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
Cherenkov in the Sky: Measuring the Sound Speed of Primordial Scalar Fluctuations
我们考虑产生额外的相对论粒子耦合到暴胀子。我们表明，这些粒子的原始扰动谱上的印记可以用于直接测量的声速的标量扰动，无论该物种的生产机制。我们研究的模型中，这些相对论性本地化的源是通过共振机制产生的较重粒子的衰变产物。这些粒子发射出同相的暴胀子粒子，它们对所谓的音爆产生建设性的干扰，导致“暴胀切伦科夫效应”。由此产生的冲击波导致宇宙微波背景的温度各向异性的独特图案。此外，我们表明，该模型预测的曲率扰动和相当大的平坦的非高斯性的功率谱上的独特功能，为一个合适的参数范围。
2019-07-23 astro-ph.CO hep-th
Primordial Fluctuations from Inflation with a Triad of Background Gauge Fields
我们研究的线性扰动最近提出的模型的通货膨胀，其中一个统一的规范动力学耦合的暴胀多个矢量场打破了宇宙无毛猜想，同时保持各向同性。我们推导了微扰的一般二次作用量，并利用in-in方法计算了暴胀结束时标量模和张量模的功率谱。结果表明，该模型预测的光谱略带红色，并且张量与标量之比趋于被抑制。与来自WMAP 7年的数据的比较不施加强的约束的参数和弱和强规范场制度是符合当前的观测。
2012-10-06 astro-ph.CO hep-th
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 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
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
B-modes and the sound speed of primordial fluctuations
最近表明，一个大的张量标量比$r$值意味着一个约束的最小值的声速$c_s$的原始曲率扰动在通货膨胀期间，是强于目前的界限来自非高斯测量。在这里，我们考虑与B模式的测量相关的其他方面，这些方面可以提供额外的杠杆作用来约束声速参数化非正则膨胀模型。我们发现，张量标量比$r$和张量谱指数$n_t$之间的一致性关系$r = -8 n_t$的确认是不足以排除非正则模型的膨胀与声速$c_s$不同的单位。为了确定暴胀是否是正则暴胀，人们需要了解其他参数，例如标量扰动的谱指数$α$的运行。我们还研究了如何其他参数相关的紫外线完成通货膨胀修改的依赖$r$上$c_s$。例如，我们发现，与曲率波动相互作用的重自由度一般倾向于使对声速的约束更强。我们的研究结果，结合未来的原始B模式的观察，可能有助于限制背景演化的非正则模型的通货膨胀。
2015-07-03 astro-ph.CO hep-th
Generating large primordial fluctuations in single-field inflation for PBH formation
本文研究单场暴胀中通过SR-USR-SR机制产生大曲率扰动以形成原初黑洞，并计算功率谱、双谱及单圈量子修正，证明量子修正可约束此类模型。
2024-06-03 astro-ph.CO hep-th
Quantum fluctuations in planar domain-wall space-times: A possible origin of primordial preferred direction
研究了平面畴壁对暴胀过程中无质量标量场量子涨落的引力效应。通过得到de Sitter空间中标量场方程的精确解，证明了畴壁的引力效应破坏了原初功率谱的转动不变性，而不影响平移不变性.旋转破坏的强度由一个无量纲参数$β$决定，它是两个物理参数的函数，畴壁表面张力$σ$和宇宙学常数$Λ$。在小$β$的极限下，原始功率谱的旋转破坏的主导效应是标度不变的。
2012-02-09 astro-ph.CO gr-qc 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
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
Impact of the primordial fluctuation power spectrum on the reionization history
本文提出利用再电离历史探测小尺度原初密度涨落，通过21cmFAST模拟研究跑动谱指数的影响，并结合莱曼-α发射体观测给出约束，表明其与CMB结合可有效研究原初涨落。
2023-12-27 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Modifications in the Spectrum of Primordial Gravitational Waves Induced by Instantonic Fluctuations
真空到真空的瞬变改变了原初引力波的功率谱。我们评估的新形式的普通重力的功率谱，以及宇称违反引起的频谱由修改的广义相对论被称为霍尔斯特项，我们概述了可能的实验后果。
2011-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Loop corrections to primordial fluctuations from inflationary phase transitions
我们研究了单场暴胀范式中的原始波动的回路修正，这些原始波动来自经历真空期望值平滑过渡的旁观者场。我们表明，当相变涉及到一个经典的演化有效地驱动的负质量项从潜在的，重要的修正曲率扰动可以产生冻结的视界外的场扰动的相变的时间，但修正张量扰动自然抑制的空间导数之间的耦合观众场和引力子。在单圈水平上，产生原始涨落的主要通道来自自由旁观者场的成对散射，这些自由旁观者场衰减为曲率扰动，并且这种衰减过程仅对与哈勃膨胀尺度相当的场质量敏感。
2018-05-20 hep-th
Non-standard primordial fluctuations and nongaussianity in string inflation
在弦论中，暴胀场景通常涉及大量的光标量场，它们的存在可以丰富暴胀时期产生的原初涨落的后暴胀演化。我们提供了一个简单的例子，这样的后暴胀处理内的显式字符串暴胀的建设，使用卡勒模量作为暴胀的框架内的大体积IIB型字符串通量紧致化。我们认为，在这一广泛的类别内的暴胀模型往往有一个选择标量是足够轻的宇宙学相关的，其贡献的原始波动谱可以竞争的标准方式产生的暴胀。因此，这些模型经常预测在普朗克卫星可能观测到的水平f_NL ~ O（10）上的非高斯性，在弯曲子情景的弦实现中，双谱由具有压缩形状的三角形最大化。我们认为，这样一个信号的观测将强烈倾向于弦宇宙学，如这些预测在非常早期的宇宙多场动力学。
2010-07-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Black hole formation from a general quadratic action for inflationary primordial fluctuations
最新的毫微微和微透镜约束表明，原始黑洞的$\sim 10^{-16} M_\odot$和$\sim 10^{-12} M_\odot$，分别可能构成了大部分的暗物质。我们描述了解析和数值的动态暴胀波动具有随时间变化的传播速度或有效的普朗克质量可以导致丰富的原始黑洞生产。作为一个例子，我们提供了一个特设的DBI类模型。一个非常大的原始频谱起源于一个小的声速通常导致强耦合内的香草有效理论的暴胀微扰。然而，我们指出，幽灵通货膨胀可能能够绕过这个问题。我们还考虑了固体暴胀中黑洞的形成，为此，除了类似的困难之外，我们还强调了再加热过程的重要性。此外，我们审查的基本形式主义的大辐射密度起伏的崩溃，强调适当的选择规范不变变量的相关性。
2019-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scratches from the Past: Inflationary Archaeology through Features in the Power Spectrum of Primordial Fluctuations
暴胀可以提供对物理学的独特见解，在任何现实的地球实验中都无法复制的最高可用能量尺度。原始功率谱中的特征通常在广泛的暴胀模型及其替代模型中被预测，并且在观测上是寻找非最小暴胀模型证据的最被忽视的渠道之一。来自宇宙微波背景观测的约束涵盖了最广泛的特征频率范围，但最敏感的约束将来自未来的大尺度结构调查，可以测量最大数量的线性和准线性模式。
2019-03-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial fluctuations in extended Liouville theory
刘维尔引力可用于在简化的1+1d设置中精确建模3+1维宇宙学的特征。我们研究原始的波动，一般协变扩展的刘维尔理论，在单场暴胀的背景下。给出了标量曲率扰动的标度不变谱，并在慢滚近似下计算了它们的三点关联函数。我们恢复Maldacena的三点函数的一致性关系，在这种情况下，这取决于一个全球性的移动对称性扩展刘维尔理论。
2014-11-10 gr-qc hep-th
Classicality of primordial fluctuations and Primordial Black Holes
暴胀扰动产生原初黑洞（PBH）提供了一个物理过程，其中涨落的有效经典性在某些尺度上不成立。对于暴胀过程中产生的绝热扰动，这个尺度范围对应于质量为$M\ll 10^{15}$ g的PBH。对于质量为$M\sim M_H(t_e)$（暴胀结束时的视界质量）的PBH，在预热阶段的生成过程也可能是经典的，这与在这些尺度上通过绝热暴胀扰动形成PBH相反。对于未蒸发的PBH，生成过程基本上是经典的。
2001-11-11 astro-ph gr-qc hep-th
Primordial fluctuations from inflation in dRGT bimetric theory of gravity
研究了de Rham-Gabadadze-Tolley（dRGT）双度规引力场中的原初引力波和曲率扰动。我们评估的功率谱在慢滚的领先顺序。在考虑质量引力子衰变的情况下，我们发现直到二阶的作用量约化为非最小耦合标量场的爱因斯坦理论，通过保角变换将其简化为最小耦合模型。我们还发现，在dRGT双度量引力中，对于任何参数的选择，具有幂律势的大场暴胀的张量与标量之比都大于广义相对论对应的张量与标量之比。此外，我们确认，通常的一致性关系成立，我们有一个陡峭的频谱引力波。
2016-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Trispectrum from Isocurvature Fluctuations
我们研究非高斯产生的绝热和等曲率原始扰动。我们首先得到，在一个非常一般的设置，非线性扰动，高达三阶，对于任意数量的宇宙流体，通过一个或几个衰变过渡。然后，我们将这种形式主义的混合曲率和暴胀模型，允许几个衰变通道。我们计算的绝热和等曲率扰动，这是相关的一般双谱和三谱的各种贡献。通过调查一些混合衰变的情况下，我们表明，显着的非高斯绝热和isocurvature类型可以产生不冲突，目前isocurvature约束从功率谱。特别是，我们发现的情况下，非高斯的isocurvature原产地可以支配其绝热对应，无论是在双谱和三谱。
2010-12-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Quantum Stress Tensor Fluctuations and Primordial Gravity Waves
我们研究了量子物质场（如电磁场）的应力张量对暴胀宇宙学中所预期的原始重力波谱的影响。我们发现，净效应是一个小的减少功率谱，特别是在较高的频率，但它有一个不同的形式从通常的频谱指数所描述的。因此，这种效应具有特征性的特征，并且原则上是可观察的。净效应是两个贡献的总和，其中之一是由于物质场应力张量的量子涨落。另一种是由于与应力张量的期望值耦合而对引力子场的量子修正。这两种贡献都对极早期宇宙的初始条件很敏感，因此这种效应有可能作为这些初始条件的探测器。
2017-01-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Hole formation from overlapping cosmological fluctuations
本研究探讨辐射主导宇宙中交叠超视界曲率涨落形成原初黑洞的机制，发现涨落交叠可降低PBH形成阈值，验证了已有解析估计的适用性，并指出曲率剖面对最终PBH质量有显著影响。
2024-02-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial SdS universe from a 5D vacuum: scalar field fluctuations on Schwarzschild and Hubble horizons
本文研究了在有效的四维Schwarzschild-de Sitter（SdS）度规下早期暴胀宇宙中暴胀子场的标量场涨落。我们得到了一个重要的结果：零级涨落谱在Schwarzschild尺度上与标量场质量$M$无关，而在宇宙学尺度上则与质量有关.然而，在一阶展开中，谱依赖于暴胀子质量，并且振幅与黑洞（BH）质量$m$成线性关系。
2010-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes from fifth forces
原初黑洞可以由远距离的比引力更强的第五种吸引力产生，由光标量场与非相对论性“重”粒子相互作用介导。一旦重粒子的能量分数达到一个阈值，波动就迅速变得非线性。超密度坍缩成黑洞或类似的屏蔽物体，而不需要暴胀过程中产生的原始密度波动谱中的任何特定特征。我们讨论这样的原始黑洞是否可以构成宇宙中的全部暗物质成分。
2018-04-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Precision of future experiments measuring primordial tensor fluctuation
最近，宇宙河外偏振背景成像（BICEP 2）的第二阶段声称在$5σ$置信水平上探测到了原始涨落的张量标量比（$r$）。如果这是真的，这个大的和可测量的振幅（$r \simeq 0.2$）的B模式偏振表明，它是可能的，以未来的实验测量CMB B模式偏振的形状。我们预测了$r$和张量谱指数$n_{\rm t}$测量的精度，其中$n_{\rm t}$作为自由参数，来自类似{ \it Planck}的实验，以及Spider和POLARBEAR，考虑到当前对其实验噪音和前景污染的理解。在$r$ - $n_{\rm t}$参数空间中，我们定量地确定了三个实验的测量的信噪比。B模式偏振的预测信噪比在一定程度上取决于$n_{\rm t}$，但强烈地取决于$r$的真实值。
2014-08-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Generating primordial fluctuations from modified teleparallel gravity with local Lorentz-symmetry breaking
在修正的远程平行引力理论中，我们研究了标量挠率理论中原初密度涨落的产生，该理论的拉格朗日密度是挠率标量$T$和标量场$ϕ$的任意函数$f(T,ϕ)$，加上后者的动力学项.众所周知，遥平行引力的一般修正在六参数局部洛伦兹变换下不是不变的。为了恢复当地的洛伦兹对称性，我们已经纳入了六个额外的自由度的形式的戈德斯通模式的对称性打破通过洛伦兹旋转的四分体字段。在积分掉所有的辅助模后，我们得到了标量和张量传播模的二阶作用量及其在暴胀过程中产生的功率谱。研究发现，在曲率扰动的二阶作用量中出现了一个显式的质量项，描述了慢滚一阶局部洛伦兹破坏的印记。我们证明了只有非最小耦合函数$f(T,ϕ)$在$T$中是非线性的暴胀模型，包括具有最小耦合标量场的$f(T)$引力的情况，才能产生原初涨落。对于一个具体的暴胀模型，我们利用最新的普朗克数据研究了幂律势。
2020-08-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial density fluctuations generated by wormholes
研究了膨胀宇宙中存在的穿过视界体积的虫洞对宇宙能量密度的影响。发现了模拟暴胀子的自由无质量标量场的两点关联函数，揭示了在这个过程中平移不变性的破坏可能在宇宙微波背景辐射图的各向异性中得到潜在的体现.
2019-06-07 gr-qc hep-th
Primordial Fluctuations from Inflation: a Consistent Histories Approach
我们展示了如何在暴胀阶段产生的宇宙学波动的量子到经典的过渡可以用一致的历史方法来描述。在无限压缩极限下，我们确定了相应的历史。考虑到衰减模式，我们提出了一个扩展到粗粒度的历史。
1998-12-02 astro-ph gr-qc hep-th
Primordial fluctuations from deformed quantum algebras
我们研究了变形量子代数对慢卷暴胀产生原始扰动的影响。具体地说，我们假设暴胀子的振幅和动量在傅里叶空间中的量子交换子在能量超过某个阈值$M_{\star}$时被修改。我们表明，当交换子被修改为一个功能的动量，解决后暴胀频谱的波动问题是正式等价于解决一维薛定谔方程与时间相关的潜力。根据类的修改，我们发现的结果接近或显着不同的近尺度不变的光谱。对于前一种情况，功率谱的特征在于在某个枢轴尺度处的阶跃状行为，其中跳跃的幅度是$\mathcal{O}(H^{2}/M_{\star}^{2})$。（$H$是暴胀哈勃参数。）我们使用我们计算的功率谱产生的宇宙微波背景和重子声学振荡的预测，从而表明，某些类型的变形是不符合目前的观测。
2013-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Decoherence and entropy of primordial fluctuations II. The entropy budget
我们计算的熵绝热扰动与截断的格林函数的层次在第一个非平凡的水平，即在自洽高斯近似。我们给出了熵增长的控制方程，并讨论了它的唯象性。它是由两个模型相关的内核参数化。然后，我们研究了两个特定的暴胀模型，一个具有等曲率扰动，另一个具有由于物质场循环引起的修正。在第一个模型中，熵迅速增长，而在第二个模型中，状态保持纯净（在一个循环中）。
2008-05-05 hep-th
Primordial fluctuations and non-Gaussianities in multi-field DBI inflation
研究了多个标量场的Dirac-Born-Infeld（DBI）暴胀模型.我们表明，绝热和熵模式传播一个共同的有效声速，从而在声视界交叉放大。在小声速极限下，我们发现熵模的振幅比绝热模的振幅大得多。我们表明，这可能会强烈影响可观察到的曲率功率谱以及非高斯的振幅，虽然它们的形状仍然是在单场DBI的情况下。
2008-04-19 hep-th
Separate Universes Do Not Constrain Primordial Black Hole Formation
卡尔和霍金证明了被平坦的FRW宇宙包围的球形过密区域的适当大小不可能是任意大的，否则该区域会自我封闭并成为一个独立的宇宙。从这个结果中，他们得出了一个连接过密区域的大小和密度的条件，确保它是我们宇宙的一部分。卡尔利用这个条件得到了密度波动幅度的上限，并得出了这样的结论：对于较小的幅度，原始黑洞的形成是可能的，而较大的幅度则表明存在一个独立的宇宙。相比之下，我们发现，最大值的出现并不是避免分离宇宙的结果，而是自然产生于所选切片的几何形状。用一个体积涨落变量代替密度揭示了涨落是一个独立的宇宙当且仅当这个变量在超视界尺度上发散。因此，卡尔和霍金的条件并没有对密度涨落造成物理约束。原始黑洞形成的初始曲率波动幅度大于对应的最大密度波动幅度的动力学以前没有被详细考虑，所以我们比较它的振幅较小的著名的情况下，通过提出嵌入和共形图的两种类型的尘埃时空。
2011-06-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Unitarity of quantum-gravitational corrections to primordial fluctuations in the Born-Oppenheimer approach
我们重新计算了在量子引力的玻恩-奥本海默方法中标量和张量扰动的功率谱的量子引力修正。我们着重讨论了该理论内积的定义和对宇宙学扰动动力学修正的么正性问题。我们认为，校正项是酉的，只要内积以适当的方式定义，这可以与规范固定的时间变量的概念和条件概率在量子宇宙学中的使用。我们比较在此框架内获得的更正，在文献中的早期结果，我们的结论与一些评论的物理解释的校正项。
2021-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial fluctuations and non-Gaussianities from multifield DBI Galileon inflation
我们研究了一个宇宙学的情况下，在一个更高的维时空中的D3-膜的运动DBI行动的补充与诱导引力项。后者减少到四次的Galileon拉格朗日时，膜的运动是非相对论性的，我们表明，它往往违反零能量条件，使宇宙学波动鬼。尽管如此，仍然存在一个有趣的参数空间，其中可以实现准指数扩展的稳定阶段，而诱导引力留下非平凡的印记。我们推导出精确的二阶作用的线性扰动的动力学，我们表明，它可以简单地理解，通过一个双度量的角度。在相对论范围内，我们还计算了对原始双谱的主要贡献，并首次在具体模型中证明了可以产生正交形状的大非高斯性。更一般地说，我们发现，双谱的符号和形状提供了强大的诊断的精确强度的诱导引力。
2012-01-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Gaussian features of primordial fluctuations in single field inflationary models
本文计算了单场暴胀模型中原初标量和张量涨落的三点关联函数。我们得到明确的表达式中的慢滚限制的答案是两个通常的慢滚参数。在特定限制下，三个点函数完全由两个点函数的谱的倾斜度确定。我们还对这种计算与dS/CFT和AdS/CFT的关系作了一些评论。我们强调，（A）dS/CFT可以看作是关于宇宙波函数的陈述。
2005-05-06 astro-ph hep-ph hep-th
Scalar induced gravitational waves from primordial black hole Poisson fluctuations in $f(R)$ gravity
初始随机分布的原初黑洞（PBH）气体的引力势可以通过二阶引力效应诱导出随机引力波（GW）背景。这种GW背景可以在由超轻原始黑洞主导的宇宙时代大量产生，质量为$m_\mathrm{PBH}<10^{9}\mathrm{g}$。在这项工作中，我们考虑$f(R)$引力作为基本的引力理论，我们研究的泊松分布的原始黑洞的引力势的水平上的效果。在一般分析之后，我们重点讨论了$R^2$引力模型。特别是，通过要求标量诱导的GWs（SIGWs）不过度产生，我们发现PBH在形成时间$Ω_\mathrm{PBH,f}$作为其质量的函数，即$Ω_\mathrm{PBH,f}<5.5\times 10^{-5}\left(\frac{10^9\mathrm{g}}{m_\mathrm{PBH}}\right)^{1/4}$，这是$45\%$比广义相对论中相应的上限更紧的丰度上界。然后，通过将$R^2$引力作为$f(R)$引力模型的一个示例，我们还对其质量参数$M$设置了上限约束。然而，这些质量参数的限制不应该被视为物理的，因为宇宙微波背景（CMB）对$R^2$引力的限制是相当严格的。最后，我们得出结论，门户网站的SIGW相关的PBH泊松波动可以作为一种新的互补探针，以约束替代重力理论。
2022-09-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Extended Slow-Roll Conditions and Primordial Fluctuations: Multiple Scalar Fields and Generalized Gravity
作为我们以前的研究的延伸，我们推导出多个标量场的慢滚条件，这是非最小耦合重力和广义引力理论的形式$f(ϕ,R)$。本文给出了标量/张量扰动谱指数的简单公式。
2008-12-04 astro-ph gr-qc hep-ph
A Bell experiment during inflation: probing quantum entanglement in tensor fluctuations through correlations of primordial scalar curvature perturbations
University of Barcelona（巴塞罗那大学）；Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；INAF- Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；ICREA（加泰罗尼亚高级研究院）
本文提出了一种方法，通过标量和张量扰动的关联性测试贝尔不等式，以探测暴胀期间原始扰动的量子起源，展示了如何通过标量八点相关函数的因子化来验证量子纠缠的影响。
2026-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial fluctuations from complex AdS saddle points
dS/CFT的一个建议是，在大体积极限下的Hartle-Hawking（HH）波函数等于由各种算子变形的欧几里得CFT的配分函数。在宇宙学中，所有定义半经典HH波函数的鞍点都有一个表示，在这个表示中，它们的内部几何是具有复杂物质场的欧几里得AdS域壁的一部分。我们计算了均匀各向同性复鞍点周围的标量和张量扰动的波函数，只对单个标量场物质。我们比较了他们的预测与不同的dS/CFT建议的基础上解析延续真正的渐近AdS域壁的暴胀宇宙的光谱CMB扰动。我们发现这两个批量计算的预测同意在慢滚参数的第一顺序，但有一个差异，在更高的顺序，我们认为，是一个签名的HH状态的波动。
2016-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum Formation of Primordial Black holes
我们提供了一个（简化的）量子描述的原始黑洞在其形成的时候。具体来说，我们采用视界量子力学计算的概率黑洞形成从一个简单的量子力学表征原始密度波动给出的普朗克谱。然后，我们估计的原始黑洞在早期宇宙的初始数量作为其典型的质量和温度的波动的函数。
2019-07-24 gr-qc hep-th
No constraints for $f(T)$ gravity from gravitational waves induced from primordial black hole fluctuations
本文研究原初黑洞涨落诱导的引力波对$f(T)$引力的约束，发现观测允许参数下偏差可忽略，表明可行$f(T)$理论可通过PBH约束。
2023-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Nature of Primordial Fluctuations from Anisotropic Inflation
本文研究了各向异性暴胀中原初涨落的统计性质，暴胀是由与暴胀子耦合的矢量场实现的。通过推广各向同性暴胀中的平切片规范，我们找到了一个适合于各向异性暴胀的规范，我们称之为正则规范。利用正则规范，我们揭示了曲率扰动、矢量波和引力波之间的耦合结构。我们确定了两个来源的各向异性，即各向异性由于宇宙的各向异性膨胀和由于各向异性变量之间的耦合。事实证明，后一种效应占主导地位。由于曲率扰动与矢量波的耦合最强，曲率扰动的统计各向异性比引力波的统计各向异性大。我们发现了曲率扰动与引力波之间的互相关，而这种互相关在传统暴胀中是不存在的。我们还发现了引力波的线偏振。最后讨论了所得结果的宇宙学意义。
2010-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Wave signatures of inflationary models from Primordial Black Hole Dark Matter
原始黑洞（PBH）可能是宇宙中的冷暗物质。它们可能是由暴胀期间产生的大（一阶）曲率波动引起的，暴胀在辐射时代重新进入视界。在再入大气层时，这些波动通过二阶各向异性应力产生引力波（GW）。这些GW，连同那些（可能）来源于通货膨胀期间由相同的机制负责的大曲率波动，构成了一个原始的随机GW背景（SGWB），可追溯地伴随着PBH的形成。我们研究了如何振幅和频率范围的信号依赖于统计（高斯与$χ^2$）的原始曲率波动，以及由于吸积和合并的PBH质量函数的演变。然后，我们将此信号与当前和未来探测器的灵敏度在PTA和LISA尺度上进行比较。我们发现，这SGWB将有助于探测，或强烈约束，PBH生产的早期宇宙机制。PBH分布的峰值质量和这个SGWB的峰值频率之间的比较，将提供重要的信息合并和吸积的PBH质量分布的演变，从他们的形成到现在的时代。对统计量和PBH演变的不同假设也导致不同量的CMB $μ$ -失真。因此，上述结果可以通过用诸如PIXIE的实验检测（或不存在）$μ$ -畸变来补充。
2017-07-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraints on the Primordial Magnetic Field from $σ_8$
原始磁场（PMF）可以影响早期宇宙密度场涨落的演化.本文通过计算密度场涨落与观测数据（星系数密度涨落）的比较，对PMF的振幅$B_λ$和功率谱指数$n_\mathrm{B}$进行了约束.我们表明，用$σ_8$参数化的宇宙学密度涨落的观测约束，导致对保偏光纤的振幅和谱指数的强约束。
2008-11-13 astro-ph gr-qc hep-ph
Multi-messenger Probes of Inflationary Fluctuations and Primordial Black Holes
本研究表明下一代宇宙微波背景谱畸变与脉冲星计时阵列实验，可在宽质量范围内探测或约束原初黑洞，且结论稳健，其探测或未探测结果均对宇宙学与天体物理研究有重要意义。
2021-03-01 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Sound Speed of Primordial Fluctuations in Supergravity Inflation
我们研究了在$\mathcal N = 1$超引力中慢卷暴胀的实现，其中暴胀是单个手征场演化的结果。当场空间中只有一个平坦方向时，可以导出一个以声速$c_s$为参数的单场有效场论，在该声速下，曲率扰动在暴胀期间传播。$c_s$的值由$F$项势的形状引起的暴胀路径的弯曲率决定。我们表明，$c_s$必须尊重一个不等式，涉及的曲率张量的Kahler流形的基础超引力，和比值$M/H$之间的质量$M$的波动ortoensula的路径，和哈勃膨胀率$H$。这个不等式在原始非高斯性的观测约束和引起暴胀的$\mathcal N = 1$超引力信息之间提供了强有力的联系。特别地，该不等式不允许$c_s$的抑制值（小于$c_s \sim 0.4$的值），除非（a）比率$M/H$为1阶或更小，以及（b）质量$M$的波动通过在水平交叉期间在曲率扰动上引起非线性色散关系而影响曲率扰动的传播。因此，如果观测到大的非高斯性，暴胀的超重力模型将受到严重的限制。
2016-10-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
De Sitter Quantum Loops as the origin of Primordial Non-Gaussianities
最近有人指出，在某些暴胀模型中，含有质量标量$m$的量子环与暴胀子耦合，可能是原初非高斯性的主要来源。我们探讨这种现象，在最简单的这种模型，专注于小$m/H$的原始曲率波动的行为。对三点和四点曲率起伏关联进行了显式计算。讨论了CMB对原始非高斯性的限制对模型参数的约束。研究了压缩极限下的双谱和压缩极限下的三谱。当波矢的部分和变小时，确定了$n$点相关的形式。
2018-09-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stochastic origin of primordial fluctuations in the Sky
University of Warsaw（华沙大学）
该研究通过有效场论对随机膨胀的泛化，分析了单场模型中原初黑洞的产生机制，并评估了非高斯参数。
2025-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes as Dark Matter through Higgs Criticality
我们研究了旁观者希格斯场的动力学，它在膨胀过程中随机地演变到失控不稳定边缘的近临界轨道上。我们表明，它的波动不会产生足够丰富的原始黑洞（PBH）的暗物质，也不会产生显着的二阶引力波。首先，我们表明，希格斯粒子产生更大的波动CMB规模比PBH规模，本身是一个不去一个可行的PBH方案。然后，我们跟踪超视界扰动非线性通过再加热使用Δ N形式主义，以表明它们不会被转换为大曲率波动。无论对标准模型的希格斯场进行任何微调，还是为了防止无限逃逸而修改希格斯势，我们的结论都是成立的。
2020-06-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Study of Nonlinear Evolution of Spacetime Fluctuations in Quantum Gravity Inflation for Deriving Primordial Spectrum
本文研究可重整化量子引力暴胀中时空涨落的非线性演化，推导并数值求解演化方程，发现早期非线性项有助于在超出共动普朗克尺度的范围内维持初始尺度不变性，为推导精确原初谱和解决宇宙学张力提供基础。
2024-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes from Sound Speed Resonance during Inflation
我们报道了一种新的现象，即由具有振荡行为的声速参数引起的原初密度扰动的共振效应，这种共振效应一般可以导致早期宇宙中原初黑洞的形成.对于一般的暴胀子场，它能产生原初密度涨落，其传播受声速平方参数的控制。一旦这个参数在暴胀过程中达到一段时间的振荡特征，暴胀子场涨落上的显著非微扰共振效应在临界长度尺度附近发生，这导致原始功率谱中的显著峰值。凭借这种强大的机制，具有特定质量函数的原始黑洞可以在相当大的参数范围内产生足够的暗物质丰度。
2018-08-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes from Spatially Varying Cosmological Constant Induced by Field Fluctuations in Extra Dimensions
本文提出超大质量黑洞可能源于暴胀期间额外维度标量场量子涨落导致的空间不均匀暗能量畴的直接坍缩，并指出该机制与脉冲星计时阵列观测到的随机引力波背景证据相吻合。
2024-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
