Cosmic Discordance: Detection of a modulation in the primordial fluctuation spectrum
作为标准暴胀宇宙学的一个测试,它一般预测的原始曲率波动的近标度不变的频谱,我们执行马尔可夫链蒙特卡罗分析,以搜索可能的调制功率谱,并确定其形状与宇宙学参数一起使用宇宙微波背景辐射数据。通过将各种三参数的功能上的简单的幂律谱,我们发现一个振荡调制定位在共动波数$k\simeq 0.009\mathrm{Mpc}^{-1}$在99.995%的置信水平,提高了对数似然$-Δ2\ln {\cal L}\equiv Δχ^2_{\rm eff}=-22$。即使我们只使用温度和E模偏振各向异性之间的互相关,也可以检测到这种特征。
2009-11-26 astro-ph.CO
Primordial black holes from scalar field evolution in the early universe
具有大期望值的标量凝聚可以在早期宇宙中形成,例如,在超对称理论中。凝聚体在衰变之前可以分裂成Q球。如果Q球在一段时间内占据能量密度的主导地位,那么它们的数量密度的统计波动可能导致原始黑洞(PBH)的形成。在超对称性的情况下,质量范围由上面的$10^{23}$ g限制。对于一般的带电标量场,这种强大的机制可以在更广泛的质量范围内产生黑洞,包括质量为1-100太阳质量的黑洞,这与LIGO观测引力波有关。拓扑缺陷可以以类似的方式导致PBH的形成。
2017-06-27 astro-ph.CO
The cosmic microwave background temperature bispectrum from scalar perturbations induced by primordial magnetic fields
我们评估的角度双谱的CMB温度各向异性在大角尺度由于随机背景的原始磁场。非高斯性的形状取决于磁场功率谱的谱指数,并且对于标度不变的磁谱,非高斯性在压缩位形中达到峰值。通过使用由磁场产生的双谱的大角度部分,本界对非高斯性设定了对原始磁场的振幅的限制,对于尺度不变的情况为10 nGauss,对于其他谱指数为20 nGauss。
2009-06-15 astro-ph.CO
The holiest grail
我将讨论在多大程度上宇宙微波背景(CMB)可以用来约束涉及一个张量和两个标量波动的原始非高斯性,重点是一个$B$模式的偏振波动与两个温度波动(BTT)的相关性。在最简单的暴胀模型中,张量-标量-标量原始双谱是非零的,并且在慢滚参数中与标量-标量-标量双谱具有相同的阶数。我将证明,从实验中的约束,如CMB阶段IV使用这个可观察到的是超过一个数量级优于那些从温度测量单独获得的相同的原始耦合。我认为,$B$模式的非高斯性打开了一个尚未探索的早期宇宙的窗口,表明原始物理学的重要信息仍然有待于从CMB各向异性收获。BTT提供了原始张量和原始非高斯性的测量,这是暴胀范式中最受追捧的两个签名。
2016-08-17 astro-ph.CO
On primordial trispectrum from exchanging scalar modes in general multiple field inflationary models
本文对具有广义动力学项的多场暴胀模型中交换中间标量模的原始三谱作了补充研究。连同计算不可约贡献的原始三谱在参考。[103],给出了广义多场模型的首阶本原三谱.
2010-10-06 astro-ph.CO hep-th
Measuring the primordial curvature perturbations from the scalar induced gravitational waves
标量诱导引力波是由二阶微扰的原始曲率微扰产生的。我们从引力波观测中约束标量诱导引力波的分数能量密度。如果没有观测到标量诱导引力波,则标量诱导引力波的分数能量密度受到一定上限的限制。根据这些上限,我们可以得到对原始曲率扰动功率谱的约束。对于幂律标量功率谱,增加平方公里阵(SKA)标量诱导引力波的上限会影响功率谱的约束。在标准模型中,当SKA加入到由宇宙微波背景(CMB)和重子声学振荡(BAO)组成的组合数据集$\ln(10^{10}A_s)=3.038\pm0.013$和$n_s=0.9589^{+0.0021}_{-0.0011}$中时,在$68\%$置信水平下,标量振幅和谱指数的平均值向低值移动。我们还考虑了现有的地基引力波探测器、脉冲星定时阵列(PTAs)和500米口径球面射电望远镜(FAST)的影响,而CMB+BAO数据集的约束完全在它们的标量诱导引力波上限之内。此外,我们用谱指数$n_s$及其前两阶导数来刻画标量涨落谱。从理论上计算了标量诱导引力波的功率谱,给出了谱指数运行的约束条件和谱指数运行的约束条件。
2023-02-14 astro-ph.CO
Constraints on primordial curvature spectrum from primordial black holes and scalar-induced gravitational waves
原初黑洞和标量诱导引力波的观测数据可以在小尺度上约束原初曲率扰动。我们用一个破幂律形式来参数化原初曲率扰动,发现它与许多能产生原初黑洞的暴胀模型是一致的,如非最小导数耦合暴胀、标量-张量暴胀、Gauss-Bonnet暴胀和K/G暴胀.利用峰值理论计算了原初暗物质中原初黑洞的比例,得到了原初黑洞对破缺幂律形式的原初曲率功率谱的约束.实空间的礼帽和高斯窗函数被认为是。高斯窗函数对原曲率扰动幅度的约束比实空间礼帽窗函数的约束大3倍左右。给出了NANOGrav 12.5yrs数据集原始曲率扰动的约束条件,其中NANOGrav信号被假定为标量诱导的引力波,并且仅使用前5个频率点。
2023-01-29 astro-ph.CO gr-qc
Consistency of Planck Data With Power-Law Primordial Scalar Power Spectrum
在这项工作中,我们探讨的可能性的变化,在原始标量功率谱周围的幂律形状,预测单场慢卷暴胀的情况。我们利用宇宙微波背景(CMB)观测资料,以半盲的、与模型无关的方式寻找这些涨落的踪迹。特别是,我们使用两组扰动模式,特定的模式与典型的功能,如振荡,颠簸和过渡,以及扰动模式,从特征分析的扰动参数的预测或测量的协方差构建。这些模式,原则上,跨越所有可能的扰动的原始频谱的参数空间,当排名有序,具有最高的可检测性将足以探索周围的幂律谱的约束功能,在数据驱动(而不是理论偏见)的方式。用普朗克测量的CMB各向异性,在这项工作中考虑的所有微扰模式的振幅被发现是一致的零。这一发现证实了,在没有理论偏差的情况下,普朗克数据与幂律暴胀模式的假设的一致性。
2021-09-27 astro-ph.CO
Chameleon-Photon Mixing in a Primordial Magnetic Field
我们考虑光子和标量ALP与质量远小于沿路径的等离子体频率之间的非共振混合,具体参考变色龙标量场模型。这种混合会改变宇宙微波背景(CMB)辐射的强度和偏振状态。我们发现,平均修改的CMB偏振模式是可以忽略的。然而,平均修改的CMB强度谱是更显着的,我们比较这一高精度测量的CMB光谱由远红外绝对分光光度计(FIRAS)的COBE卫星上。由此得到的原始场中标量光子转换概率的95%置信限(在100 GHz处)为P <2.6x10 ^{-2}。这对应于对光子-标量耦合强度g和原始磁场的大小的简并约束。从CMB功率谱中得到的原始磁场强度的上限B <5.0 x10 ^{-9} G,这意味着光子-标量耦合强度的上限在g <7.14 x10 ^{-13} GeV ^{-1}到g <9.20 x10 ^{-14} GeV ^{-1}的范围内,取决于原始磁场的功率谱。
2010-08-16 astro-ph.CO
Relativistic effects and primordial non-Gaussianity in the matter density fluctuation
通过求解非线性广义相对论方程组,给出了非相对论物质流真时超曲面中物质密度涨落的三阶解析解。真时超曲面提供了一个坐标系,局部观测者可以在不知道其邻域之外的情况下建立该坐标系,同时还提供了与相对论背景下的局部牛顿描述的物理联系。利用共动规范场中的曲率微扰建立了解析解的初始条件,阐明了曲率微扰对非线性演化的影响。由于相对论方程的非线性,我们计算了有效的非高斯参数。通过适当的坐标重标度,我们证明了等效原理的尊重和相对论效应消失在大尺度极限。
2016-01-21 astro-ph.CO
Cluster Counts Tension : a Sign of Primordial Non-Gaussianity ?
我们今天观察到的大尺度结构的演化和丰度,如星系团,对暗物质原始密度波动的统计特性很敏感,假设它遵循高斯概率分布函数。在这个假设下,发现普朗克的团簇计数与用CMB角功率谱校准的预测值之间存在着很大的分歧。本工作的目的是放松高斯性假设,并检验暗物质原始密度涨落中的非高斯性是否可以缓解这种紧张。
2018-05-28 astro-ph.CO
A Note on the Consistency Condition of Primordial Fluctuations
我们证明了当其中一个模的波数很小时,原始关联函数的(N+1)点函数的压缩极限可以由局部测量的N点函数的空间变化来推断。然后,我们展示了如何在单时钟膨胀的长波长扰动可以重新吸收的背景宇宙学和如何在计算关联函数的相互作用哈密顿量的积分是占主导地位的保形时间的顺序的短波长模式,当长模式已经在视界之外。这使我们能够将N点函数的相容性条件推广到短波长波动在视界内并且导数作用于它们的情况。我们进一步讨论了具有(N + M)个短模的(N + M)点函数的前N个短模之和是一个非常软的动量的软内压缩极限的相容性条件。这些结果对于研究暴胀中的红外效应是非常有用的。
2012-03-30 astro-ph.CO
Precise Measurements of Primordial Power Spectrum with 21 cm Fluctuations
我们讨论的问题,我们如何精确地测量原始功率谱,利用未来的观测21厘米波动和宇宙微波背景(CMB)。为此,我们研究了表征原始功率谱的量的投影约束:谱指数n_s,它的运行alpha_s,甚至它的高阶运行beta_s。我们表明,未来的21厘米观测与CMB相结合,将准确地测量上述原始功率谱的观测。我们还讨论了它对一些显式暴胀模型的影响。
2014-06-23 astro-ph.CO hep-ph
Implications of the primordial anisotropy for a scalar field with non-minimal kinetic coupling
考虑各向异性背景下具有与重力非极小耦合的运动项的标量场。各种潜在的标量场被认为是。通过显式的例子,我们显示了如何各向异性可以改变的标量场的动力学与各向同性的背景相比。
2014-07-21 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational waves from primordial scalar and tensor perturbations
本文研究辐射主导时期原初标量和张量扰动诱导的二阶引力波,给出功率谱显式表达式,并发现当张标比为0.2时,原初张量扰动可使LISA观测信噪比提高约50%。
2023-04-18 astro-ph.CO gr-qc
Clustering of primordial black holes with non-Gaussian initial fluctuations
我们制定的两点关联函数的原始黑洞(PBH)在其形成时间,经常被用于晕聚类的背景下的功能集成方法的基础上。我们发现,PBH集群的超哈勃尺度上,永远不会被诱导的情况下,初始的原始起伏是高斯,而它可以增强所谓的本地型三谱(四点关联函数)的原始曲率扰动。
2019-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Variable Speed of Light Cosmology, Primordial Fluctuations and Gravitational Waves
本文描述了一种可变光速宇宙学,其中产生原初微扰的因果机制是通过改变原初时代的光速来实现的。这就为解释宇宙宇宙微波背景和大尺度结构的形成提供了一种替代暴胀理论的解释。解决了宇宙学中的初值视界和平坦性问题。该模型预测原始标量和张量波动谱指数$n_s=0.96$和$n_t=- 0.04$,分别。我们利用$δ{\cal N}$形式来识别原始非线性波动的特征,这使得VSL模型与暴胀模型区分开来。特别地,我们发现在光速可变宇宙学中参数$f_{\rm NL}=5$。参数$g_{\rm NL}$的值在原始时期演变并显示运行行为。
2016-03-18 astro-ph.CO gr-qc
An exact model for enhancing/suppressing primordial fluctuations
本文在分段指数势单场暴胀模型中研究原初涨落的增强与抑制,给出两个慢滚吸引子间一般跃迁的近似精确解析解,并分析其对诱导引力波谱、非高斯性及概率分布尾部的影响。
2023-09-22 astro-ph.CO gr-qc
Polytropic equation of state and primordial quantum fluctuations
我们在一个宇宙学模型中研究了原始宇宙,其中暴胀是由具有多方状态方程$p = αρ+ kρ^{1 + 1/n}$的流体驱动的。我们计算标量因子的动力学,并建立一个在原点具有恒定密度的宇宙。我们还找到了产生这种状态方程的等效标量场,并计算了相应的慢滚参数。我们计算了标量扰动、标量功率谱和谱指数。
2014-11-13 astro-ph.CO gr-qc
Primordial magnetic fields generated by the non-adiabatic fluctuations at pre-recombination era
在预复合时代,宇宙学密度涨落可以通过汤姆森散射自然产生磁场。在以往的研究中,只考虑了初始绝热涨落产生的磁场。本文基于宇宙学扰动理论,利用光子流体和重子流体之间的紧耦合近似,研究了由原初非绝热涨落产生的宇宙学磁场.结果表明,在紧耦合近似的一阶展开下,非绝热涨落产生的磁场是可以产生的。这一结果与绝热初始涨落的情况相反,绝热初始涨落的情况下只能产生二阶的磁场。在一个一般的情况下,原始密度扰动包含小的非绝热波动上的主要绝热的顶部,我们表明,领先的磁场的来源是由二阶耦合的绝热和非绝热波动。我们计算了当非绝热涨落具有蓝色功率谱时所产生的磁场的功率谱,这是最近的宇宙学观测所提出的。
2011-11-25 astro-ph.CO gr-qc
Non-thermal Higgs Spectrum in Reheating Epoch: Primordial Condensate vs. Stochastic Fluctuation
本文研究再加热时期 Higgs 场的非热相空间分布,推导原初凝聚体与随机涨落的解析谱,并分析微扰衰变中的主导贡献及二者近同时衰变的结论。
2023-04-25 astro-ph.CO hep-ph
Dynamical Selection of the Primordial Density Fluctuation Amplitude
在暴胀模型中,对于自然选择的参数,原始密度扰动的预测振幅Q远大于观测值(~10^{-5})。为了解释必要的指数微调,人择被经常引用,特别是在微观物理学预计会产生复杂的能量景观的情况下。相比之下,我们发现的例子ekpyrotic模型的基础上杂种优势M-理论的动态选择自然有利于Q的观测值。
2011-02-18 astro-ph.CO hep-th
Primordial cosmic fluctuations for variable gravity
原始宇宙涨落的可观测性不需要几何视界$H^{-1}$,它被涨落的波长暂时超过。即使所有相关波长都保持小于$H^{-1}$,原始信息也可以被保护以防止随后的热冲刷。这是证明制定方程的形式,这是明显不变的共形场变换下的度规的宇宙波动。除了场方程之外,这也适用于关联函数的定义方程,如量子有效作用量的二阶函数导数的逆所表示的。一个可观测的几乎尺度不变的光谱不需要一个扩展的几何。对于可变的普朗克质量,它甚至可以出现在平坦的闵可夫斯基空间中。
2015-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalaron-Higgs inflation reloaded: Higgs-dependent scalaron mass and primordial black hole dark matter
我们提出了一个扩展的标量-希格斯模型的非最小耦合的标准模型的希格斯玻色子的二次Ricci标量导致希格斯依赖的标量的质量。该模型预测了有效的单场Starobinsky暴胀的成功阶段。它具有多场放大机制,导致在小波长的暴胀功率谱中出现峰值,从而增强了原始黑洞的产生。扩展的标量-希格斯模型将暴胀宇宙学与基本粒子物理学统一起来,并在不假设任何新粒子的情况下,用原始黑洞来解释冷暗物质的起源。
2021-05-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial fluctuations of scale factor in closed Universe in Einstein$-$Cartan gravity
我们考虑一个均匀的和各向同性的宇宙,描述了作为一个广义坐标的比例因子的minisuperspace拉格朗日。我们证明了封闭宇宙的能量为零。我们将不确定原理应用于该拉格朗日量,并提出标度因子的量子不确定性导致物质密度的原始波动。我们在爱因斯坦的$-$-嘉当引力理论中使用了早期宇宙的动力学,该理论消除了大爆炸奇异性,并用非奇异反弹代替。高度弯曲时空中的量子粒子产生会产生有限周期的宇宙暴胀,这与普朗克卫星数据一致。从膨胀的原始涨落中,我们确定了宇宙微波背景中温度涨落的大小,它是基本粒子热自由度和粒子产生系数的函数,而粒子产生系数是唯一未知的参数。
2019-02-25 astro-ph.CO gr-qc
Primordial non-Gaussianity in density fluctuations
我们提出了N体宇宙学的数值模拟,包括一个原始的非高斯性的密度涨落场量化的非线性参数$f_{NL}$。我们使用MPGRAFIC代码产生初始条件和自适应网格细化(AMR)代码RAMSES演变的大尺度结构的形成。我们估计了密度涨落初始分布的高阶动量,研究了非线性功率谱的红移演化,并估计了非线性功率谱中由原始非高斯性引入的偏差。
2010-02-02 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Primordial Black Holes from Domain Wall Density Fluctuations: Bridging Gravitational Wave Observations Across Two Frequency Bands
提出畴壁网络泊松涨落产生等曲率扰动并延迟形成原初黑洞的新机制,建立畴区数与功率谱统计关系以约束模型对称性,并表明QCD尺度畴壁湮灭结合吸积可共同解释两个频段的引力波观测。
2025-08-06 astro-ph.CO hep-ph
Scalar Induced Gravitational Waves signaling Primordial Black Hole Dark Matter
本文研究原初黑洞形成及其标量诱导引力波背景,考虑局部非高斯性,并指出对LISA和PTA实验的可观测影响。
2025-04-25 astro-ph.CO gr-qc
Inflation and Primordial Fluctuations in $F(T)$ Gravity's Rainbow
我们研究了$F(T)$引力彩虹中的慢卷暴胀和原初涨落的产生。我们得到了标量和张量扰动的二阶作用量,并计算了它们的本征功率谱。因此,在慢滚近似中计算了一阶暴胀观测值(即标量谱指数$n_{s}$和张量与标量比$r$)后,我们将模型的预测与当前的普朗克和BICEP/Keck数据进行了对比。
2022-02-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-adiabatic primordial fluctuations
我们考虑等曲率和绝热宇宙学扰动的一般混合。在由线性化的爱因斯坦方程和原始理想流体组成的最小假设集下,我们导出了二阶作用量及其曲率变量。我们还允许改变状态方程和声速剖面。因此,推导是在与之前绝热模式相同的一般性水平上进行的。结果发现了一个新的守恒超视界量,并把它与守恒曲率微扰联系起来。最后,我们展示了如何可以应用的形式主义,考虑Chaobergin气体类原始物质模型,找到两个规模不变的解决方案的结构形成。
2010-04-19 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black hole formation from cosmological fluctuations
该研究围绕原初宇宙学涨落的原初黑洞形成阈值展开,回顾相关解析与数值结果,为通过原初黑洞丰度观测约束早期宇宙提供支撑。
2024-12-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Small-scale structure and 21cm fluctuations by primordial black holes
我们讨论了起源于原始黑洞(PBH)的小尺度早期结构的形成,这些黑洞构成了现在冷暗物质成分的一小部分。我们计算的质量函数和功率谱的晕起源于泊松波动的PBH数,并表明,小晕的数量显着修改的PBH的存在下,即使他们的分数只占$10^{-4}$ - $10^{-3}$的总暗物质丰度。然后,我们从这些晕中计算出随后的21厘米签名。我们发现,PBH可以提供主要的贡献,在未来的实验,如平方公里阵列的可探测性内的高红移,并提供了一个预测的PBH分数的约束。
2017-04-13 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on the neutrino mass and the primordial magnetic field from the matter density fluctuation parameter $σ_8$
本文根据原初磁场存在下大尺度结构的形成,分析了中微子质量的极限。我们发现,一个新的上限中微子质量是可能的基础上适合宇宙微波背景和物质功率谱时,考虑到现有的独立约束的物质密度波动参数$σ_8$和原始磁场。
2010-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Gaussianity from primordial black holes
本文研究原初黑洞数量的泊松涨落所诱导的物质密度非高斯性,指出其可在小尺度上主导绝热模式,并产生偏度、峰度和尺度依赖偏差等可观测量。
2024-04-12 astro-ph.CO hep-ph
Implications of primordial power spectra with statistical anisotropy on CMB temperature fluctuation and polarizations
威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)和普朗克观测报告了宇宙微波背景(CMB)温度波动的半球不对称性。这种半球不对称性可能源于宇宙暴胀时期的原始统计各向异性。本文研究了具有偶极各向异性的原始功率谱对CMB温度涨落和偏振的可能影响。我们明确地表明,统计偶极各向异性可能会导致非对角(\(\ell'\neq\ell\))$TT$,$EE$,$BB$和$TE$的相关性,以及对角(\(\ell'=\ell\))$TB$和$EB$光谱。特别地,这些相关系数一般预期是\(m\)依赖性的。这些统计各向异性的信号可能在未来的CMB观测中得到检验。
2014-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black holes and Scalar-Induced Gravitational Waves formed by inflation potential with non-trivial characteristics
Physics Department, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Jinan University(暨南大学物理与光电工程学院)
本文研究了具有非平凡特征的膨胀势中,通过引入线性洛伦兹型耦合生成原初黑洞及标量诱导引力波的机制。
2026-02-13 astro-ph.CO gr-qc
Ruling out the power-law form of the scalar primordial spectrum
结合Planck CMB温度[1]和BICEP 2 B模偏振数据[2,3],我们定性地指出,假设暴胀相容关系,在大于$3σ$ CL时,标量原初谱的幂律形式被排除。这是一个重要的发现,因为幂律形式的标量原始谱是宇宙学和谐模型的主要假设之一,也是许多暴胀情景的直接预测。我们发现,原始标量微扰谱形式的中断或台阶,类似于我们最近分析普朗克数据[4]所研究的,可以同时解决普朗克和BICEP 2结果。我们的研究结果还表明,数据可能需要更多的灵活性比运行的标量谱指数可以提供。最后,我们证明了文献[5]中提出的暴胀子势在两种不同的极限下都能产生标量本征谱的阶跃模型和突变模型。讨论的潜力被发现是有利的普朗克数据,但略有不利的BICEP 2的结果,因为它产生的张量原始谱的振幅略低。因此,如果BICEP 2引用的张量标量比($r$)持续存在,那么我们生成具有大$r$的暴胀模型并同时在大尺度下提供标量原始谱的抑制是很重要的。
2014-07-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Exploring the Spectral Shape of Gravitational Waves Induced by Primordial Scalar Perturbations and Connection with the Primordial Black Hole Scenarios
人们越来越期望引力波探测器将在未来几年开始探测随机引力波背景。我们探讨了由标量微扰引起的二阶引力波的频谱形状,并推测这些引力波是在早期宇宙中产生的。我们计算了在辐射和动能时代产生的引力波谱以及与之相关的原始黑洞对应物。我们采用功率谱的原始曲率扰动产生的$α$-吸引子和非最小导数耦合膨胀模型以及高斯和δ型形状。我们证明了张量模式的能力,以约束的原始曲率扰动的频谱和区分暴胀模型。引力波的产生也可以通过谱形和振幅来区分。
2021-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Holes from Passive Density Fluctuations
在本文中,我们表明,如果被动涨落被认为是,原始黑洞(PBH)可以很容易地产生在单场,慢卷暴胀模型的框架。PBH的形成是由于被动涨落的蓝色光谱和在暴胀结束时离开视界的光谱范围的增强。因此,PBH是轻的,质量$\lesssim 10^{15}g$取决于当我们可观测宇宙的尺度离开视界时e折叠的数量。这些PBH很可能已经蒸发,不可能成为暗物质的候选者,但它们仍然可能影响早期宇宙。
2013-01-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Revisiting $f(R)$ gravity's rainbow: Inflation and primordial fluctuations
本文在$f(R)$引力彩虹框架下研究暴胀与原初涨落,通过计算标量和张量功率谱并与PLANCK、BICEP/Keck数据对比,给出$n_s$、$r$的新结果及对彩虹函数的观测约束。
2023-04-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Lensing of 21-cm Fluctuations by Primordial Gravitational Waves
来自黑暗时代的21厘米辐射强度模式的弱引力透镜畸变可以几何地分解为旋度和无旋度分量。原始引力波的透镜效应会产生旋度分量,而密度涨落的透镜效应的贡献则被强烈抑制。在21厘米背景下的角涨落延伸到非常小的角尺度,并且在不同频率下的测量探测了红移空间中不同的壳层。因此,有大量的信息可以用来重建透镜场的旋度分量,从而可以探测到小到r ~ 10^{-9}的张量与标量之比--远小于目前可获得的值。
2011-12-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Non-Gaussianity in Models with Dark Matter Isocurvature Fluctuations
我们研究了调制再加热和曲率子情形下的原初非高斯性和暗物质等曲率涨落。在这些场景中,可以产生大的非高斯性,另一方面,取决于暗物质是如何产生的,也可能出现过大的等曲率波动,这与目前的观测结果不一致。在本文中,我们研究这个问题的混合方案中的曲率波动也可以产生的暴胀子波动,以及从一个轻的标量场,如模量和曲率。我们表明,原始波动可以是高度非高斯的,而不冲突的等曲率波动的这种混合情况下,目前的约束。然而,如果等曲率起伏的约束像普朗克卫星所预期的那样变得更严格,那么绝热起伏的非线性参数$f_{\rm NL}$应该和$f_{\rm NL} \lesssim 3$一样小,这将对暗物质的产生机制产生有趣的影响。在这些情况下,还讨论了来自等曲率波动的非高斯性。
2009-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves induced by scalar perturbations as probes of the small-scale primordial spectrum
与大约大于$1$兆秒差距的大尺度原始扰动相比,较小尺度的原始扰动没有受到严重的限制。我们重新讨论了利用引力波探测小尺度原初扰动的问题,这是基于这样一个事实:当存在小尺度上的大振幅原初扰动时,在标量扰动中会产生振幅相对较大的二阶引力波,这些引力波可以被现有的和计划中的引力波项目探测到.我们使用精确的方法来计算这些诱导的GWs,并考虑到不同的实验诱导GWs仔细的敏感性,报告现有的和预期的小尺度原始光谱的限制。
2019-02-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Primordial Gravitational Waves Assisted by Cosmological Scalar Perturbations
本文提出通过探测二阶张量扰动信号来寻找原初引力波的新方法,该扰动源于早期宇宙中线性张量与标量扰动的非线性耦合,并建议利用 Einstein Telescope 和 LISA 网络高精度测量蓝倾斜的张标比。
2023-08-22 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Gravitational Waves from Isocurvature Fluctuations
本文综述了初始等曲率涨落诱导产生宇宙学引力波的相关机制,及其在暗物质与原初黑洞主导的早期宇宙研究中的应用。
2023-11-03 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on small-scale primordial density fluctuation from cosmic microwave background through dark matter annihilation
普朗克卫星的宇宙微波背景(CMB)观测精确地确定了比$\mathcal O(1)\,\mathrm{Mpc}$更大尺度的原始曲率波动,而小尺度的曲率波动仍然较少受到限制。如果我们假设标准的热遗迹暗物质的情况下,小尺度波动的约束是大大改善。当小尺度波动足够大时,即使在红移$z\gtrsim10^3$中,致密区域也会坍缩形成小晕,这被称为超压缩迷你晕。这些微晕增强了暗物质的湮灭,并且受到河外伽马射线和CMB等观测的限制。我们重新审视了小尺度密度涨落形成的迷你晕的影响,并计算了被暗物质湮灭修改的电离历史。我们执行马尔可夫链蒙特卡罗方法来约束的CMB功率谱的小尺度曲率波动的大小。结果发现,从CMB功率谱的约束是可比的,从河外伽马射线。我们证实,我们的约束主要来自早期的能量注入($z\gtrsim 100$),因此它是独立的微晕性质的不确定性在后期的时间。
2021-10-25 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Black Hole Formation from Type II Fluctuations with Primordial Non-Gaussianity
本研究探讨原初非高斯性对大振幅绝热涨落坍缩形成原初黑洞动力学及类型的影响,发现参数β会改变A型与B型PBH的形成阈值,且在A型区域内最终质量随初始振幅单调增加,与先前解析预期不同。
2024-11-12 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes from long-range scalar forces and scalar radiative cooling
我们描述了一个新的方案形成的原始黑洞(PBH)。在早期宇宙中,由标量场介导的长程力可以导致重粒子晕的形成,即使在辐射主导的时代。同样的相互作用也会导致在这样的晕圈中粒子的运动和近距离相遇产生标量辐射。标量辐射导致的辐射冷却使晕坍缩成黑洞。我们用一个简单的模型来说明这种情况,费米子通过汤川力相互作用。PBH的丰度和质量函数可以用来解释所有的暗物质,也可以用来解释LIGO探测到的某些引力波事件。该模型将暗区粒子的质量与暗物质多光子带隙的质量和丰度联系起来,从而可以解释为什么暗物质和普通物质具有相似的质量密度。该模型还预测了一个小的贡献,有效的光自由度的数量,这可以帮助协调不同的测量哈勃常数。
2021-01-22 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Fluctuations within Teleparallelism
研究了在可平行化拓扑条件下,广义相对论的遥平行等价中可能的暴胀情形下的宇宙学扰动。通过在遥平行形式下获得与广义相对论相同的物理观测量,我们对Vierbein场进行了3+1分解,这可以解释为坐标系和切坐标系之间的时间规范固定。我们还将讨论扩展到高阶作用量$f(T)$引力。
2012-11-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Non-Gaussianity from Light Compact Scalars
本文研究暴胀期间轻致密标量产生的原初非高斯性,强调需考虑其周期性或规范对称性,发现其双谱形状与非致密标量定性不同,并可通过星系成团测量其衰变常数。
2025-10-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A new mechanism to enhance primordial tensor fluctuations in single field inflation
我们讨论了一种新的机制,以增强频谱的原始张量涨落在单场暴胀的情况。这种增强依赖于一个短暂的非吸引子暴胀阶段,它放大了将要衰减的张量模式,并引起超视界尺度上张量波动的增长。我们表明,在此阶段产生的增强可以通过一个吸引子和非吸引子阶段,我们引入张量对偶整齐地处理。我们说明的机制和对偶性在一个动力学驱动的情况下的通货膨胀,与非最小的耦合之间的标量和度量。
2019-02-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
21-cm fluctuations from primordial magnetic fields
本文研究原初磁场通过增强小尺度密度涨落对宇宙再电离和21厘米信号的影响,利用21cmFAST模拟并结合CMB光学深度约束,预测HERA干涉仪可探测到pG量级的原初磁场。
2024-03-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Amplification of the Primordial Gravitational Waves Energy Spectrum by a Kinetic Scalar in $F(R)$ Gravity
在这项工作中,我们考虑一个组合的理论框架,包括$F(R)$重力和动力学标量场。在所有的宇宙时间里,标量场的动能都超过了它的势,而动能标量势被选择为小的和非平凡的。在这种情况下,我们表明,真空$F(R)$引力的原始引力波能谱显着增强,可以在未来的干涉仪检测。因此,动力标量会显著影响暴胀时代,因为它延长了暴胀时代的持续时间,但也对纯$F(R)$引力原初引力波的能谱产生了全面的放大效应。信号的形式是所有这些理论的特征,因为它基本上是平坦的,并且应该可以从所有未来的引力波实验中检测到广泛的频率范围,除非由于某些未知的物理过程而出现某些未知的阻尼因子。
2022-09-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th