Heavy fields, reduced speeds of sound and decoupling during inflation
我们讨论和澄清有效的单场论的有效性，通过整合出重度的自由度的制度，绝热扰动传播的抑制声速的通货膨胀。我们通过构造表明，在暴胀背景下，声速仍然受到抑制，慢卷持续足够长的时间，这确实是可能的。在这类模型中，重场影响绝热模式的演变的方式是一致的物理低和高能量的自由度去耦。我们强调等曲率模式的有效质量和传播的高能量模式的本征频率之间的区别。至关重要的是，我们发现，定义高频模式的质量间隙随着转向的强度而增加，即使天真的重（等曲率）和轻（曲率）模式变得更强耦合。绝热性始终保持不变，导出的有效场论保持在弱耦合状态，满足了对所得原始功率谱的所有当前观测约束。此外，这些模型允许一个显著大的等边非高斯性。
2012-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The effective speed of sound in cosmological perturbation theory
St. Stephen’s College, University of Delhi（德里大学圣斯蒂芬学院）
在多场/流体宇宙学系统中引入有效声速新定义，其具有规范不变性且依赖背景，能量化微扰。此定义推广了单场情况，还推导相关方程，证明大尺度下初态绝热微扰保持绝热。
2026-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Brane motion in a compact space: adiabatic perturbations of brane-bulk coupled fluids
本文研究膜在紧致空间中运动时，与体流体耦合的膜流体绝热扰动的传播，发现非耗散情形下的有效声速可能超光速，对膜世界宇宙学有重要影响。
2023-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Hints of dark energy anisotropic stress using Machine Learning
最近对普朗克数据和高红移类星体的分析表明，它可能偏离平坦的$Λ$冷暗物质模型（$Λ$ CDM），其中$Λ$是宇宙学常数。在这里，我们使用机器学习的方法来调查任何可能的偏离$Λ$ CDM在低和高的红移，通过使用最新的宇宙学数据。具体来说，我们应用遗传算法来探索暗能量（DE）的性质，在一个独立的模式，通过重建其状态方程$w(z)$，物质密度扰动的增长指数$γ(z)$，线性DE各向异性应力$η_\textrm{DE}(z)$和DE扰动的绝热声速$c_\textrm{s,DE}^2(z)$。我们发现在高红移处$\sim2σ$偏离-1，在$z=0.1$处绝热声速在$\sim2.5σ$水平为负，在低红移处各向异性应力偏离1，在高红移处各向异性应力偏离$\sim2σ$。这些结果暗示了在DE声速中存在非绝热分量或存在DE各向异性应力，从而暗示了可能偏离$Λ$ CDM模型。
2020-11-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-adiabatic perturbations in multi-component perfect fluids
研究了具有非绝热声速的多个耦合理想流体模型中非绝热扰动的演化。而不是分裂的熵扰动成相对和内在的部分，我们引入了一组对称量，这也支配非绝热的压力扰动模型与能量转移。我们写的规范不变方程的变量，确定在大尺度上的非绝热压力扰动和变化率的共动曲率扰动。分析了几种特殊模型的非绝热压力扰动的演化。
2011-04-20 astro-ph.CO gr-qc
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
Non-adiabatic Chaplygin gas
状态方程为p = -A/ρ^α的广义Chaobergin气体分裂为状态方程为p_Λ = - ρ_Λ的无压物质和暗能量组分的相互作用混合物，这意味着存在非绝热压力扰动。我们证明了介质的有效（非绝热）声速cs的平方正比于暗能量扰动与暗物质扰动的比值。因为，正如在α= -1/2的特殊情况下明确证明的那样，与暗物质在与结构形成相关的尺度上的扰动相比，暗能量扰动可以忽略不计，我们发现|c_s^2| << 1.因此，没有振荡或不稳定性，困扰以前的绝热Chaubergin气体模型。
2013-10-14 astro-ph.CO
Primordial black holes from sound speed resonance in the inflaton-curvaton mixed scenario
在暴胀子和曲率子混合的早期宇宙模型中，研究了原初黑洞形成的声速共振机制。在这种情况下，总的原始密度扰动可以由暴胀子和曲率场的涨落贡献，其中暴胀子涨落导致标准绝热扰动，而曲率涨落的声速被假设为在暴胀期间振荡。由于SSR机制的窄共振效应，我们获得了在小尺度下增强的原始密度扰动，并且在大尺度下保持了近似的尺度不变，这是PBH形成的必要条件。最后，我们发现，具有特定的质谱PBH可以产生足够的丰度的暗物质的混合方案。
2019-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bounds on non-adiabatic evolution in single-field inflation
我们检查制度的有效性的$N$点谱预测的单场膨胀模型，调用非绝热演化的瞬态周期。这样的模型产生的振荡功能，在这些频谱跨越频率的瞬态功能的逆时间尺度。为了避免这些理论中波动的强耦合，这个尺度必须至少是膨胀期间哈勃时间的$\sim 10^{-2}/c_s$，其中$c_s$是膨胀子声速。我们表明，在这样的模型中，双谱的信噪比是有界的功率谱，从上面，这意味着搜索功能，由于非绝热演化最好集中在后者。
2014-02-07 astro-ph.CO hep-th
Inflation with multiple sound speeds: a model of multiple DBI type actions and non-Gaussianities
在这封信中，我们研究绝热和等曲率扰动的框架内的膨胀与多声速参与。我们认为这种情况可以通过一些具有任意动力学形式的广义标量场来实现。这些标量分别有自己的声速，因此场涨落的传播是独立的。具体来说，我们研究了由两个DBI类型的动作构造的模型。我们发现扰动冻结的临界长度尺度对应于最大声视界。此外，如果一个场的质量项比另一个场的质量项轻得多，熵扰动可能相当大，因此可能引起声视界外的增长。在三次阶上，我们发现当熵扰动能够转化为曲率扰动时，局部型的非高斯性可能很大。我们还近似地计算了等边型非高斯性。
2009-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Confronting the sound speed of dark energy with future cluster surveys
未来的星系团巡天将观测数十万个星系团。我们在这项工作中考虑了如何利用这些观测来约束暗能量参数：特别是状态方程参数w和非绝热声速cs ^[2]。我们证明，结合从普朗克的宇宙微波背景（CMB）的观测，集群调查，如在欧空局欧几里得项目将能够确定一个与时间无关的w与subpercent的精度。同样，如果暗能量的声视界落在星系团巡天探测到的长度尺度内，那么c_s^2就可以被固定在一个数量级内。在这项工作的过程中，我们还调查的过程中，暗能量维里化的存在下，一个任意的声速。我们发现，暗能量集群和维里化可以导致暗能量贡献的总集群质量在大约0.1%的水平在最大。
2012-05-02 astro-ph.CO
Loop Corrections to Cosmological Perturbations in Multi-field Inflationary Models
研究了多个DBI暴胀模型中熵模/绝热模交叉作用对绝热微扰功率谱的单圈量子修正。我们发现，由于DBI模型中的非正则动力学项，慢变参数$ε$和小声速$c_s$增强了环路修正。因此，通常，多DBI模型中的环路校正可能很大。此外，我们发现绝热/熵交叉相互作用顶点的环修正是IR有限的。
2009-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Adiabatic Perturbations in GW170817-Compatible Einstein-Gauss-Bonnet Inflation
ICREA；Institute of Space Sciences (ICE-CSIC)（空间科学研究所（ICE-CSIC））；Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）；Khazar University（哈扎尔大学）
本文研究与GW170817兼容的EGB暴胀理论的绝热性，推导其物理参数约束，发现仅一类该类理论无绝热性病态。
2026-08-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Correlating features in the primordial spectra
在绝热模式的有效理论中，每当背景暴胀轨道偏离测地线时，与暴胀子耦合的重场都会降低声音的声速。这可能导致原始光谱中的特征。我们计算相应的双谱，并表明，如果一个不同的声速诱导功率谱的功能，双谱的变化是由一个简单的公式，涉及功率谱及其衍生物的变化。以这种方式，我们提供了一个独特的可辨别的签名的变化声速的绝热模式在膨胀过程中，表明重场的影响。我们发现，在等边极限的双谱峰的功能，特别是在压缩极限，我们发现相当大的增强完全符合单场的一致性关系。从基础有效理论的角度来看，我们的结果推广到各种各样的暴胀模型的特征来源于背景量的时间变化。这种相关特征的积极检测将是暴胀子作为嵌入在UV可完成的理论中的单个光标量自由度的性质的明确证明。
2013-05-30 astro-ph.CO hep-th
Dirac-Born-Infeld realization of sound speed resonance mechanism for primordial black holes
在特定的Dirac Born Infeld（DBI）暴胀模型下，给出了原初黑洞（PBH）形成的声速共振（SSR）机制的具体实现.我们采用微扰的方法从唯象的角度构造了一个包含非振荡阶段和振荡阶段的DBI暴胀模型，并给出了一种特定形式的翘曲因子和势能.我们表明，连续的，但非光滑的连接两个阶段之间的声速不会产生明显的影响SSR的现象，因此，我们的模型产生相同的PBH质谱SSR的原始预测。此外，我们还证明了在非共振区域，Mukhanov-Sasaki方程绝热性的破坏并不影响哈勃穿越后的共动曲率扰动。利用观测数据，我们推导出参数空间上的各种宇宙学约束。我们的分析表明，预测的张量标量比通常是小的，而原始的非高斯振幅可以满足宇宙微波背景的界限，此外，在我们的情况下，由于小的声速变化，软违反了单场慢卷暴胀的一致性关系。
2020-09-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Model-independent approach to effective sound speed in multi-field inflation
对于任何满足爱因斯坦方程的物理系统，共动曲率扰动满足一个涉及动量相关有效声速的方程，该方程对任何具有明确定义的能量-应力张量的系统都有效，包括多场暴胀模型。我们推导出一个通用的模型无关公式的有效声速的共动绝热扰动，有效的一个通用的场空间度量，没有假设任何近似整合出熵扰动，但表示动量依赖的有效声速的组件的总能量应力张量。作为一个应用程序，我们研究了一些两个领域之间的动力学耦合的模型，识别有效理论的单曲率模式，并表明动量相关的有效声速完全占曲率扰动的功率谱的预测。我们的结果表明，动量相关的有效声速是一个方便的计划，用于描述所有的暴胀模型，承认一个单场有效的理论，包括熵扰动的影响，目前在多场系统。
2022-10-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unified dark fluid with fast transition: including entropic perturbations
本文研究了一个具有快跃迁和熵扰动的统一暗流体模型。当考虑熵扰动时，有效声速被指定为附加的自由模型参数，当熵扰动为零时，有效声速将减小到绝热声速。为了分析统一模型的可行性，我们计算了具有熵扰动的平方Jeans波数。进一步，我们利用马尔可夫链蒙特卡罗方法，从Ia超新星Union 2.1、重子声学振荡和WMAP 7年观测数据给出的全部宇宙微波背景信息出发，对统一暗流体模型进行了全局拟合。受约束的结果有利于小的有效声速。通过与$Λ$ CDM模型的比较，发现宇宙观测并不支持统一暗流体模型的快速跃迁现象。
2013-11-30 astro-ph.CO
Inflation with moderately sharp features in the speed of sound: GSR and in-in formalism for power spectrum and bispectrum
我们继续研究了在暴胀过程中绝热模的声速的轻微瞬态降低，它们对原始功率谱和双谱的影响，以及它们在宇宙微波背景（CMB）中的可探测性。我们专注于\emph{moderately sharp}的制度温和的声速减少在不间断的慢卷膨胀，理论上动机良好，自洽的制度，承认一个有效的单场描述。功率谱和双谱上的签名先前使用慢卷傅立叶变换（SRFT）近似计算，在这里，我们将其与广义慢卷（GSR）和in-in方法进行比较，为此我们推导出新的公式，该公式考虑了适度尖锐的特征。它们之间的协议是优秀的，也与功率谱从数值解的运动方程。我们表明，在这种制度下，SRFT近似正确地捕捉与简单的模式方程中的声速的高阶导数的效果，并表明功率谱和双谱特征之间的相关性。在以前的论文中，我们报告了普朗克数据中这些相关性的暗示，在这里，我们进行了几次一致性检查，并进一步分析了最佳拟合，例如不同角度尺度下的偏振和局部意义。对于数据分析，我们显示了极好的协议之间的CLASS和CAMB玻尔兹曼代码。我们的研究结果证实了理论框架是一致的，他们建议，预测的相关性是强大的，足以在CMB和大尺度结构（LSS）调查搜索。
2015-10-16 astro-ph.CO hep-th
Probing Dark Energy Microphysics with kSZ Tomography
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；Department of Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校物理系）
本文研究了如何利用kSZ切片图与星系聚类结合，探测暗能量的扰动效应并改进其背景参数约束，发现kSZ数据能显著提升对w0和wa的约束精度，并揭示了暗能量扰动的微物理特性。
2026-05-14 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological constraints on a decomposed Chaplygin gas
任何统一的暗物质宇宙学都可以分解为与真空能量相互作用的暗物质，而不会引入任何额外的自由度。我们提出了一个相互作用的真空加上暗能量对应的广义Chaubergin气体宇宙学的观测约束。我们考虑两个不同的模型的相互作用，导致正压状态方程或暗物质，遵循测地线，对应于一个休息帧声速等于绝热声速或零声速，分别。对于正压模式，对$α$最严格的约束来自于CMB+SNIa+LSS（m）的组合，在95%的置信水平下给出了$α<5.66\times10^{-6}$，这表明正压模式必须非常接近$Λ$ CDM宇宙学。对于暗物质遵循测地线的情况，扰动具有零声速，并且CMB+SNIa+gISW在95%置信水平下给出弱得多的约束$-0.15<α<0.26$。
2013-04-04 astro-ph.CO
The sensitivity of BAO Dark Energy Constraints to General Isocurvature Perturbations
重子声学振荡（BAO）调查将是解决未来十年暗能量挑战的主要方法。我们详细探讨的影响，允许小振幅混合物的一般等曲率扰动，除了占主导地位的绝热模式。我们发现，非绝热的初始条件离开声速不变，而是激发不同的谐波。这些谐波以不同的方式耦合到丝绸阻尼，改变了去耦之前重子-光子流体中声波的形式和演化。这不仅改变了声波在重子分布上的印记尺度，这是BAO测量中的标准标尺，而且改变了BAO峰的形状、宽度和高度。我们详细讨论了这些影响，并展示了更一般的初始条件如何影响我们的解释宇宙学数据在暗能量研究。我们发现，包括这些额外的等曲率模式导致增加的暗能量任务组的品质因数分别为140%和60%的BOSS和ADEPT实验时，考虑与普朗克数据。我们还表明，不正确的假设绝热有可能使我们的暗能量参数的估计值偏置$3σ$（$1σ$）为一个单一的相关等曲率模式，并高达$8σ$（$3σ$）的情况下的BOSS（ADEPT）实验的三个相关等曲率模式。我们发现，使用的大尺度结构的数据与CMB数据相结合，提高了我们的能力，测量的贡献，不同的模式的初始条件高达100%的某些模式在完全相关的情况下。
2012-06-18 astro-ph.CO
Cosmological perturbations in a generalised axion-like dark energy model
本文分析了广义类轴子暗能量场的宇宙学演化及其扰动，采用多流体和非绝热流体方法求解自辐射主导期以来的扰动，并探讨了模型中受观测青睐的参数。
2025-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evolution of cosmological perturbations in the models with interacting dynamical dark energy
在动力学暗能量与暗物质非引力相互作用的模型中，考虑了宇宙学扰动的演化。暗能量状态方程参数（EoS）随时间变化，并由其绝热声速参数化。这种相互作用的暗能量模型比具有恒定EoS的模型具有优势，因为它避免了暗能量在暗扇区中某些类型的相互作用的辐射主导时期的非绝热不稳定性。导出了暗能量微扰方程解的稳定性条件。分析了暗能量的精粹和幻影类型的暗分量之间的附加相互作用强度对它们中密度和速度扰动演化的影响。
2020-11-05 astro-ph.CO
Constraining Dark Energy Perturbations: the Role of Early Dark Energy
暗能量不仅通过其状态方程$w_{DE}$具有背景效应，而且在一定条件下，它还可以通过其声速$c^2_{sDE}$聚集。众所周知，对于动力学暗能量模型，暗能量扰动通过度量扰动来源于物质扰动，该度量扰动总是伴随着项$(1+w_{DE})$。因此，对于动力学暗能量模型与$w_{DE}$接近$-1$，它们的扰动几乎与度规解耦，在物质功率谱上留下几乎为零的印记。此外，Quintessence模型的声速等于光速，几乎消除了亚哈勃尺度内发生的任何不均匀性，因此使暗能量扰动的可检测性比现在更困难。在这篇文章中，我们通过超越Quintessence来寻找这些印记，考虑早期的暗能量参数化，不仅在早期具有不可忽略的能量密度，而且它可以实现远离$-1$的$w_{DE}$，使暗能量扰动在亚视界尺度上可检测。在当前数据集的帮助下，我们能够将暗能量的声速限制在一个较低的值（$c^2_{sDE} \sim 0.14$），以及早期暗能量密度允许的更高的范围，并对其进行强约束（$Ω_e \sim 0.02$）。我们讨论了不同的数据集对这种参数化的影响，以及$c^2_{sDE}=1$的情况下，它是保持开放的情况下，某些参数（S）之间的比较偏差的可能解释。
2019-07-25 astro-ph.CO
Detectability of Supermassive Dark Stars with the Roman Space Telescope
本研究探究Roman空间望远镜对红移10-20处超大质量暗星的探测能力，分析了不同形成机制暗星与早期星系的区分方法，提出结合JWST光谱观测可确认暗星，为新型恒星及高红移超大质量黑洞前身提供观测路径。
2024-04-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Perturbed dark energy: classical scalar field versus tachyon
用规范不变方法研究了具有非相对论物质和最小耦合标量场的二分量模型中标量线性扰动的演化，其中标量场的势是在常数暗能量状态方程参数$w$或绝热声速$c_a^2$等于零的情况下构造的.数值解表明，这种场在亚视界尺度上几乎是平滑的。但它们会导致非相对论性物质密度扰动和引力势衰减的尺度相关抑制，这可用于暗能量模型的选择。我们讨论了两种类型的拉格朗日：经典和快子。结果表明，具有$w=const$的场几乎是不可分辨的，而对于具有$c_a^2=0$的场，由拉格朗日量形状引起的暗能量有效声速$c_s^2$的差异对扰动的演化有显著影响.我们也提出了这两个组件的传递函数。
2009-09-17 astro-ph.CO
Effective Field Theory of Multi-Field Inflation a la Weinberg
我们采用有效场论的方法多场膨胀，这是一个推广的温伯格的工作。在这种方法中，除了拉格朗日量中的标准项之外，还考虑了第一修正项。这些项包含包括标量场和度量在内的场的四阶导数。结果表明，可能的形状的相互作用项最终导致非高斯的一般形式主义。此外，一般来说，声音的声速是不同的，但几乎是统一的。由于在这种方法中，绝热模式最初没有被区分，所以我们定义了一个特定的双场模型的绝热以及熵模式。结果表明，绝热模和熵模的非高斯性在形状和振幅上是相关的。结果表明，即使速度接近1大的非高斯性是可能的多场的情况下。非高斯性的量取决于哈勃单位中相空间中经典路径的曲率，使得它对于大曲率是大的。此外，还强调指出，由于位移对称性和初始扰动，绝热扰动和熵扰动的时间导数不发生变换。虽然它们的两个特定组合在这种对称性下是不变的，但这些组合应该被用来构造多场暴胀的有效场论。
2012-03-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Covariant second-order perturbations in generalized two-field inflation
我们研究的协变性质的广义模型的两个领域的通货膨胀，与非正则动力学条款和一个可能的非平凡的字段度量。我们证明了动力学项导数和协变场导数在一个适当的协变框架下是可交换的，这在以前的文献中是没有实现的。我们还定义了一组广义慢滚参数，使用统一的符号。在这个框架内，我们研究了最一般的一类模型，允许定义良好的绝热和熵的声速，我们确定为平行的动量和场速度矢量的模型。对于这些模型，我们写的绝热和等曲率扰动方面的确切的立方作用。因此，我们提供的工具来计算精确的非高斯性超越慢滚，并在任何规模的这些广义模型。我们说明我们的一般结果，考虑其长波长限制，以及与两个领域的DBI通货膨胀的例子。
2014-07-25 astro-ph.CO hep-th
The effective theory of fluids at NLO and implications for dark energy
我们提出的有效理论的流体在下一个领导阶导数，包括一个运营商，到现在为止还没有被认为是。强调了功率计数方案及其与声子传播和度规涨落的联系。在扰动FLRW几何中，该理论提出了一系列特征，使其非常丰富，可用于模拟宇宙的加速度。这些包括各向异性应力，非绝热声速和修改的标准方程的矢量和张量模式。这些效应由能量标度决定，该能量标度控制高阶导数项的大小并确保不出现不稳定性。
2015-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational potential evolution in Unified Dark Matter Scalar Field Cosmologies: an analytical approach
研究了一类特殊的由标量场拉格朗日函数描述的非绝热统一暗物质模型的引力势φ的时间演化.这些模型预测了与LambdaCDM中相同的背景演化，并且具有非零的声速。我们提供了一个非常准确的近似披，有效的重组时代后，在第一类贝塞尔函数的形式。这种近似可能是有用的统一暗物质标量场模型的未来更深入的分析。
2011-03-01 astro-ph.CO gr-qc
