Weak Primordial Magnetic Fields and Anisotropies in the Cosmic Microwave Background Radiation
结果表明，小尺度磁场存在于复合诱导重子密度不均匀性的可观的幅度。这种不均匀性的存在改变了宇宙的电离历史，这反过来又降低了多普勒峰的角尺度，并通过光子扩散增加了丝绸阻尼。这一独特的特征可用于未来的宇宙微波背景观测，以（或证伪）强度为B~10^（-11）高斯的原始磁场的存在。
2011-08-11 astro-ph.CO
Cosmic reionization by primordial cosmic rays
在所谓的宇宙重组之后，膨胀的宇宙进入了一段黑暗时期，因为大部分物质处于中性状态。然而，大约10亿年后，星系间空间再次被电离。这个过程被称为宇宙再电离，需要一些机制的运作，但目前还没有很好的理解。在其他电离源中，第三星族星、迷你类星体和X射线发射微类星体被引用。在这篇文章中，我们提出，原始宇宙射线，在第一个微类星体喷流的终点加速，可能也有助于星系际空间的再电离。为此，我们量化的电离能力的宇宙射线（电子和质子）在原始星系际介质使用广泛的粒子级联模拟。我们确定，根据微类星体喷流中加速的电子与质子的比例，宇宙射线对原始星系际介质再电离的贡献应该与来自微类星体吸积盘的X射线一样多。如果原始磁场的量级是$10^{-17}$ G，正如某些模型所表明的那样，那么宇宙射线在电离第一批恒星诞生地以外的中性物质方面发挥了重要作用。
2014-09-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmic Infrared Background anisotropies as a window into primordial non-Gaussianity
宇宙红外背景辐射的角功率谱是探测局域原初双谱的灵敏探针。CIB测量在大体积上积分，使得来自原始非高斯性的尺度依赖偏差在CIB功率谱中留下强信号。尽管银河尘埃在非高斯CIB信号中占主导地位，但可以通过足够的频率通道来减轻尘埃污染，特别是如果有普朗克857 GHz通道等高频可用。我们表明，在这种情况下，从未来的空间任务的宇宙微波背景的测量应该能够探测到本地的双谱形状下降到幅度|f_nl| < 1。
2016-06-07 astro-ph.CO
Primordial power spectra for curved inflating universes
计算并绘制了最佳拟合普朗克2018弯曲宇宙参数的精确数值原始原始功率谱。结果发现，光谱具有通用的截止和振荡的可观察窗口内的曲率水平允许当前CMB测量，并提供了一个更好的适合当前的数据。推导弯曲宇宙的Mukhanov-Sasaki方程的介绍和分析，并讨论了弯曲制度内的量子和经典初始条件的通货膨胀的理论意义。
2019-12-14 astro-ph.CO gr-qc
Can primordial parity violation explain the observed cosmic birefringence?
最近，在宇宙微波背景辐射（CMB）偏振数据中发现了$E$模和$B$模偏振之间的互相关，这可以用旋转角为$β\approx 0.3$ deg的宇宙双折射很好地解释。我们仔细研究了用原初手征引力波（CGW）来解释观测到的$EB$关联的可能性。我们发现CGW方案不起作用，因为$BB$自相关的过度产生远远超过SPTPol和POLARBEAR所观察到的。
2022-08-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The presence of Primordial Gravitational Waves in the Cosmic Microwave Background
广义相对论肯定任何场都是引力场的源，因此，应该肯定原初引力波是由宇宙微波背景（CMB）的能量产生的。本文证明了无量纲振幅$\sim 10^{-5}$和大波长$\sim 10$兆秒差距的引力波使CMB辐射的温度移动约$10^{5}$的一部分。
2012-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Large Scale Cosmic Perturbation from Evaporation of Primordial Black Holes
我们提出了一种新的机制，产生宇宙扰动的原始黑洞蒸发。由于暴胀过程中的量子涨落，如果光标量场的质量由真空期望值给出，则场的质量是涨落的。质量的涨落导致原始黑洞蒸发时间的变化。因此，假如太初黑洞在蒸发时支配着宇宙，那么就会产生太初宇宙扰动。我们发现，在这种情况下产生的大尺度曲率扰动的振幅可以与观测值相一致。有趣的是，我们的机制工作，即使所有负责膨胀和宇宙微扰的产生的领域是从可见光部门解耦，除了引力相互作用。运行的光谱指数的含义也进行了讨论。
2013-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Measuring the primordial gravitational waves from cosmic microwave background and stochastic gravitational wave background observations
我们从宇宙微波背景（CMB）和随机引力波背景（SGWB）观测中约束了原初引力波。SGWB提供了探索早期宇宙和宇宙演化的最新途径，可以通过原始引力波来反映。我们不仅结合LIGO观测和CMB测量原始引力波，而且预测了LISA探测器和PTA项目的潜在能力。在$Λ$ CDM+ $r$ + $n_t$模型中，标准的六个参数与SGWB观测值略有不同。而张量-标量比和张量谱指数的约束条件在SGWB观测中得到了明显改善。FAST项目对张量标量比和张量谱指数有显著影响，即在$95\%$置信水平下的$r<0.028$和$n_t=-0.41^{+0.64}_{-0.96}$。
2022-04-20 astro-ph.CO
Primordial Gravitational Waves in the Cosmic Bubble Chamber
我们探讨了遗迹引力波对夸克-胶子等离子体到低密度强子气体的原始相变的影响，该相变发生在开始后约$10^{-5}$ s。我们表明，引力波，通过做工作的流体，调制的局部体积，造成压力调制，无论是抑制或提高气泡空化率。提高的速率是显著的，这意味着相变可能比不考虑这种相互作用更早发生。
2019-03-29 astro-ph.CO
Mini-review on the production of Primordial Black Holes from First-Order Phase Transitions in the Early Universe
本文综述了早期宇宙中一阶相变产生原初黑洞的机制，讨论了不同模型下的形成过程及与原初黑洞性质的关系。
2025-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial non-Gaussianity in the large scale structure of the Universe
原始非高斯性是一个潜在的强大的判别的物理机制，产生了宇宙学波动今天观察到的。因此，任何重要的非高斯性的发现都将对我们理解宇宙结构的形成产生深远的影响。宇宙中的大尺度质量分布是对初始条件性质的敏感探测。最近的理论进展加上观测技术的迅速发展，将使我们能够批判性地面对暴胀情景的预测，并设置与宇宙微波背景一样具有竞争力的约束。在本文中，我们回顾了过去和当前在宇宙大尺度结构中寻找原始非高斯性的努力。
2010-06-24 astro-ph.CO
Chiral Imprint of a Cosmic Gauge Field on Primordial Gravitational Waves
具有各向同性应力能的宇宙学规范场将宇称破缺引入到引力波的行为中。我们表明，暴胀引力波的原始频谱开发一个首选的旋向，左或右圆极化，这取决于丰度和耦合的规范场在辐射时代。适度丰富的规范场将导致宇宙微波背景温度和极化模式的宇称违反相关性，这些都可以通过当前和未来的实验检测到。
2014-12-18 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Black Holes: sirens of the early Universe
原始黑洞（PBH）通常是在早期宇宙中形成的轻黑洞。有许多形成机制，包括大密度扰动的坍缩、宇宙弦环和气泡碰撞。形成的PBH的数量受到其蒸发和透镜效应以及动力学效应的严格限制。因此，PBH是早期宇宙物理学的一个强有力的探测器，特别是暴胀模型。它们也是潜在的冷暗物质候选者。
2014-03-05 astro-ph.CO gr-qc
Probing the origin of our universe through primordial gravitational waves by Ali CMB project
这是《中国科学》物理、力学和天文邀请的一个研究亮点。
2016-05-10 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Probing the primordial universe with gravitational waves detectors
太初引力波（GW）的频谱，特别是它的倾斜度$n_T$，携带着有关太初宇宙的重要信息。结合最近的aLIGO和Planck 2015 + BK 14数据，我们发现电流极限是$n_T=0.016^{+0.614}_{-0.989}$在95% C. L。我们还估计了爱因斯坦望远镜和LISA对约束$n_T$的影响。此外，基于宇宙学扰动的有效场论，我们还尝试用相应的观测数据对产生蓝倾GWs谱（$n_T>0$）的一些早期宇宙模型进行了讨论。
2017-01-04 astro-ph.CO gr-qc
Signatures of Primordial Gravitational Waves on the Large-Scale Structure of the Universe
我们研究了原初引力波引起的二阶能量密度扰动的产生和演化。这种“张量诱导的标量模式”近似演化为标准的线性物质扰动，并可能在宇宙的大尺度结构中留下可观测的特征。我们研究了一些原始模型的物质功率谱上的印记，这些模型预测了高频的大引力波信号。这种新的机制原则上允许我们通过观察物质或星系功率谱中的特定特征来约束或检测原始引力波，从而允许在迄今为止尚未探索的尺度范围内探测它们。
2022-08-29 astro-ph.CO
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
Distinguishing Primordial Magnetic Fields from Inflationary Tensor Perturbations in the Cosmic Microwave Background
声称通过宇宙微波背景的B模式偏振探测到来自暴胀的宇宙学张量扰动需要区分其他可能的B模式源。其中一个潜在的混淆来源是原始磁场。对于足够低振幅的B模式信号，微波背景温度和偏振功率谱从幂律张量扰动和从幂律原生磁场是不可区分的。然而，我们表明，这样的磁场将引起一个小规模的法拉第旋转，这是检测使用四点统计类似于引力透镜的微波背景。法拉第旋转信号将区分磁场感应的B模式偏振信号与有效张量-标量比大于0.001的张量扰动，这在即将到来的偏振实验中是可检测的。
2022-05-11 astro-ph.CO
Primordial non-Gaussianity and Bispectrum Measurements in the Cosmic Microwave Background and Large-Scale Structure
对非高斯初始条件最直接的探测来自于对宇宙微波背景中温度涨落的双谱测量以及对大尺度下物质和星系分布的双谱测量。这样的双谱估计预计将继续提供最佳的约束非高斯参数在未来的观察。我们回顾和比较了在宇宙微波背景和大尺度结构的双谱中探测非零原始成分的理论和观测问题、当前结果和未来前景，以及与不同暴胀模型的具体预测的关系。
2010-01-25 astro-ph.CO
A Direct Probe of the Evolutionary History of the Primordial Universe
从哈勃和拉迈特利用星系发现膨胀宇宙到最近利用标准烛光发现加速宇宙，直接测量宇宙尺度因子a（t）的演化在宇宙学标准模型的建立中起着核心作用。在这封信中，我们表明，这样的测量可以扩展到原始宇宙使用质量场作为标准时钟，为负责大爆炸的场景提供直接证据。这是对经典和量子原始标准钟概念的简短而非技术性的介绍。
2016-08-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Massive Primordial Black Holes in Contemporary and Young Universe (old predictions and new data)
简要回顾了最近的天文数据，表明宇宙中存在大量的重黑洞（BH）。传统的天体物理学和宇宙学无法解释如此多的黑洞。1963年的论文的机制进行了描述，至少定性地解释了观测数据。特别是，预测大规模的原始黑洞可以是宇宙学的暗物质“粒子”进行了讨论。
2018-08-29 astro-ph.CO hep-ph
Primordial perturbations in a rainbow universe with running Newton constant
我们计算了彩虹宇宙中原初微扰的谱指数。我们允许牛顿常数$G$运行在（超）普朗克能量，我们认为真空和热扰动。如果彩虹度规是一个广义Horava-Lifshitz色散关系，我们发现，只有当$G$渐近趋于零可以匹配的光谱指数的观测值和解决的视界问题，无论是真空和热扰动。对于真空涨落，观测约束意味着原始宇宙的膨胀既可以加速也可以减速，而在热扰动的情况下，只允许减速膨胀。
2016-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Primordial power spectra from an emergent universe: basic results and clarifications
涌现宇宙学模型，连同大爆炸和弹跳的场景，是早期宇宙的可能描述之一。这项工作的目的是澄清在这个特定的框架下的原始张量功率谱的一些一般特征。特别是，一些天真的信念得到纠正。使用一个玩具模型，我们调查所需的条件，以产生一个尺度不变的频谱，并显示在何种程度上该频谱可以表现出局部功能敏感的尺度因子演变的细节附近的过渡时间。
2018-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Nucleosynthesis in the Rh = ct cosmology: Pouring cold water on the Simmering Universe
原始核合成被正确地誉为标准宇宙学模型的伟大成就之一。在这里，我们考虑在最近提出的Rh = ct宇宙，宇宙学，要求线性演化的标度因子的元素的初始锻造。与标准宇宙学相比，这样的宇宙冷却非常缓慢，在核合成过程中大大消耗了可用的中子;这对由此产生的原始元素丰度具有重要意义，预测了极少量的氦，这与观测结果严重不符。在这样一个“沸腾的宇宙”中，氦的产生可以通过提高重子与光子的比率来增强，尽管需要超过一个数量级的增加才能使氦的质量分数与观测结果一致。然而，在这种情况下，长时间的核合成导致较轻的元素被有效地烹饪成较重的元素，影响了所有元素的丰度，因此，除了氢和氦，宇宙中几乎没有轻元素。如果没有在早期宇宙中加入大量的新物理，很难理解Rh = ct宇宙如何被认为是一个可行的宇宙学模型。
2016-04-25 astro-ph.CO
Primordial Gravitational Waves Spectrum in the Coupled-Scalar-Tachyon Bounce Universe
本文详细推导了耦合标量-超光速粒子反弹宇宙中原初度规微扰张量模的运动方程。我们求解了反弹前收缩期和反弹后膨胀期的引力波方程。为了与张量扰动的解相匹配，我们将反弹过程理想化，同时保留了反弹宇宙的基本物理性质。我们提出了两个匹配条件：一个是保证引力波函数的连续性，另一个是尊重反弹动力学的对称性。匹配条件连接了引力波解在反弹前后的两个独立模态。我们进一步分析了反弹宇宙中引力波谱的尺度依赖性和时间依赖性，并与单场暴胀情形下的原初谱进行了比较。我们讨论了早期宇宙物理学的影响，目前的模型独立的观测签名提取的反弹宇宙。
2019-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observable Primordial Gravitational Waves from Cosmic Inflation
本文回顾了暴胀产生原初引力波随机背景的机制，探讨了暴胀后刚性期对引力波的增强作用使其达到可观测水平，并在混合暴胀与Palatini引力模型中展示了具体实例。
2023-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter from Evaporating Primordial Black Holes in the Early Universe
本文研究早期宇宙中占主导的原初黑洞在核合成前蒸发产生暗物质的冻结机制，考虑两种形成机制下的连续质量谱，并给出该场景解释极早期暗物质产生的条件。
2024-06-10 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Perturbation of Dark Matter as a Novel Probe of Very Early Universe
暗物质（DM）是唯一可能的候选者，将远离大爆炸核合成（BBN）之前的热平衡，根据目前的DM搜索。在这项工作中，我们报告了一个通用的方案，原始扰动的暗物质（PPDM）可以有效地产生和编码的原始信息的非常早期的宇宙再加热时代。给出了PPDM整个演化过程的解析解。首次得到了原初引力波（PGW）对再加热过程的新的强约束。结果表明，PGW与原始曲率扰动（PCP）的比值不仅与慢滚谱指数有关，而且强烈地依赖于再加热时暴胀子的衰变过程。对于非常一般的再加热过程，我们的结果提供了一个自然的解释，在目前的观测PGW的缺乏。
2017-11-01 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Microwave Background Trispectrum and Primordial Magnetic Field Limits
原始磁场在宇宙微波背景辐射（CMB）中会产生非高斯信号，这是因为磁场应力和它们引起的温度各向异性与磁场成二次关系。我们计算一个新的措施，磁非高斯，CMB三谱，在大角度尺度上，通过萨克斯-沃尔夫效应的来源。由磁能密度和磁标量各向异性应力引起的三谱的典型幅值分别约为10^{-29}和10^{-19}的几倍。从WMAP数据的CMB非高斯性的观测限制，使我们能够保守地设置上限的nG，并可能sub-nG，对原始宇宙磁场的现值。这代表了迄今为止对原始磁场强度的最严格限制，在Mpc尺度上，并且优于CMB双谱和CMB功率谱中所有模式的限制。因此，CMB三谱是一种新的、更灵敏的大尺度原始磁场探测器。
2012-06-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The muon abundance in the primordial Universe
μ子丰度是理解有关原始宇宙性质的几个基本问题所必需的。在本文中，我们评估的生产和衰变率的μ子在宇宙等离子体作为温度的函数。这使我们能够确定μ子丰度何时消失。当宇宙冷却到$kT_\mathrm{disappear}\approx 4.135$ MeV以下时，μ子的衰变率将超过产生率，μ子将准瞬间从宇宙中消失。有趣的是，我们发现在$T_\mathrm{disappear}$的μ子数几乎等于重子丰度。
2021-03-25 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Preheating of the Universe by cosmic rays from primordial supernovae at the beginning of cosmic reionization
来自宇宙再电离期的21厘米信号可以揭示z~30-10原始星系际介质（IGM）的加热历史。有人认为，来自第一个吸积黑洞的X射线可以在这些早期时期显著加热宇宙。在这里，我们提出了另一个IGM加热机制与第一批恒星。从先前的工作中得知，终结大质量第三星族恒星生命的强大超新星（SNe）的残余物可以很容易地从它们的宿主暗物质微晕中扩展到周围的IGM中，这得益于来自祖星的紫外线辐射对晕气体的光蒸发。我们认为，在这样的残余物的演化过程中，SN动能的一个显着的部分可以投入到低能量（E<30 MeV）的宇宙射线，最终将逃逸到IGM。这些次相对论性的宇宙射线可以在宇宙中传播，并在与第一批星系和类星体相关的更强大的再电离/加热机制发挥作用之前，将IGM加热约10-100 K。因此，未来的21厘米观测可以限制第一颗超新星的能量，并提供有关原始IGM中磁场的信息。
2015-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
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 Magnetic Fields from the Post-Inflationary Universe
我们探讨宇宙学的磁场发生在后暴胀宇宙，当暴胀子振荡周围的潜在的最小值和宇宙是有效地由冷物质占主导地位。在再加热之前的这个时期，宇宙学背景可以显著地产生大尺度的磁场。通过考虑暴胀期间和暴胀之后的磁生作用，我们证明了在Mpc尺度上可以产生强于10^{-15} G的磁场，而不需要理论上的强耦合，也不需要产生太大的电场来支配宇宙。
2014-05-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
First observational constraints on tensor non-Gaussianity sourced by primordial magnetic fields from cosmic microwave background
原始磁场在张量扰动中产生了大的压缩型非高斯性，从而在宇宙微波背景中产生了非高斯的温度起伏。我们第一次得到这样一个张量的非高斯观测约束从观测到的CMB地图。分析WMAP 7年资料的温度图，我们发现这种张量非高斯性与零是一致的。这给出了在$1 ~ {\rm Mpc}$上平滑的PMF强度的上限，即在$95%$ C. L.处的$B_{1 ~ \rm Mpc} < 3.1 ~{\rm nG}$。
2014-11-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes Place the Universe in Stasis
本文研究原始黑洞蒸发如何使宇宙进入物质与辐射丰度恒定的停滞期，并探讨其对暴胀、引力波、重子生成及暗物质等的影响。
2025-10-10 astro-ph.CO
The cosmic coincidences of primordial-black-hole dark matter
如果原始黑洞（PBH）贡献了暗物质（DM）密度的10%以上，那么它们今天的能量密度与重子的数量级相同。这样的宇宙巧合可能暗示了PBH的形成场景和宇宙的重子不对称性的共同起源。在单场暴胀模型中，暴胀子的滚动速率从慢滚动到（几乎）超低滚动阶段的急剧转变可以触发重子生成，从而产生PBH形成的大曲率扰动。我们表明，重子生成的要求驱动PBH贡献DM，随着推断PBH质量范围，由此产生的随机引力波背景频率窗口，以及相关的宇宙微波背景张量-标量比振幅，到潜在的可观察的制度。
2022-01-27 astro-ph.CO hep-ph
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
Constraints on the cosmic string loop collapse fraction from Primordial Black Holes
宇宙弦环的一小部分$f$可以坍缩形成原始黑洞（PBH）。因此，对PBH丰度的约束可用于约束$f$。我们更新这些计算，考虑到PBH扩展质量函数，并找到$f < 10^{-31} (G μ/ c^2)^{-3/2}$。这比以前的约束严格了大约两个数量级。对PBH丰度的更严格限制的改进部分地被宇宙弦环形成率的理论计算的改进所抵消。
2020-06-15 astro-ph.CO hep-ph
Stringent Limit on Primordial Magnetic Fields from the Cosmic Microwave Background Radiation
原初磁场（PMF），在宇宙重组之前就存在，引起小尺度的重子密度涨落。这些不均匀性导致了不均匀的复合过程，改变了宇宙微波背景辐射（CMB）的大尺度各向异性的峰值和高度。利用数值可压缩MHD计算和蒙特卡罗马尔可夫链分析，比较计算的CMB各向异性与\textit{WMAP}和\textit{Planck}卫星观察到的，我们得到的推定PMF的大小的限制。我们发现，{ \it总}剩余的现今字段，集成在所有的尺度，不能超过47 pG的尺度不变的PMFs和8.9 pG的PMFs与紫色Batchelor光谱在95%的置信水平。这些限值比CMB先前规定的PMF限值（未考虑此效应）严格一个数量级以上。
2019-07-11 astro-ph.CO
Primordial Non-Gaussianity in the Cosmic Microwave Background
在过去的几十年里，观测宇宙学的进展给了我们一个宇宙学的标准模型。我们知道宇宙的组成只有百分之几。随着更多雄心勃勃的实验的进行，我们希望超越宇宙是由什么组成的知识，了解为什么宇宙是这样的。在这篇评论文章中，我们专注于原始的非高斯性，作为宇宙动力学物理学在最早的时刻的探测。我们讨论了1）暴胀模型的理论预测及其在宇宙微波背景（CMB）各向异性中的观测结果; 2）以CMB为基础的估计器，用于约束原始非高斯性，重点是双谱模板; 3）当前对非高斯性的约束以及我们希望在不久的将来实现的目标;以及4）CMB中的非高斯性的非原始源，诸如由于二阶效应引起的双谱、初级-透镜-次级CMB之间的三向互相关以及可能的仪器效应。
2010-07-07 astro-ph.CO
Solar Mass Primordial Black Holes in Moduli Dominated Universe
我们探讨了在早期物质支配时期，太阳质量区域周围产生原始黑洞的前景。在大爆炸核合成之前，当一个模场开始支配宇宙的能量密度时，早期的物质主导时代就出现了。在物质主导的时期，辐射压力的缺乏增强了原初密度波动的引力坍缩导致的原初黑洞的形成。特别是，我们发现，原始黑洞产生的$0.1-10~M_{\odot}$质量范围内的一个有利的选择参数的理论。然而，它们无法解释LIGO/Virgo引力波搜索探测到的所有合并事件。在这种情况下，原始黑洞形成的总暗物质丰度约为$4\%$，其中$95\%$属于LIGO/Virgo一致的质量范围。其余的暗物质可能以粒子的形式存在，这些粒子是在再加热过程中模量场衰变产生的。
2021-12-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
On the abundance of primordial bound states of superheavy magnetic monopoles
有人提出，超重带电粒子可能是在宇宙暴胀结束时以原始束缚对的形式诞生的。这样的电子对被认为是超高能宇宙射线（UHECR）的来源。我们发现，原始绑定对大于$10^{-9}$厘米的磁单极子迅速热分解，由于与原始电子-正电子等离子体的相互作用，任何这样的初始原始浓度被冲洗掉。因此，最终浓度将由其平衡丰度定义。
2013-06-06 astro-ph.CO
Probing the primordial Universe with 21-cm line from cosmic dawn/epoch of reionization
在宇宙最遥远的地方，中性氢的21厘米超精细跃迁是唯一可以用来示踪大尺度结构的物质。许多仪器已经工作并计划测量21厘米线信号，特别是，探测全球EoR信号的实验（EDGES）最近报告了第一次探测到吸收信号，这对应于再电离（EoR）时期的21厘米线全球信号。未来的大型射电望远镜，平方公里阵列（SKA）将能够提供21厘米线发射/吸收信号的高精度测量。本文综述了从EoR到暗时代的21 cm线全球信号和涨落信号的研究现状，总结了由最近的EDGES结果和SKA未来的观测所激发的我们如何探测原始宇宙的最新研究。我们重点讨论了两个应用的约束宇宙学的EDGES结果：对原始磁场和原始功率谱的约束。我们还讨论了潜在的未来SKA探测的暴胀宇宙，通过讨论预期的约束的原始功率谱，其绝热性，和原始的非高斯性从未来的观测21厘米波动。
2023-03-14 astro-ph.CO hep-th
Probing the primordial Universe with MeerKAT and DES
人们通常认为，我们需要等到下一代的调查，如欧几里得，LSST和SKA，以改善目前最好的约束原始非高斯普朗克实验。我们表明，两个当代的调查，与SKA前体MeerKAT和暗能量调查（DES），可以结合使用多示踪剂技术，以提供一个准确的测量$f_{\rm NL}$，是三倍优于普朗克。
2016-12-09 astro-ph.CO
Limits on primordial black holes from $μ$ distortions in cosmic microwave background
如果原始黑洞（PBH）直接形成于早期宇宙的不均匀性，那么质量范围$10^5 -10^{12}M_{\odot}$中的数量受到宇宙微波背景（CMB）中$μ$扭曲上限的严重限制。这是因为这些尺度上的不均匀性将被红移区间$5\times 10^4\lesssim z\lesssim2\times 10^6$中的Silk阻尼所消散。如果给定质量尺度上的原始涨落具有高斯分布，并且PBH形成于高$σ$尾部，就像在最简单的场景中一样，那么$μ$约束排除了在这个质量范围内的PBH发挥任何有趣的宇宙学作用。只有当涨落是高度非高斯的，或者是通过某种与原始涨落无关的机制形成的，才能排除这个结论。
2018-02-24 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the spectral running from cosmic microwave background and primordial black holes
我们结合宇宙微波背景（CMB）数据、重子声学振荡（BAO）数据和来自原始黑洞（PBH）的约束来约束谱运行。研究发现，多个边带的约束对标量谱指数的运行有显著影响，当考虑多个边带的约束时，不运行的幂律标量谱与观测数据是一致的。另外，从慢卷参数的约束来看，单场慢卷暴胀模型中导出的张量谱指数相当小，即$|n_t|\lesssim 9.3\times 10^{-3}$，未来仅用CMB数据将很难测量，并且在95%置信水平下，导出的张量谱指数游程的绝对值不大于$2.1\times 10^{-4}$。
2018-06-05 astro-ph.CO
Cosmic GRB energy-redshift relation and Primordial flares as possible energy source for the central engine
考虑到观测到的伽马射线暴和太阳耀斑的相似性质以及宇宙环境中普遍存在的物理条件，下面的研究表明，触发伽玛射线暴的中心引擎最有可能和最有希望的能源可能是起源于早期宇宙星系间或星系团中的原始耀斑，即类似太阳耀斑的现象。由简单耀斑机制导出的能量-红移关系E = E_{0} {（1+z）}^3（其中E是释放的能量，z是伽玛暴的红移，E_{0}是一个常数，估计约为10^{52}尔格），通过与观测到的能量-红移关系的最小二乘拟合得到了证实。一些物理参数如长度尺度、磁场强度等，估计了γ暴的耀斑区。
2009-09-11 astro-ph.CO
Primordial black holes from supersymmetry in the early universe
标准模型的超对称扩展一般预测，在早期宇宙中，标量凝聚体可以形成，并在衰变之前分裂成Q球。如果Q球在一段时间内占据能量密度的主导地位，那么它们数量密度的相对较大的波动可能导致原始黑洞（PBH）的形成。其他与超对称无关的标量场也可以扮演类似的角色。对于一般的带电标量场，这种强大的机制可以在观测约束允许的整个质量范围内产生黑洞，其丰度足以解释某些参数范围内的所有暗物质。在超对称性的情况下，质量范围由上面的$10^{23}$ g限制。我们还评论的作用，拓扑缺陷可以发挥PBH形成以类似的方式。
2017-07-21 astro-ph.CO
Gravitational waves from a universe filled with primordial black holes
质量为$m_\mathrm{PBH}<10^9\mathrm{g}$的超轻原始黑洞在大爆炸核合成之前蒸发，因此不能直接受到约束。然而，它们可以如此丰富，以至于它们在短暂的时间内主导宇宙内容（在通过霍金蒸发重新加热宇宙之前）。如果发生这种情况，它们就会支持小尺度下的大宇宙学涨落，从而通过二阶效应诱发引力波的产生。与原始黑洞相反，这些引力波在蒸发后仍然存在，因此可以用来限制这种情况。在这项工作中，我们表明，诱导引力波不会导致一个反反应的问题，相对丰度的黑洞在形成，表示$ Ω_\mathrm{PBH,f} $，应该是这样的$ Ω_\mathrm{PBH,f} <10^{-4}(m_\mathrm{PBH}/10^9\mathrm{g})^{-1/4}$。特别是，原始黑洞在其形成时间上占主导地位的情况都被排除在外（假设膨胀的$m_\mathrm{PBH}>10\, \mathrm{g}$在$ρ^{1/4}<10^{16}\mathrm{GeV}$进行）。这为超轻的原始黑洞设置了第一个限制。
2021-03-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Standard Clock in Primordial Density Perturbations and Cosmic Microwave Background
原始时代的标准钟在原始扰动中留下了一种特殊类型的特征，可以用来直接测量原始宇宙作为时间a（t）函数的标度因子，从而区分暴胀和替代。我们已经开始使用标准时钟的关键预测在普朗克2013年数据中寻找这样的信号。在这封信中，我们总结了标准钟的关键预测，并在普朗克2013数据中提出了一个有趣的候选例子。受此候选人的启发，我们构建和计算完整的标准时钟模型，并使用更完整的预测与数据进行更广泛的比较。虽然这个候选者在统计上还不显著，但我们用它来说明标准钟是如何出现在宇宙微波背景中的，以及它们如何通过未来的数据得到进一步的检验。我们也用它来激励更详细的理论模型的构建。
2014-08-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Limits on Semiclassical Fluctuations in the Primordial Universe
我们将限制半经典波动，可能存在于原始扰动谱。如果暴胀前的某些特征在膨胀中幸存下来，或者可以由任何终止暴胀的机制产生，这些特征就会出现。我们研究了两种可能的模型，这样的剩余波动，这两个都打破了大尺度上的CMB的各向同性。我们首先考虑一个原始微扰傅立叶模的半经典涨落。我们分析的第二种情况是空间某处的半经典高斯凸点。这些模型进行了测试与七年的WMAP数据使用马尔可夫链蒙特卡罗贝叶斯分析，我们把这些波动的限制。单个傅里叶模式中波动幅度的上限为a<=10^（-4），而对于高斯凸块，a<=10^（-3）。
2013-02-28 astro-ph.CO
Primordial anisotropies from cosmic strings during inflation
本文研究了原初宇宙弦在暴胀功率谱上的印记。宇宙弦对曲率扰动功率谱有两种不同的贡献。第一种修正方式在违反各向同性的同时，遵守平移不变性。这在CMB图中产生四极统计各向异性，其受到普朗克数据的约束。第二个贡献打破了均匀性和各向同性，产生偶极功率不对称的变化的温度波动，其幅度下降到小尺度。我们表明，最强的约束弦的张力是从四极各向异性，并认为负责形成弦的基础理论的质量规模不能比大统一理论的规模高得多。给出了弦对CMB角功率谱的对角和非对角分量的预测。
2017-03-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
