Milne Universe, Tachyons, and Quantum Group
我们分析了玻色子和超弦在时空轨道上的谱,通过一个推进,导致宇宙学奇点。我们表明,模块化的不变性导致频谱的扭曲部门快子,连同所有其他扭曲部门领域,目前在欧几里德版本的orbifold,是不存在的。这使得不可能通过世界面CFT的边缘变形来解决奇点。我们还建立了欧几里得和洛伦兹体系中转动轨道的分辨率与量子群之间的关系。分析证实了解决宇宙学轨道奇点的不可能性。
2002-03-12 hep-th
The Casimir densities for a sphere in the Milne universe
在$(D+1)$维Milne宇宙背景下,假设球上标量场服从Robin边界条件,研究了球边界对大质量标量场真空涨落的影响.导出了球内外区域的归一化模函数,并讨论了不同的真空态。对于共形真空,Hadamard函数被分解为边界自由贡献和球诱导贡献,后者在内部和外部区域都得到积分表示.作为真空态的重要局域特性,研究了场平方和能量动量张量的真空期望值。结果表明,真空能量动量张量有一个非对角分量,对应于沿径向的能流。根据罗宾边界条件中的系数,球感生对真空能量和能流的贡献可以是正的或负的。在后期阶段的膨胀和一个大规模的领域的衰减的球体引起的VEVs,作为时间的函数,是阻尼振荡。所考虑的几何是共形相关的静态时空与负常曲率空间和球诱导的贡献在相应的VEVs进行了比较。
2020-04-23 gr-qc hep-th quant-ph
Strings in an electric field, and the Milne Universe
可以说是弦论中宇宙学奇点的最简单模型,洛伦兹轨道折叠$\Real^{1,1}/boost$导致无扭曲态的散射振幅严重发散,表明对奇点的强烈反作用。在这项工作中,我们采取的第一步,在调查是否扭曲状态的凝聚可以解决这个问题,解决类空奇点。通过与电场中的带电开弦进行形式类比,我们认为,与先前的主张相反,扭曲扇区确实包含物理散射态,可以将其视为电场中的带电粒子。因此,通过普通的施温格机制,将产生相关的扭曲态对。对于电场中的开弦,确定了零模的壳层上波函数,并证明了在欧氏空间中解析地继续到通常的朗道谐振子的不可归一化模。密耳轨道的闭弦散射态通过无理角的旋转继续到$\Real^2$的不寻常的欧几里德轨道中的不可正规化模式。不管与米尔恩宇宙的形式类比如何,恒定电场中的开弦或碰撞的D-膜也可以作为研究弦论中时间依赖性的有用实验室。
2003-11-18 hep-th
Dispersive Friedmann universes and synchronization
该研究考量标准理想流体弗里德曼宇宙学的色散特性,发现色散版Milne与平坦宇宙具备标准解没有的长期性质,且二者未来可完全同步,为宇宙均匀性等难题提供解决方案。
2023-04-05 gr-qc hep-th
We investigate exact solutions and the asymptotic dynamics for the Friedmann-Lema\^ıtre-Robertson-Walker universe with nonzero spatial curvature in the fourth-order modified teleparallel gravitational theory known as $f\left( T, B\right) $ theory. We show that the field equations admit a minisuperspace description, and they can reproduce any exact form of the scale factor. Moreover, we calculate the equilibrium points and analyze their stability. We show that Milne and Milne-like solutions are supported, and the de Sitter universe is provided. To complete our analysis, we use Poincaré variable…
2022-09-17 gr-qc hep-th
Non-Gaussianity in the HILC foreground-reduced three-year WMAP CMB map
在宇宙微波背景辐射数据中检测到或未检测到原始非高斯性,不仅对于检验早期宇宙物理学的替代模型至关重要,而且对于区分暴胀模型的类别也至关重要。考虑到这种非高斯性探测对我们理解早期宇宙物理学的深远影响,重要的是采用替代指标,以便获得有关CMB高斯性特征的进一步信息,这可能有助于确定它们的起源。因此,最近在非高斯指标的设计以及在CMB数据中寻找偏离高斯性的应用方面作出了相当大的努力。最近,我们提出了两个新的大角度非高斯指标,提供了大角度尺度上的高斯偏离的措施。我们已经使用这些指标进行高斯性的单频带和可用的前景减少{ \it五年}地图与不KQ 75掩模的分析。在这里,我们扩展和补充这些研究进行了新的分析偏离高斯的{ \it三年}谐波ILC(HILC)前景减少全天空和KQ 75掩蔽地图从WMAP数据。我们表明,这一全天空前景减少地图提出了一个显着的偏离高斯,这是降低到一个水平的一致性与高斯时,采用KQ 75掩模。
2010-04-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
How Gaussian can our Universe be?
引力是一个非线性理论,因此,除非有抵消,暴胀产生的初始超视界扰动必须包含某种最小量的模式耦合,或原始非高斯性。在单场慢滚模型中,这个下限是饱和的,非高斯性由两个可观测量控制:张量与标量之比,它的不确定性超过50个数量级;标量谱指数,或倾斜,这是相对较好的测量。众所周知,对于导数中的首阶和次首阶,与倾斜成比例的贡献从任何局部可观测值中消失,并且怀疑这可能发生在所有阶,允许任意低的原始非高斯性。采用共形费米坐标,我们明确表明,这是不是这样的。相反,倾斜的贡献出现在当地的可观察性。总而言之,我们宇宙中的物理原始非高斯性的底层具有$k_\ell^2/k_s^2$的压缩极限标度,类似于等边和正交形状,以及$0.1\times(n_\mathrm{s}-1)$阶的无量纲振幅。
2016-12-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Holographic Non-Gaussianity
我们在最近提出的暴胀宇宙的全息描述中研究了原始宇宙学扰动的非高斯性。利用全息对偶三维非引力量子场论的关联函数,导出了确定宇宙学曲率扰动双谱的全息公式。这使我们能够计算的原始双谱的宇宙开始在一个非几何全息相位,使用微扰QFT计算。引人注目的是,对于一类由三维超可重正化QFT指定的模型,原始双谱完全具有f_nl^eq=5/36的可因子分解等边形式,而与对偶QFT的细节无关。这项调查的副产品是一个全息公式的应力-能量张量沿一般全息RG流的轨迹的三点函数,这应该有本工作的职权范围之外的应用。
2011-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Anisotropies and non-Gaussianity of the Cosmological Gravitational Wave Background
随机引力波背景(SGWB)是引力波(GW)干涉测量的重要观测对象。它的发现将为早期宇宙学和致密天体的天体物理学打开一扇新的窗口。使用玻尔兹曼方法,我们研究了角各向异性的GW能量密度,这是一个重要的工具,解开不同的宇宙学和天体物理学的贡献SGWB。宇宙学背景中的各向异性在其产生时,以及通过宇宙的大尺度标量和张量扰动的GW传播时都留下了印记。第一个贡献不存在于宇宙微波背景(CMB)辐射(因为宇宙在复合之前对光子是不透明的),导致各向异性对频率的一阶依赖性。此外,我们提供了一种新的方法来表征宇宙学SGWB通过其可能的偏离高斯统计。特别是SGWB将成为研究大尺度宇宙学扰动的原始非高斯性的新的探索。
2019-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Searching for non-Gaussianity in the Planck data
宇宙微波背景(CMB)辐射的温度各向异性和偏振的统计特性为研究早期宇宙物理提供了有力的工具。在最近的工作的基础上的峰度和偏度的CMB天球补丁的数据的计算的统计程序已被提出,并用于调查大角度偏离高斯WMAP地图。在这里,我们简要地解决这个问题,如何修改高斯分析,如果前景清洁普朗克地图被认为是。我们表明,虽然前景清洁普朗克地图呈现出不同程度的高斯性的显着偏差时,使用不太严重的掩模,他们成为一致的高斯性,检测到我们的指标,当与联盟掩模U73掩蔽。
2015-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological string models from Milne spaces and SL(2,Z) orbifold
利用具有额外自由方向的$n+1$维Milne宇宙构造了简单的四维FRW宇宙学弦模型,用$p=k ρ$,$k=(4-n)/3n$描述物质膨胀.然后我们考虑n=2的情形,并作SL(2,Z)轨道恒等式.该模型是令人惊讶的零orbifold与一个额外的反射发生器。弦谱的研究涉及SL(2,Z)基域上的调和函数理论。特别是,从这个理论可以推导出一个界限的能隙和一个事实,即有一个有限的简并激发的无限数量。我们讨论了波函数的结构,并给出了物理缠绕态在奇点附近变轻的例子。
2003-06-26 hep-th
Non-gaussianity in the foreground-reduced CMB maps
[摘要]:通过使用CMB数据检测或未检测原始非高斯性不仅对于区分通货膨胀模型而且对于测试替代方案至关重要。因此,非高斯性提供了对原始宇宙物理学的一个强有力的探索。原始非高斯性的提取是一项困难的事业,因为非原始自然的几种效应可以产生非高斯性。大部分CMB数据的高斯性分析都是通过使用部分天空频率来进行的,其中使用掩模来处理银河漫射前景发射。然而,全天空地图似乎更适合于测试CMB数据的高斯性。另一方面,在一些非高斯分析中,掩模会引起偏差。在这里,我们使用两个最近的大角度非高斯指标,基于CMB地图大角度斑块的偏斜度和峰度,来检查可用的全天五年和七年WMAP地图中的非高斯问题。我们发现,这些全天空的前景减少地图提出了一个显着的偏离高斯的不同水平,这与前景减少程序。我们还进行了高斯性分析的前景减少五年和七年的WMAP地图与KQ75掩码,并与全天前景减少地图进行类似的分析进行比较。该比较显示了当采用掩模时非高斯性水平的显著降低,这提供了关于前景缩减的地图作为全天空CMB的高斯重建的适合性的指示。
2010-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Phase transitions during Cyclic-Inflation and Non-gaussianity
典型的具有正真空能量密度的冷膨胀会稀释所有的物质,除了在膨胀过程中被拉伸到哈勃补丁之外的量子波动。然而,循环膨胀的情况下,宇宙经历了许多许多不对称的周期,导致整体指数增长,在热物质的存在下运作。因此,虽然冷暴胀的一些好的特性被保留,在循环暴胀模型中,热激发是不断产生的,并且存在一个独特的机会,在CMBR中留下有趣的热历史。特别地,我们将看到,当接近临界温度时,相变可以导致明显大的高阶非高斯性,并且这些非高斯性随着关联的阶数而越来越发散。
2013-02-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Modification of the halo mass function by kurtosis associated with primordial non-Gaussianity
研究了峰度型原始非高斯性条件下的晕质量函数。峰度对应于傅立叶空间中定义的三谱。原始三谱通常由两个参数$τ_{\rm NL}$和$g_{\rm NL}$表征。作为导出的非高斯质量函数的应用,我们考虑了它对空洞结构丰度的影响、对早期恒星形成的影响以及对高红移最大质量天体形成的影响。通过比较原始非高斯性对团簇丰度和空洞丰度的影响,我们可以区分原始非高斯性的偏态和峰度类型。至于早期的恒星形成,我们表明,峰度类型的原始非高斯性似乎不影响平均宇宙的再电离历史。然而,在高红移(高达$z\simeq 20$),这种非高斯性确实对再电离的早期阶段有一定的影响。
2011-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Diversity in the Phoenix Universe
科普兰等人最近提出,在11维空间中,两个轨道折叠平面可以以规则的方式碰撞和反弹,即使体度规从米尔恩时空扰动到卡斯纳解。在本文中,我们指出,作为一个结果,全球的“凤凰”结构的循环宇宙显着丰富。空间上分离的区域,具有不同的密度波动幅度以及不同的非高斯特性,都是物理实现的。那些包含最多结构的区域由Q ~ 10^{-4.5}的波动幅度和局部非高斯参数f_{NL} ~ O(+/-10)和g_{NL} ~ O(-10 ^3)来确定,与当前的观测结果一致。
2011-07-22 astro-ph.CO hep-th
A comparative study of non-Gaussianity in ILC-7yr CMB map
利用宇宙微波背景辐射(CMB)探测或不探测原初非高斯性(NG)是打破早期宇宙模型简并性的一种可能途径。由于单一的统计估计量很难对数据中可能存在的所有形式的NG敏感,因此使用不同的统计估计量来研究CMB中的NG是很重要的。最近,两个新的大角度NG指标的基础上的偏度和峰度的球冠或球细胞的CMB天空已被提出,并用于CMB数据和模拟地图。在这里,我们做了一个比较研究,这两个不同的程序,通过检查NG在WMAP七年ILC地图。我们发现,球形细胞程序检测到更高水平的NG比重叠球冠的方法获得的。
2013-05-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Ekpyrotic Non-Gaussianity -- A Review
Ekpyrotic模型和它们的循环扩展解决了标准宇宙学的平坦性,视界和均匀性难题,通过假设宇宙在大爆炸之前的缓慢收缩阶段。这个Ekpyrotic阶段也设法产生一个几乎标度不变的标量密度波动谱,但至关重要的是,与显着的非高斯修正。事实上,某些版本的ekpyrosis正处于被观测排除的边缘,而有趣的是,最有动机的模型预测了非高斯性的水平,这些水平将在不久的将来的实验中被测量。在这里,我们详细回顾这些预测,并评论其影响。
2010-06-10 astro-ph.CO hep-th
Two statistical procedures for mapping large-angle non-Gaussianity
在宇宙背景辐射(CMB)中发现原初非高斯性是探索早期宇宙物理的关键。由于单一的统计估计很难适用于检测各种可能的非高斯性形式,因此使用不同的统计指标来研究CMB的非高斯性是很重要的。这促使人们提出了一些统计工具,包括两个基于CMB天球球冠偏度和峰度的大角度指标。虽然适合于检测相当大的非高斯性,但它们无法检测普朗克边界内的非高斯性,并且表现出具有不期望的振荡模式的功率谱。在这里,我们使用了数千个模拟CMB地图来研究这些球形补丁程序的进展相关的问题。我们研究是否在补丁的选择的变化可以提高程序的灵敏度以及足够检测大角度的非高斯普朗克范围内。为此,提出了一种新的非重叠小区的统计过程,并建立了它的能力。我们还研究了这种新方法是否能够消除球冠方法的偏斜度和峰度功率谱中不期望的振荡模式。我们表明,新的程序解决了这个问题,明确这个意想不到的功率谱模式没有一个物理起源,而是可能产生的重叠与球冠的方法。最后,将该统计方法与传统的球冠统计方法进行了比较分析,确定了球冠统计方法的非高斯检测下限,并说明了球冠统计方法的相对强度和灵敏度。
2013-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Induced superhorizon tensor perturbations from anisotropic non-Gaussianity
研究了在各向异性非高斯性条件下由二阶标量微扰引起的宇宙学张量扰动。这类诱导张量模通过长模和短模之间的内禀四极耦合在超视界尺度上产生。从膨胀的哈勃半径到复合时的Silk阻尼尺度,所有尺度上的标量扰动都对宇宙微波背景(CMB)尺度上的诱导张量功率谱有贡献。此外,诱导张量谱变得几乎标度不变。前一个性质表明,CMB的测量提供了一个小尺度物理的测试。然而,后者意味着次级效应可能会污染原始张量谱,它告诉我们暴胀的能量标度。我们推导出了两个具体的各向异性非高斯性例子:统计各向异性标量非高斯性和标量-标量-张量非高斯性的诱导张量模式,并讨论了观测结果的极短尺度物理。此外,我们评论的各种可能性,提高诱导光谱与非标准的早期宇宙物理。
2020-01-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Local non-Gaussianity from inflation
原始扰动的非高斯分布有可能揭示在非常早期的宇宙中起作用的物理过程。局部模型提供了一类定义明确的非高斯分布,这些分布是从膨胀期间高斯场波动开始的超哈勃尺度上密度扰动的非线性演化中自然产生的。我描述的delta-N形式主义用于计算原始密度扰动在大尺度上,然后审查几个模型的起源,本地原始非高斯,包括cuvaton,调制再加热和ekpyrotic方案。我在附录中列出了在特定论文中使用的符号约定表。
2010-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Gaussianity Generated by the Entropic Mechanism in Bouncing Cosmologies Made Simple
微波背景辐射中的非高斯性必然会在为我们提供关于极早期宇宙物理学的线索方面发挥关键作用。然而,相关的计算,在第二,甚至第三阶微扰理论,往往是复杂的点,掩盖简单的基本物理过程。本文给出了一个简单的解析方法来近似计算由熵机制产生宇宙学扰动的循环模型的非线性参数f_{NL}和g_{NL}。我们的方法是快速的,物理上透明的,并同意与数值计算的结果。
2009-09-14 astro-ph.CO hep-th
Probing primordial non-Gaussianity with 21 cm fluctuations from minihalos
我们调查未来的限制,从21厘米角功率谱的minihalos的原始本地型非高斯。我们特别关注原始曲率扰动的三谱,其特征在于非线性参数$τ_{\rm NL}$和$g_{\rm NL}$。我们表明,未来的测量微晕21厘米角功率谱可以探测这些非线性参数与$τ_{\rm NL}\sim30$和$g_{\rm NL}\sim2\times10^3$的平方公里阵列(SKA)和$τ_{\rm NL}\sim0.6$和$g_{\rm NL}\sim8\times10^2$的快速傅里叶变换望远镜(FFTT)的前所未有的精度。这些敏感性水平将对暴胀宇宙的模型和宇宙密度波动的起源产生重大影响。
2018-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Comment on non-Gaussianity in hybrid inflation
在文献中,对于混合暴胀中的非高斯性的数量有不相容的估计。本文指出了产生这种差异的原因,并证明了用二阶微扰Einstein方程和分离宇宙方法两种不同方法得到的混合暴胀中的非高斯性量的结果是一致的。这为方法本身和非高斯性的实际计算提供了信心。
2005-06-14 astro-ph hep-ph hep-th
Thermal non-Gaussianity in holographic cosmology
最近,它已被证明,热全息涨落可以引起一个几乎尺度不变的频谱的度量扰动,因为在这种情况下,能量是成比例的边界面积,而不是体积。在这里,我们计算的非高斯频谱的宇宙学涨落全息相位,它可以印在辐射占主导地位的宇宙突然跃迁。我们发现,如果物质是类幻影,非高斯性$f_{NL}^{equil}$可以达到${\cal O}(1)$,甚至大于${\cal O}(1)$。特别是在极限$ω\to -5/3$中,非高斯性非常大且为负。此外,由于能量与面积成比例,如果忽略转变期间(固定温度)$T$的变化,则热全息非高斯性线性地依赖于$k$。
2008-11-03 astro-ph gr-qc hep-th
We extend the δN formalism so that it gives all of the stochastic properties of the primordial curvature perturbation ζif the initial field perturbations are gaussian. The calculation requires only the knowledge of some family of unperturbed universes. A formula is given for the normalisation \fnl of the bispectrum of ζ, which is the main signal of non-gaussianity. Examples of the use of the formula are given, and its relation to cosmological perturbation theory is explained.
2005-09-18 astro-ph gr-qc hep-ph
Large Non-Gaussianity Implication for Curvaton Scenario
我们认为在暴胀宇宙中,光标量场的典型能量密度不应小于$H^4$。该要求意味着非高斯参数$f_{NL}$通常由上面的张量-标量比$r$(即,$f_{NL}\lesssim 518\cdot r^{1\over 4}$)限定。如果是$f_{NL}=10^2$,则膨胀发生在GUT量表附近。
2008-10-03 astro-ph hep-th
Non-Gaussianity of scalar perturbations generated by conformal mechanisms
我们考虑用共形不变性解释宇宙标量扰动功率谱平坦性的理论,如共形滚动模型和伽利略成因。我们表明,领先的{ \it非线性}顺序,扰动在所有模型从这个类的行为在一个相同的方式,至少如果相关领域的能量密度是小的总能量密度(旁观者近似)。然后,我们转向这些模型中固有的非高斯性(与在随后的演化过程中可能产生的非高斯性相反)。本征双谱消失,所以我们执行的三谱的完整计算,并比较它与各种限制的局部形式的三谱。我们的三谱的最奇特的特点是一个(相当温和的)奇点的限制,其中两个动量是绝对值相等,方向相反(折叠极限)。一般来说,固有的非高斯性可以是可检测的大小。
2011-10-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revealing the Structure of the Inflationary Landscape through Primordial non-Gaussianity
在这篇论文中,我们展示了如何通过原初密度扰动来探测原初宇宙的景观势的结构,这些扰动是造成宇宙微波背景各向异性和宇宙大尺度结构的原因。等曲率场可能在暴胀期间跨越分隔景观势的局部极小值的障碍而波动。我们分析了这个过程如何影响原始曲率扰动的演变。如果典型的距离分隔连续极小的景观潜力和高度的势垒小于哈勃膨胀率参数化的通货膨胀,概率分布函数的isocurvature领域成为非高斯由于外观的颠簸和下降与潜在的结构。我们表明,这种非高斯性可以转移到原始曲率扰动的统计。曲率扰动分布中出现的非高斯结构类型不能用多谱的标准方法完全探测;相反,需要概率分布函数。为了证实我们的主张,我们提供了一个具体的模型组成的等曲率扰动与正弦电位和线性导数之间的耦合等曲率和曲率场。这一结果被推广到任意的潜力和简要研究超越一阶微扰理论。最后,我们进行了研究的原始非高斯的本地类型,在那里我们使用我们的结果来重建和约束的形状的景观潜力的帮助下,由普朗克望远镜的宇宙微波背景观测和探索的前景,可观察到的数量在我们的宇宙的大尺度结构对约束其原始统计。
2019-09-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Multi-field inflation with large scalar fluctuations: non-Gaussianity and perturbativity
本文研究双曲场空间中多场暴胀模型的大标量涨落,发现峰值尺度上的非高斯性大且接近局域型,并用输运方法和$δN$形式验证了结果,同时讨论了其对理论微扰性的影响。
2023-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Searching for non-Gaussianity in the WMAP data
对最近的宇宙微波背景(CMB)数据的一些分析提供了一些线索,即WMAP CMB温度波动偏离高斯性。考虑到这种非高斯性对我们理解早期宇宙物理学的深远影响,重要的是采用替代指标来确定所报告的非高斯性是否是宇宙学起源,和/或提取可能有助于确定其原因的进一步信息。我们提出了两个新的非高斯指标,基于大角度补丁的CMB地图,这提供了一个衡量偏离高斯大角度尺度的偏度和峰度。这些指标的一个显著特点是,它们提供了CMB温度数据的非高斯性的天空图,从而允许一个可能的额外窗口进入其起源。使用这些指标,我们发现在三年和五年的WMAP ILC地图与KQ 75掩模没有显着偏离高斯性,而ILC未掩蔽的地图表现出偏离高斯性,因此量化WMAP团队建议采用新的掩模KQ 75进行高斯性测试。我们还使用我们的指标来测试高斯性的单频前景未删除的WMAP三年和五年的地图,并表明,K和Ka地图表现出明显的指示偏离高斯性,即使与KQ 75掩模。我们表明,我们的研究结果是强大的方法的细节方面。
2009-03-09 astro-ph gr-qc hep-th
Non-Gaussianity from resonant curvaton decay
我们计算了曲率场通过参量共振衰减为另一个标量场的情形下的曲率扰动。由于在共振结束时的非线性阶段,标准微扰计算技术在这种情况下失败。相反,我们使用格点场论模拟和分离宇宙近似计算曲率扰动作为曲率场的非线性函数。对于测试的参数,所产生的扰动是高度非高斯的,并没有很好地近似通常的fNL参数化。共振衰变在曲率情况下起着重要的作用,并可能对所产生的扰动产生重大影响。
2010-06-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Landscape tomography through primordial non-Gaussianity
在本文中,我们展示了如何可能探测到的结构的原生宇宙的景观潜力的原始密度扰动的性质负责的起源的宇宙微波背景各向异性和大尺度结构我们的宇宙。等曲率场--与暴胀轨道正交的场--可能在暴胀期间穿过分隔景观势局部极小值的障碍而波动。我们分析了这个过程如何影响原始曲率扰动的演变。如果典型的距离分隔连续极小的景观潜力和高度的势垒小于哈勃膨胀率参数化的通货膨胀,概率分布函数的isocurvature领域成为非高斯由于外观的颠簸和下降相关联的结构的潜力。我们表明,这种非高斯性可以转移到原始曲率扰动的统计,如果等曲率场耦合到曲率扰动。曲率扰动分布中出现的非高斯结构类型不能用多谱的标准方法完全探测;相反,需要概率分布函数。后者是通过对所有的$n$点关联函数求和而获得的。为了证实我们的主张,我们提供了一个具体的模型组成的axionlike isocurvature扰动与正弦电位和isocurvature和曲率场之间的线性导数耦合。在该模型中,曲率扰动的概率分布函数由高斯函数组成,并具有反映等曲率轴子势的小的叠加振荡。
2018-10-17 astro-ph.CO hep-th
Primordial non-Gaussianity is a sensitive probe of the inflationary era, with a number of important theoretical targets living an order of magnitude beyond the reach of current CMB constraints. Maps of the large-scale structure of the universe, in principle, have the raw statistical power to reach these targets, but the complications of nonlinear evolution are thought to present serious, if not insurmountable, obstacles to reaching these goals. In this paper, we will argue that the challenge presented by nonlinear structure formation has been overstated. The information encoded in primordial n…
2021-12-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Non-Gaussianity from Inflation: Theory and Observations
这是一个审查模型的膨胀和他们的预测的原始非高斯密度扰动被认为是在宇宙结构的起源。非高斯性作为一个关键的可观察性出现,以区分宇宙学扰动产生的竞争方案,是目前和未来的宇宙微波背景卫星任务的主要目标之一。我们从理论和观测的角度详细介绍了非高斯性这一主题的最新进展,并提供了在微扰理论中计算任何宇宙学扰动模型中的非高斯性水平所需的所有工具。我们讨论了新一波的暴胀模型,这些模型牢固地植根于现代粒子物理学理论,并预测了大量的非高斯性。该评论是针对天体物理学家和粒子物理学家,并包含有用的表格,总结了关于非高斯性的理论和观测结果。
2004-07-28 astro-ph gr-qc hep-ph
Enhanced Non-Gaussianity from Excited Initial States
我们利用膨胀宇宙中的有效场论方法研究了在Bunch-Davies态上选择一个激发暴胀初态对CMB双谱的影响。我们发现,即使是阿达玛状态,有意想不到的增强的双谱的某些配置在动量空间中,由于在暴胀的早期阶段的模式的相互作用。这些增强可以在参数上大于标准增强,并且在当前和未来的数据中可能是可观察到的。这些初始状态效应在$l$ -空间中有一个特征性的签名,这将它们与通常的贡献区分开来,对于对应于两个动量共线的扁平三角形的配置,这种增强最为明显。
2008-02-04 astro-ph gr-qc hep-th
Primordial non-gaussianity, statistics of collapsed objects, and the Integrated Sachs-Wolfe effect
宇宙学初始条件中任何非高斯性的暗示都将为我们提供一个了解早期宇宙物理的独特窗口。我们表明,一个小的本地原始非高斯性(超视界尺度上产生的)对坍缩物体(如星系或星系团)的统计数据的影响,可以近似使用稍微修改,但高斯,初始条件,我们通过简单的解析表达式描述。考虑到高斯初始条件下的数值模拟研究相对较好,这种等价性为我们提供了一个简单的工具来预测坍缩物体统计中原始非高斯性的签名。特别是,我们描述了非高斯质量函数的预测,也证实了最近发现的一个非局部偏置大尺度(arXiv:0710.4560,arXiv:0801.4826)作为原始非高斯性的签名。然后,我们研究了星系巡天的潜力,以限制非高斯使用其自相关和互相关与CMB(由于综合的Sachs-Wolfe效应)作为勘测特征的函数,并预测它们最终将分别产生Δ f_{NL} ~ 0.1和3的精度,其将优于来自CMB的最佳预测约束或与来自CMB的最佳预测约束竞争(但独立于来自CMB的最佳预测约束)。有趣的是,CMB和NVSS星系巡天的互相关已经显示出一个大的局部原始非高斯性的暗示:f_{NL} = 236 +/- 127。
2008-07-02 astro-ph gr-qc hep-th
How Gaussian can the Sky be? Primordial Non-Gaussianity from Quantum Information
利用量子信息图像将早期宇宙描述为一个含时的量子密度矩阵,其中时间扮演随机变量的角色,我们计算了原始涨落分布的非高斯特征。我们使用准de Sitter模型计算相应的量子费舍尔信息函数作为相对纠缠熵的二阶导数的密度矩阵在两个不同的时间。我们定义的曲率波动的时间量子估计。利用标准量子估计理论,我们计算了原始涨落统计分布的非高斯特征。我们的方法是模型无关的,只依赖于准de Sitter相的存在。我们发现,有原始的非高斯性,无论是在压缩和等边形状的形式。压缩极限给出值$f_{\rm NL} \sim n_s-1$。在等边极限中,我们发现$f_{\rm NL} \sim 0.03$。等边非高斯性是由于爱因斯坦方程的非线性。另一方面,压缩的一个是由于时钟同步的量子性质,因此是真实的,不能作为一个整体曲率来衡量。我们发现了一个新的效应:{ \it时钟偏差},这是一种纯粹的量子效应,并在$\sim 10^{-4}$阶功率谱的频谱倾斜和运行中引入偏差,这可能是潜在的可测量的,并产生关于早期宇宙量子性质的宝贵信息。
2020-05-19 astro-ph.CO hep-th quant-ph
Non-Gaussianity and Baryonic Isocurvature Fluctuations in the Curvaton Scenario
我们讨论非高斯性和重子等曲率波动的曲率的情况下,假设宇宙的重子不对称性起源于膨胀的衰变产物。当在这样的情况下实现大的非高斯性时,也可以产生非零重子等曲率波动,除非重子生成发生在曲率衰变之后。我们计算了非线性参数fNL和重子等曲率涨落,同时考虑了暴胀子和曲率子的原初涨落。我们表明,虽然目前的约束等曲率波动是严重的,非线性参数可以大到f_NL \sim O(10-100),而不冲突的约束。
2008-12-15 astro-ph hep-ph hep-th
The next non-Gaussianity frontier: what can a measurement with $σ(f_{\rm NL}) \lesssim 1$ tell us about multifield inflation?
未来的星系巡天有望以前所未有的精度探测局部原始非高斯性,即$σ(f_{\rm NL}) \lesssim 1$。我们研究的影响,多场通货膨胀考虑观众模型,其中通货膨胀是由暴胀子场驱动,但原始扰动(部分)产生的第二个,观众场。我们使用普朗克数据进行MCMC似然分析,研究定量预测$f_{\rm NL}$和其他可观的一系列这样的观众模型。我们表明,模型的原始扰动占主导地位的观众场,而微调内更广泛的参数空间,通常预测$f_{\rm NL}$的顺序统一。因此,即将到来的星系团测量将构成一个严格的测试,是否原始扰动的产生和暴胀宇宙的加速膨胀是由于不同的现象。
2016-12-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Non-Gaussianity from Axionic Curvaton
我们研究了非高斯密度扰动所产生的一个轴曲率,专注于的情况下,曲率坐在附近的山顶的潜力在通货膨胀。这样的山顶曲率可以产生一个红色倾斜的密度扰动谱,而不会引起大场暴胀。我们表明,即使当曲率占主导地位的宇宙,非高斯参数fNL是积极的,并温和地增加到山顶的曲率势,和fNL = O(10)是一个普遍的和强大的预测这样的山顶轴子曲率。特别地,我们发现在标量谱指数ns = 0.94 - 0.99的范围内,非高斯性参数fNL <~ 30 - 40,当曲率质量m_σ= 10 - 10^6 GeV,衰变常数f = 10^{12} - 10^{17} GeV时,fNL = 20 - 40。轴曲率的一个可能的候选者是质量为10 ~ 100 TeV、衰变常数为10^{16}~ 10^{17} GeV的模场的虚部。我们还讨论了极端的情况下,曲率驱动器的第二次通货膨胀,并发现fNL通常小于非通货膨胀的情况下。
2013-03-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Non-Gaussianity from Curvatons Revisited
我们调查的密度扰动源的曲率与一般的能量潜力。偏离二次项的曲率势的关键特征是曲率经历了其振荡的非均匀开始。这对密度扰动有额外的贡献,特别是我们发现,非高斯参数f_NL可以变大,无论曲率在宇宙衰变时占主导地位还是次主导地位。这种非二次曲率势是为了产生一个红色倾斜的密度扰动谱(而不引起大场暴胀)所必需的,并且也是基于微观物理的显式曲率模型所激发的。我们进一步应用我们的一般结果的情况下,曲率是一个伪Nambu-Goldstone(NG)玻色子的破缺U(1)对称性,并表明,由此产生的密度扰动强烈增强朝向山顶区域的能量潜力,伴随着温和的增加的非高斯性。这种山顶NG曲率可以在宽范围的暴胀/再加热尺度下产生观测上建议的密度扰动,并进一步预测密度扰动的非高斯性在10 <~ fNL <~ 30范围内。
2011-12-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial Non-Gaussianity
我们目前对宇宙的理解是通过对宇宙微波背景(CMB)结构的原始测量以及追踪宇宙大尺度结构(LSS)的星系分布和形状建立的。宇宙学可观测量的一个关键因素是,假设观测结构的场最初是高精度的高斯场。尽管如此,对高斯性的最小偏差可能是解释观测到的宇宙的模型的最可靠的理论预测;即使在最简单的情况下,它也必然存在。此外,大多数暴胀模型产生的非高斯性水平要高得多。由于非高斯性直接探测了早期宇宙的动力学,因此探测将是宇宙学中的一个重大发现,为大统一理论尺度上的物理学提供线索。
2019-03-14 astro-ph.CO hep-th
Standard Model Mass Spectrum in Inflationary Universe
我们计算了具有量子修正的暴胀过程中的标准模型(SM)质量谱,并探讨了在非高斯压缩极限下的可观测结果。非希格斯和希格斯暴胀模型进行了详细研究。我们还说明了如何通过威克旋转的膨胀背景的欧氏签名和尺寸正则化,可以计算出一些通货膨胀的循环图整齐。
2017-04-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological Collider Physics gives us the opportunity to probe high-energy physics from observing the spacetime fluctuations generated during inflation imprinted on the cosmic microwave background. In other words, it is a method to investigate physics on energy scales that cannot be reached by terrestrial accelerators by means of precise observations of the universe. In this paper, we focus on the case where the GUT scale is close to the energy scale of inflation, and calculate three point function of inflaton by exchanging the Higgs boson in GUT at tree level. The results are found to be con…
2022-11-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
We study the information content of summary statistics built from the multi-scale topology of large-scale structures on primordial non-Gaussianity of the local and equilateral type. We use halo catalogs generated from numerical N-body simulations of the Universe on large scales as a proxy for observed galaxies. Besides calculating the Fisher matrix for halos in real space, we also check more realistic scenarios in redshift space. Without needing to take a distant observer approximation, we place the observer on a corner of the box. We also add redshift errors mimicking spectroscopic and photom…
2022-10-03 astro-ph.CO hep-th math.AT
Very Large Primordial Non-Gaussianity from multi-field: Application to Massless Preheating
本文导出了一个适用于大于哈勃半径的尺度的、仅包含局部项的、多个场的二阶曲率扰动的一般表达式,只要它的展开是由单个场的能量密度引起的.作为一个应用,在我们以前的论文[1]的启发下,我们将我们的形式主义应用于预热期间的两个场,其中暴胀子振荡源于控制宇宙膨胀的$λϕ^4$势。通过$g^2ϕ^2σ^2$耦合到暴胀子的第二场$σ$由真空涨落激发。$σ$的激发模式放大了超哈勃等曲率扰动,这引发了二阶曲率扰动,从而产生了显著大的非高斯性。我们的结果表明,在3暴胀子振荡的参数范围内,$1< g^2/λ< 3$,非高斯参数变为:$f_{NL}\geq {\cal O}(1000)$,这已经排除了目前的WMAP观测。
2006-01-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial Curvature Fluctuation and Its Non-Gaussianity in Models with Modulated Reheating
我们调查的调制再加热的情况下,暴胀子的衰变率的波动产生绝热扰动的非高斯性,特别注意的非线性参数$f_{\rm NL}, τ_{\rm NL}$和$g_{\rm NL}$以及标量谱指数和张量-标量比的性质的原生功率谱的特征。我们还考虑到预先存在的绝热扰动产生的暴胀子波动。我们已经知道,曲率扰动和衰减率波动之间的非线性可以在$f_{\rm NL} \sim \mathcal{O}(1)$水平上产生非高斯性,但是我们发现,衰减率和决定衰减率的模场之间的非线性可以产生更大的非高斯性。我们还讨论了非线性参数之间的一致性关系,并发现调制再加热产生一个不同的曲率模型。特别是,它们都可以产生大的正$f_{\rm NL}$,但具有不同的$g_{\rm NL}$符号。这提供了通过观察$g_{\rm NL}$的符号来区分这两种竞争模型的可能性。此外,我们的工作在一些具体的暴胀模型和调查在什么情况下,模型预测的谱指数和张量标量比允许当前的数据,同时产生大的非高斯性,这可能有许多影响的暴胀宇宙的模型建设。
2008-07-25 astro-ph hep-ph hep-th