Primordial Non-Gaussianities of General Multiple Field Inflation
本文研究了爱因斯坦引力下多场暴胀模型中的原初标量非高斯性。我们考虑的模型由拉格朗日量,这是一个一般的功能的标量场和他们的第一时空导数。我们使用$δN$形式主义,涉及标量场和曲率扰动。我们计算了显式的三阶微扰作用量和在视界交叉处的曲率微扰的三点函数。在合理的假设下,在慢变参数很小且声速$c_s$接近1的情况下,我们发现非高斯性完全由这些慢变参数和由暴胀模型结构决定的其他参数决定.我们的工作推广了以前的结果,并将有助于研究非高斯性的多场暴胀模型,将在未来构建。
2009-04-03 astro-ph hep-th
Primordial non-gaussianities from multiple-field inflation
我们计算了暴胀过程中与引力耦合的一组相互作用标量场在视界交叉点处的三点关联函数。这为Sasaki-Stewart δN公式中曲率摄动的三点函数提供了初始条件。我们发现,影响是小的,慢滚参数的顺序,并且一旦已知未扰动的背景演化,可以在大尺度上确定非高斯性。作为使用我们的形式主义的一个例子,我们计算的原始的非高斯性所产生的辅助通货膨胀的模型。
2005-09-21 astro-ph gr-qc hep-th
Primordial non-gaussianities in single field inflation
我们计算了单场暴胀情形下原初标量涨落的三点函数,其中标量场拉格朗日量是场及其一阶导数的完全一般函数。我们得到了一个明确的三点关联函数在自洽近似方案的膨胀率变化缓慢,类似于标准的慢卷限制,单场通货膨胀。三点函数可以用熟悉的慢滚参数和三个新参数来表示,这三个新参数测量了标量场的非平凡动力学结构、声速与光速的偏离以及声速的变化率。
2005-06-10 astro-ph gr-qc hep-th
Non-Gaussianities in models with a varying inflaton decay rate
我们认为,在模型中,密度扰动产生的膨胀衰变率的空间波动的原始非高斯性的预期水平。我们认为这两个非高斯性所造成的自耦合控制的衰减率,以及从场和曲率扰动之间的非线性关系。我们证明了在这些情况下,非高斯性是“局部”形式的,这是很好地描述为anomorr R =Rg + f_{NL}(Rg^2 - <Rg^2>)。这是因为它们是在模态已经在视界之外的时候被创造出来的。我们证明了f_{NL}在这些模型中自然是几阶的,比标准的一场暴胀模型(f_{NL} \sim 10^{-2})中预期的要大得多,并且可能是观测到的。
2003-05-30 astro-ph
Tensors, non-Gaussianities, and the future of potential reconstruction
我们目前的预测重建的通货膨胀的潜力,预计从欧空局即将到来的普朗克测量CMB任务。我们专注于张量扰动和非高斯性的存在对重建工作的非正则暴胀模型的背景下的影响。我们认为潜在的约束不同的组合检测/零检测张量和非高斯。我们进行马尔可夫链蒙特卡罗和流分析模拟普朗克精度的数据集,以获得约束。我们发现,未能检测到非高斯性排除了成功的原始功率谱反演,极大地影响了不确定性,即使在存在张量检测。在没有张量检测的情况下,虽然无法确定暴胀的能量尺度,但可观察到的非高斯性水平提供了潜在参数误差之间的相关性,这表明可能会改进约束以获得合适的参数组合。约束优化张量和非高斯性的积极检测。
2009-01-15 astro-ph
Non-linear isocurvature perturbations and non-Gaussianities
我们研究了非线性原始绝热和等曲率扰动及其非高斯性。在给出一个一般的配方的范围内,一个扩展的三角洲N-形式主义,我们详细分析了两个说明性的例子。第一种是混合的曲率暴胀子的情况下,暴胀子和曲率(在膨胀过程中的光等曲率场)的波动有助于原始密度扰动。第二个例子是在暴胀过程中涉及两个解耦的大质量标量场的双暴胀。在混合曲率暴胀的情况下,我们发现,原始等曲率扰动的双谱可能是大的和可比的绝热曲率扰动的双谱。
2008-11-24 astro-ph gr-qc hep-ph
Non-Gaussianities in extended D-term inflation
我们在超对称D项暴胀的背景下探讨了混合暴胀模型的扩展。我们指出,大量的各种通货膨胀的情况下,可以遇到的字段内容扩展时。这不仅是可能的曲率型模型,但也有不同的领域,具有非平凡的统计特性,有助于原始曲率波动的情况。我们更特别地探讨这些多场暴胀模型的参数空间。结果表明,存在一个大的域中,可以产生显着的原始非高斯性,同时保持无标度的度量波动的功率谱。特别是,我们明确地计算预期的双和三光谱的模型,并比较结果的当前和预期的观测约束。它表明,它是必要的,以有效地减少其参数空间的CMB各向异性的双和三谱。
2007-05-17 astro-ph hep-ph
Non-commutative Geometry Modified Non-Gaussianities of Cosmological Perturbation
研究了非对易效应对原初宇宙学扰动非高斯性的影响。在弦长和慢滚参数的最低阶,我们发现,在小声速的模型中,如果假设一个相对较低的弦尺度,非交换修改可以观察到。特别地,非高斯估计量f_{NL}的优势修正在DBI膨胀和K-膨胀下可以达到O(1).这些修正对声速和弦长标度的选择很敏感。此外,修正后的非高斯性的形状不同于普通的。
2008-01-13 astro-ph hep-th
Large-Scale Non-Gaussianities in the 21 cm Background Anisotropies From the Era of Reionization
与中性氢分布有关的21厘米背景亮温涨落提供了与星系际介质从完全中性转变为部分电离时的再电离时代有关的物理探测。我们制定统计的21厘米的亮度温度各向异性的角功率谱,双谱,和三谱。使用三谱,我们估计相关的功率谱测量的协方差,并表明,非高斯性导致的相关性低于百分之一,最多。虽然在弧分尺度分辨率下对21厘米背景的全天观测可以用来测量累积信噪比为几十阶的双谱,但在存在前景和与第一代干涉仪有关的仪器噪声的情况下,这种测量不太可能可行。在大多数情况下,21厘米波动的非高斯性可以忽略,分布可以用高斯统计描述。由于21厘米的波动明显受到前景的污染,如银河同步加速器或低频无线电点源,信号中缺乏明显的非高斯性表明任何明显的非高斯性检测都可能是由于前景。类似地,除了现在提出的将21 cm波动与前景分离的频率信息之外,如果前景的非高斯结构是先验已知的,则可以潜在地使用该附加信息来进一步减少混淆。
2004-11-16 astro-ph
The Inflationary Trispectrum for Models with Large Non-Gaussianities
计算了一类单场模型中原初曲率扰动对四点函数的首阶贡献,其中暴胀拉格朗日量是暴胀子及其一阶导数的一般函数.这类模型包括弦驱动的暴胀模型,如DBI暴胀。我们发现,在某些参数范围内的三谱可能会在未来的实验中观察到。此外,三谱可以区分DBI膨胀与其他膨胀模型与大的非高斯性,通常具有类似的双谱。我们还得到了一组的一致性条件的n点函数的原始曲率微扰在单场暴胀,推广Maldacena的结果为3点函数。
2008-12-04 astro-ph hep-ph hep-th
The Fate of the First Galaxies. III. Properties of Primordial Dwarf Galaxies and their Impact on the Intergalactic Medium
在之前的两篇论文中,我们模拟了宇宙中具有代表性的第一个星系。模拟是独特的,因为我们的模型反馈调节星系形成,使用时间依赖性,空间不均匀的辐射转移耦合到流体力学。在这里,我们研究了模拟的原始矮星系的性质,质量小于2x10^8 Msolar,并调查它们对星系际介质的影响。虽然许多原始星系都是暗星系,但每同向运动约有100--500个Mpc ^[3]是亮星系,但相对较暗。它们优先形成链状结构,并且具有低表面亮度的恒星球状体,延伸到维里半径的20%。它们的星际介质的平均密度n_H约为10- 100 cm^-3,金属丰度Z约为0.01- 0.1 Z太阳能,并且可以维持多相结构。在大散射的情况下,恒星形成的平均效率与晕质量成比例,<f_*> \propto M_dm ^2,与红移无关。由于反馈,小于临界质量M_crit(z)的晕中没有大部分重子。更有趣的是,我们发现暗晕的M_crit(z)总是比亮晕小。星系际介质中金属的富集是不均匀的,[Z/H]>-3.0时,富集气体的体积填充因子只有1%~ 10%,[Z/H]>-5.0时,富集气体的体积填充因子只有10%~ 50%。在z=10时,金属丰度Z<10^-3的恒星占恒星总质量的比例为10^-6。虽然用詹姆斯·韦伯太空望远镜探测高红移矮星系将是一个挑战,但由于它们的空间密度很大,对它们在本地宇宙中的化石记录的研究是有希望的。
2008-02-19 astro-ph
Heating of the Intergalactic Medium by Primordial Miniquasars
一个简单的分析模型被用来计算X射线加热的IGM范围内的黑洞质量。这个过程是有效的,足以解耦星系际介质的自旋温度从宇宙微波背景(CMB)温度和产生的差异亮度温度的顺序为$\sim 5-20 \mathrm{mK}$的距离大到几个共同移动的Mpc,取决于红移,黑洞质量和寿命。我们探讨了两种类型的黑洞的影响,那些电离紫外线辐射和不。简单的分析模型的结果进行了比较,一个完整的球对称辐射转移代码。提出了宇宙中黑洞质量密度形成和演化的两个简单方案。第一个考虑的是一个中等质量的黑洞,形成的最终产品的人口III恒星,而第二个考虑超大质量的黑洞,形成直接通过崩溃的大规模晕低自旋参数。这些方案不违反任何观测约束,但产生足够的X射线光子解耦的自旋温度的CMB。这是未来高红移21厘米观测的一个重要问题。
2006-11-30 astro-ph
Generation and Characterization of Large Non-Gaussianities in Single Field Inflation
由一个单一的、最小耦合的、缓慢滚动的场驱动的暴胀一般会产生一个可以忽略的原始非高斯性。我们讨论了两种不同的机制,通过这种机制,一个非平凡的潜力可以产生大的非高斯性。首先,如果暴胀子穿过势中的一个特征,或者暴胀阶段足够短,使得初始瞬态对背景动力学的贡献没有被消除,则视界交叉附近的模式可以获得显著的非高斯性。第二,具有小尺度结构的势可能会导致显着的非高斯性,而相关的模式是在视界深处。第一种情况包括我们以前分析过的“阶跃”势,而第二种“共振”情况是新颖的。我们推导出解析近似的三点条款所产生的两种机制的产品的功能,三个单独的动量,允许使用有效的分析算法。最后,我们提出了一个显着改进的方法来正则化和数值计算的积分,有助于3点函数。
2008-02-11 astro-ph hep-th
Observational Signatures and Non-Gaussianities of General Single Field Inflation
本文研究了爱因斯坦引力场中单场暴胀模型中的原初标量非高斯性。我们考虑的模型中的暴胀拉格朗日是一个任意函数的标量场和它的一阶导数,和声速是任意的。我们发现,在合理的假设下,非高斯性完全由5个参数决定。在参数空间的特殊限制中,人们发现了非高斯性的独特“形状”。在具有小声速的模型中,这些形状中的几个将在不久的将来成为潜在的可观察的。我们的公式的不同限制恢复各种先前已知的结果。
2008-01-19 astro-ph hep-ph hep-th
Analysing large scale structure: II. Testing for primordial non-Gaussianity in CMB maps using surrogates
在宇宙微波背景(CMB)温度图中识别非高斯特征是当今宇宙学的主要挑战之一。我们提出并研究了分析CMB图的替代方法。使用约束随机化的技术,我们构建代理映射,它模仿包含非高斯信号的模拟CMB映射的功率谱和幅度分布。用加权标度指数和闵可夫斯基泛函分析地图,在这两种情况下,统计学上显着识别原始非高斯性。我们证明,该方法是非常强大的噪声。我们还表明,闵可夫斯基泛函是能够占非线性在更高的噪声水平时,与代理相结合,而不是只适用于噪声添加CMB地图和相位随机版本,只再现功率谱。
2003-05-14 astro-ph
The shape of non-Gaussianities
我们研究了在几种不同的情况下,原始的3点函数的密度扰动的动量空间中的配置的依赖性:标准的慢卷膨胀,曲率和可变衰减模型,鬼膨胀,模型与更高的导数算子和DBI模型的膨胀。我们使用基于实验区分它们的能力的测量来定义分布之间的余弦。我们发现,模型分为两大类,具有相当正交的分布。在暴胀期间视界交叉处产生非高斯性的模型,以及视界外演化占主导地位的模型。在第一种情况下,三点函数是最大的等边三角形,而在第二个主要贡献的信号来自于长波长模式对小波长的影响。我们表明,由于在这两种情况下的分布是如此不同,翻译的约束参数的一个模型的另一个标准化的3点函数的等边三角形的基础上,可以是非常误导。
2004-05-18 astro-ph hep-ph hep-th
Large Non-Gaussianities in Single Field Inflation
我们计算了由单个最小耦合标量场驱动的一般暴胀模型的3点关联函数。我们的方法是基于数值计算的扰动方程和积分,这有助于3点函数。因此,我们可以分析模型的潜力有一个“功能”,在其附近的慢滚参数可能会采取大,瞬态值。这将尺度和形状相关的非高斯性引入原始扰动。作为我们的方法的一个例子,我们研究的“步骤”的潜力已被调用,以提高适合的小故障在$<TT>$ $C_l$为$l \sim 30$,目前在一年和三年的WMAP数据集。我们发现,对于典型的参数值,与步骤相关的非高斯性远远大于那些在标准的慢滚膨胀,甚至可能是在达到下一代CMB实验,如普朗克。更一般地说,我们使用这个例子来解释,虽然向电势添加特征可以改善对2点函数的拟合,但这些特征通常与3点水平的大大增强的信号相关联。此外,这个3点信号将具有非常重要的形状和尺度依赖性,这与2点函数的形式相关,因此可能导致对具有非光滑势的暴胀模型的一致性检查。
2007-06-11 astro-ph gr-qc hep-ph