力波观测量r和Omega_gw（f）之间的一般主方程。这里r是张量标量比，受宇宙微波背景实验（CMB）的约束; Omega_gw（f）是原始引力波的能谱，例如受脉冲星定时测量、激光干涉仪实验和大爆炸核合成（BBN）的约束。对主方程求导得到倾斜d（ln Omega_gw（f））/d（ln f）的新表达式。r和Omega_gw（f）之间的关系敏感地依赖于早期宇宙的不确定性物理，我们表明，这种不确定性可能被封装（以与模型无关的方式）通过两个量：w_hat（f）和nt_hat（f），其中nt_hat（f）是nt（k）上的某个对数平均值（原始张量谱指数）; w_hat（f）是对w_tilde（a）（视界重返后早期宇宙的有效状态方程）的某个对数平均。这里，有效状态方程参数w_tilde（a）是普通状态方程参数w（a）和体积粘度zeta（a）的组合。因此，通过比较r和Omega_gw（f）上的约束，可以获得[w_hat（f），nt_hat（f）]平面中的（非常紧的）约束。特别是，这是限制（或检测）在BBN之前的早期宇宙中存在“刚性”能量成分（w > 1/3）的最佳方法。最后，虽然我们的分析大多没有假设暴胀，但我们指出，如果CMB实验检测到r的非零值，那么我们将立即获得（作为免费的副产品）在暴胀结束和BBN开始之间的“原始黑暗时代”期间，在数学平均的有效状态方程参数上的新上限w_hat…
2007-08-18 astro-ph gr-qc hep-ph
