Smoking-gun signatures of bounce cosmology from echoes of relic gravitational waves
College of Physics, Sichuan University（四川大学物理学院）；Department of Astronomy, School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学物理科学学院天文学系）；CAS Key Laboratory for Researches in Galaxies and Cosmology, School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China（中国科学院星系与宇宙学重点实验室，中国科学技术大学天文与空间科学学院）
本文发现非奇异反弹宇宙中遗迹引力波的有效势有两个峰，导致干涉振荡特征，可在高频段被当前和未来引力波探测器检验。
2026-06-19 astro-ph.CO gr-qc
What does cosmology tell us about the mass of thermal-relic dark matter?
光热耦合暗物质的存在影响了大爆炸核合成过程中早期的膨胀历史和轻元素的产生。具体来说，湮灭成标准模型粒子的暗物质可以改变宇宙中轻物质的有效数量$N_\mathrm{eff}$，以及BBN产生的轻元素的丰度。这些量反过来影响宇宙微波背景（CMB）的各向异性。我们提出了第一个联合分析的小尺度温度和偏振CMB各向异性从阿塔卡玛宇宙望远镜（ACT）和南极望远镜（SPT），普朗克数据和最近的原始丰度测量的氦和氘放置全面的边界上的质量的光热遗迹暗物质。我们考虑一系列的模型，包括暗物质耦合到光子和标准模型中微子。我们发现，ACT，SPT和普朗克的组合通常会导致最严格的质量约束的暗物质耦合到中微子，提高了40%-80%的下限，相对于以前的普朗克分析。另一方面，ACT和SPT的加入导致电磁耦合粒子上的结合稍弱，这是由于地面实验驱动的$Y_\mathrm{p}$和$N_\mathrm{eff}$的优选值的偏移。结合所有的CMB测量原始丰度测量，我们排除质量低于$\sim$ 4兆电子伏，在95%的置信度，所有的模型。我们发现，允许新的相对论性物种可以削弱质量边界的暗物质耦合到光子的数量级或更多。最后，我们讨论了下一代CMB实验在探测热遗迹暗物质质量方面的应用范围。
2022-04-18 astro-ph.CO
Asymmetric dark matter in braneworld cosmology
我们研究了膜世界膨胀时期对非对称暗物质遗迹密度的影响。我们发现，在早期宇宙的兰德尔Sundrum II（RSII）模型预测的膨胀率增强导致早期粒子冻结和增强的遗物密度。Okada和Seto（2004）在对称暗物质模型中观察到了这种效应，这里我们将他们的结果推广到非对称暗物质的情况。我们还讨论了膜世界场景中增强的非对称湮灭率及其对间接探测实验的影响。
2014-05-07 astro-ph.CO hep-ph
Irreducible cosmic production of relic vortons
在我们的宇宙中存在着一个由载流宇宙弦组成的标度网络，预计在宇宙膨胀期间会不断地产生具有守恒电流的环。这些环辐射引力波，并可能稳定成离心支撑的结构。我们表明，这一过程产生了一个不可约的人口的vortons尚未考虑到目前为止。特别是，即使在弦形成的时候没有形成环，我们也期望今天大量存在的涡旋子。我们确定了它们的宇宙学分布，并估计了它们今天作为弦张力和当前能量尺度的函数的遗迹丰度。这允许我们排除这个参数空间的新域。与此同时，在弦电流的某些条件下，涡子被证明是一个可行的和原始的暗物质候选者，可能为所有值的弦张力。它们的质量、自旋和电荷谱很宽，在暗物质的研究中，它们会有一种不寻常的现象。
2021-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spectrum of radiation from global strings and the relic axion density
University of Manchester（曼彻斯特大学）
研究全球弦辐射谱及其对轴子密度的影响，发现需排除弦周围区域以区分轴子与自场，并根据不同衰变机制预测轴子质量与检测频率。
2026-07-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Visible Sterile Neutrinos as the Earliest Relic Probes of Cosmology
实验室对无菌中微子的检测可以提供大爆炸核合成（BBN）之前宇宙演化的第一个迹象，这是一个尚未经过检验的时代。这种“可见的”无菌中微子在即将进行的实验中可以观察到，例如KATRIN/TRISTAN和HUNTER在keV质量范围内，PINEMY和其他在eV质量范围内的实验。在宇宙的温度为5 MeV之前，通常会对宇宙学做出一系列标准假设。然而，基于替代假设的非标准前BBN宇宙学可能会出现在有动机的理论模型中，并且同样与所有现有数据一致。我们重新审视生产无菌中微子的质量为0.01 eV至1兆电子伏的两个例子，这样的模型：标量张量和低再加热温度预BBN宇宙学。在这两个实验中，假定的3.5 keV X射线信号线对应于一个无菌中微子，其混合量足够大，可以在即将到来的实验室实验中进行测试。此外，活跃-无菌中微子混合的宇宙学/天体物理学上限明显弱于标准的前BBN宇宙学，这表明这些限制并不稳健。例如，在标量张量情况下，LSND和MiniBooNE短基线以及DANSS和近地天体反应堆实验所暗示的潜在信号区域完全不受宇宙学限制的约束。我们的工作突出表明，不育中微子可能构成前BBN时代的敏感探针。
2019-12-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
String Gas Cosmology: Progress and Problems
弦气体宇宙学是基于弦论的基本原理和关键的新自由度而建立的一种研究极早期宇宙演化的模型，它不同于点粒子场论。在弦气体宇宙学中，宇宙开始于一个准静态的哈格多恩阶段，在此期间，空间充满了高度激发的弦状态的气体。这种弦气体的热涨落导致几乎尺度不变的曲率波动谱。因此，弦气体宇宙学是宇宙暴胀的替代理论，可以用来解释宇宙结构的起源。这篇简短的评论集中在模型的构建模块，对晚期宇宙学的预测，以及模型面临的主要问题。
2011-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Towards an Observational Appraisal of String Cosmology
我们回顾了弦宇宙学在实验数据中的观测现状。我们首先定义常见的观测参数，并讨论如何确定它们为一个给定的模型。然后，我们回顾了几个弦理论模型的可观测足迹，讨论了各种潜在信号的意义。在整个过程中，我们评论了在宇宙学中寻找弦论证据的当前和未来前景，以及未来的重要问题。
2011-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Supersymmetry Breaking and Dilaton Stabilization in String Gas Cosmology
本文研究弦气体宇宙学中通过高吉诺凝聚的超对称破缺。我们表明，相同的高吉诺凝聚，这是引入稳定的介子打破超对称性。我们研究了这种机制导致的超对称性破缺的尺度限制。
2011-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Note on Shape Moduli Stabilization, String Gas Cosmology and the Swampland Criteria
在弦气体宇宙学中，最简单的形状模场通过考虑弦缠绕和动量模的存在而自然稳定。我们确定这些领域的有效势，并表明它服从德西特猜想，沼泽地的标准之一，有效场论是超弦理论相一致。
2020-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
String Gas Cosmology after Planck
我们回顾了弦气体宇宙学在2015年普朗克数据发布后的状况。弦气体宇宙学预言了一个几乎标度不变的宇宙学扰动谱，它有轻微的红色倾斜，就像最简单的暴胀模型一样。它还预测了一个尺度不变的引力波光谱，有轻微的蓝色倾斜，不像暴胀模型预测的引力波光谱的红色倾斜。弦气体宇宙学给出了两个一致性关系，它们决定了张量与标量的比值，以及给定标量谱的振幅和倾斜度的引力波谱的斜率。我们表明，这些一致性关系是在良好的协议与普朗克数据。我们将讨论未来的观测，这将能够区分通货膨胀的预测和弦气体宇宙学。
2015-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
String theory and primordial cosmology
弦宇宙学的目标是提供一个可靠的描述非常早期的宇宙在该制度下，标准模型物理学不再适用，我们可以安全地应用超弦模型的基本成分，如电子和轴子力，对偶对称性，缠绕模式，限制大小和曲率，更高的维度之间的基本扩展对象的相互作用。我们所追求的目标是解决（或至少减轻）标准宇宙学和暴胀宇宙学的大问题，如时空奇点、跨普朗克体系的物理学、暴胀的初始条件等等。
2014-04-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Challenges for String Cosmology
我们批判性地评估了用弦论描述观测到的宇宙和用宇宙学实验来探测弦论的两种前景。在这篇简短的回顾中，我们集中讨论了我们对弦论的不完全理解所带来的局限性。在提出一系列重大障碍后，我们指出了几个可能在不久的将来取得理论进展的领域。
2011-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Running of the Spectrum of Cosmological Perturbations in String Gas Cosmology
我们计算了弦气体宇宙学中宇宙学扰动谱的运行，利用了早期哈格多恩阶段和后期辐射阶段之间的过渡的平滑参数化。我们发现，在简单的单标量场暴胀模型的运行具有相同的符号。它的大小与$(1 - n_s)$（$n_s$是光谱的斜率指数）成正比，因此它在参数上比暴胀宇宙学中的大，在暴胀宇宙学中它与$(1 - n_s)^2$成正比。
2017-08-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
String Cosmology backgrounds from Classical String Geometry
我们介绍了一个非常早期的宇宙模型的基础上的热力学气体的封闭弦的背景下，这是非微扰的$α'$。考虑到完全$α'$修正的方程扩展到包括某些各向异性的宇宙学背景，我们描述了由气体状态方程参数化的系统在三个不同阶段的演化。使用标准的弦理论参数，我们从弦尺度内的各向同性10维宇宙开始，并将其演化为爱因斯坦框架中具有4个大时空维度和6个稳定内部维度的宇宙。
2021-03-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hubble Hullabaloo and String Cosmology
哈勃常数测量值的差异表明了暗能量、暗物质或两者的新物理学。从弦论中汲取灵感，我们探索克服$H_0$问题的可能解决方案。我们调查的宇宙学测定之间的相互作用$ΔN_{\rm eff}{}$和$Z'{}$搜索在大型强子对撞机运行3。
2020-05-04 astro-ph.CO hep-ph
The Chemical Signature of a Relic Star Cluster in the Sextans Dwarf Spheroidal Galaxy - Implications for Near-Field Cosmology
我们提出了在六分仪矮球状星系中存在[Fe/H]=-2.7的溶解星团的初步证据。我们使用化学标记技术来识别在多维化学丰度空间（C-空间）中高度聚集的恒星。在六颗恒星的样本中，有三颗，可能是四颗恒星被确定为潜在的星团星。母星团的初始恒星质量由两个独立的观测值估算得到，M*，init=1.9^{+1.5}_{-0.9}（1.6^{+1.2}_{-0.8}）× 10^5 M_sol，假设初始质量函数为Salpeter（Kroupa）。如果通过后续的光谱学证实，这个星团是迄今为止发现的最缺乏金属的系统。像六分仪这样的矮星系中残余星系团的化学特征为我们提供了一个非常强大的高红移宇宙探测器。从现有的观测数据，我们认为，在大多数新发现的超暗矮星系的平均星团质量显着低于它是在今天的银河系，可能低于更明亮的，经典的矮球状星系。此外，矮球状体的平均累积金属丰度函数低于超微弱的，这与我们的随机化学演化模型预测的金属丰度增加而增加。这两个发现，加上可能存在的Mg/Fe比值的差异，表明超暗矮星系群或其中很大一部分，以及矮球状体群，是在不同的环境中形成的，因此在起源上是不同的。
2012-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
London-like tensor modes of gravitational waves in cosmic string cosmology
本文通过经典分析证明状态方程为ω=-1/3的宇宙弦宇宙学介质中引力波遵循类伦敦方程并发生波长相关衰减，从而对可传播波长施加由空间曲率和能量密度决定的限制。
2023-04-27 astro-ph.CO gr-qc
