Evolution of the cluster of primordial black holes within the Fokker-Planck approach
在忽略气体对黑洞吸积的情况下，利用Fokker-Planck方程计算了原始黑洞团的演化.此外，我们还考虑了位于星团中心的大质量黑洞对星团演化的影响。尽管它在星系团的中心区域产生了额外的势能，并可能捕获周围的黑洞，但对于1 Gyr，中心黑洞的增长率可以忽略不计。此外，我们发现一个显着的（约10倍）扩大集群。
2021-03-18 astro-ph.CO
The exponential tail of inflationary fluctuations: consequences for primordial black holes
在早期暴胀期间产生的曲率扰动已知具有接近其最大值的准高斯分布函数，在那里它们受到宇宙微波背景各向异性和大尺度结构的测量的很好的约束。相比之下，这些分布的尾部知之甚少，尽管这部分与罕见的极端物体如原始黑洞有关。我们发现，这些尾巴是高度非高斯的，不能用标准的非高斯展开，这是为了近似的分布接近其最大值。使用随机$δN$形式主义，我们开发了一个通用的框架来计算的尾巴，这被发现有一个指数，而不是高斯，衰减。这些指数尾是不可避免的，并且不需要任何非最小特征，因为它们只是由暴胀子场沿着其势的量子扩散产生的。我们应用我们的形式主义，一些相关的单场，慢卷膨胀的潜力，我们的分析处理证实了与数值结果的比较。我们讨论了在这些模型中的原始黑洞的预期丰度的影响，并强调，它可以从标准的结果不同的几个数量级。特别是，我们发现，潜在的拐点过度产生原始黑洞，除非慢滚是违反。
2020-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing New Degrees of Freedom with the Universal Tail of Primordial Black Hole Mass Functions
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Seoul National University（首尔国立大学）；Hood College（胡德学院）；Texas A&M University（得克萨斯农工大学）；University of Notre Dame（圣母大学）；Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）
本文发现原初黑洞质量函数的低质量蒸发尾部具有普适形状，但新粒子自由度会扭曲该尾部，从而在伽马射线谱中留下特征，为探测新自由度提供稳健探针。
2026-06-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Highly non-Gaussian tails and primordial black holes from single-field inflation
对于原始扰动，概率分布尾部的高斯统计偏差可以与暴胀的非微扰效应相关联。在本文中，我们提出了一些特殊的例子，其中的尾部的分布变得高度非高斯的统计仍然几乎是高斯的扰动制度。我们从超慢卷暴胀的扩展开始，它包含了一个过渡过程，在这个过程中，暴胀子在收敛到慢卷吸引子之前，在非吸引子阶段的末尾爬上一个微小的潜在台阶。通过这个例子，我们确定了吸引子行为的关键作用，向上一步过渡，然后扩展到另一种类型的过渡与两个缓慢的滚动阶段连接一个微小的步骤的分析。我们进行微扰和非微扰分析的原始波动周围的步骤详细，并表明，微小的，但非平凡的过渡可能会影响大扰动的尾部分布，而微扰的非高斯性仍然很小。我们的研究结果表明，非高斯尾可以有丰富的现象，被忽略了在传统的分析。我们还研究了这种非高斯尾的原始黑洞的形成的影响，并发现它们的质量分数可以参数放大了几个数量级的高斯分布的情况下相比。此外，我们还讨论了这种向上台阶暴胀模型中原初黑洞的形成机制，即暴胀子被捕获在台阶的底部。
2022-12-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Massive galaxy clusters like "El Gordo'' hint at primordial quantum diffusion
在标准宇宙学模型中，一般假设初始密度扰动在所有尺度下都是高斯分布。然而，原始量子扩散必然会在暴胀扰动的分布中产生非高斯的指数尾。这些指数尾对宇宙中坍缩结构的形成有直接的影响，正如在原始黑洞的背景下所研究的那样。我们发现，这些尾巴也影响了非常大尺度结构，使重集群像“埃尔戈多”，或大空洞，如一个与宇宙微波背景冷点，更有可能。我们计算的晕质量函数和集群的丰度作为红移的函数在指数尾的存在。我们发现，量子扩散一般扩大的数量重集群和耗尽subhalos，效果不能被著名的$f_{\mathrm{NL}}$更正。因此，这些宇宙晚期的特征可能是暴胀过程中量子动力学的指纹，应该被纳入$N$体模拟中，并与天体物理数据进行核对。
2023-02-18 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes in peak theory with a non-Gaussian tail
本文通过引入临界行为和平均压实函数判据改进峰值理论，研究超慢滚暴胀中指数尾部非高斯性对原初黑洞丰度与质量谱的影响，发现丰度显著增强且质量谱出现特征性最大质量。
2021-10-19 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Black Hole Clusters and their Evolution
活动星系核的星系前种子的可能性是粒子理论的一个重要宇宙学结论。这些种子可以表现为原始黑洞（PBH）团簇，在连续的自发相变中形成，然后表现出整体U（1）对称性的破缺。如果第一次相变发生在暴胀阶段，则在第二次相变阶段可能形成一组巨大的封闭壁，这些封闭壁的坍塌可能导致PBH团簇的形成。我们提出了我们的研究结果，这样的PBH集群的演变。
2014-01-08 astro-ph.CO
Revisiting the Ultraviolet Tail of the Primordial Gravitational Wave
本文研究原初引力波紫外尾端的对数发散问题，发现其源于暴胀到暴胀后阶段的瞬时转变假设，通过考虑有限转变持续时间首次得到半解析能谱表达式，并给出可用于信号搜索的拟合公式。
2024-07-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evolution of Primordial Black Holes in Loop Quantum Gravity
本文在圈量子引力的背景下研究了原初黑洞的演化。首先计算了不同宇宙时代宇宙的尺度因子和能量密度，然后以此为输入研究了原始黑洞的演化。我们的估计表明，在圈量子引力中，辐射吸积并不影响原初黑洞的演化，尽管与爱因斯坦理论或标量张量理论相比，在早期宇宙中可能形成更多的原初黑洞。
2011-11-24 astro-ph.CO gr-qc
Nonlinear Evolution of the Matter Trispectrum with Primordial Parity Violation
本文在有效场论框架下计算了宇称奇物质四点谱函数到单圈阶的非线性演化，证明了红外发散相消并推导了紫外反项，数值评估了其对重子声学振荡的影响。
2025-10-07 astro-ph.CO
Evolution of CMB spectral distortion anisotropies and tests of primordial non-Gaussianity
宇宙微波背景（CMB）频谱畸变的各向异性可以通过早期宇宙中空间变化的加热过程产生。例如，小尺度声学模式的耗散确实会产生失真各向异性，特别是对于非高斯原始扰动。在这项工作中，我们推导出近似，允许描述相关的失真场。我们提供了一个系统的制定使用傅立叶空间窗口函数的问题，澄清和推广以前的近似。我们的表达式突出了这样一个事实，即由非高斯性引起的频谱失真波动的幅度也取决于这些失真的齐次值。因此，需要绝对测量来获得对原始非高斯性的模型无关的失真约束。我们还包括一个简单的描述通过光子扩散的扭曲的演变，表明这些修正通常可以忽略不计。我们的配方提供了一个系统的框架计算高阶关联函数的失真与CMB温度各向异性，并可以扩展到描述相关的偏振各向异性。
2016-12-30 astro-ph.CO
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
Primordial Black Holes (PBHs) and The Signatures of Cosmic Non-Gaussianity
Central University of Kashmir（克什米尔中央大学）；Makerere University（马凯雷雷大学）
本文研究了原初黑洞形成与非高斯性之间的关系，通过曲率扰动的精确推导和非扰动尾部分析，探讨了曲率子模型对原初黑洞形成概率的影响，并与现有约束进行比较。
2026-04-15 astro-ph.CO
Evolution of Cosmological Perturbations in the Presence of Primordial Magnetic Fields
原始磁场的可能存在影响了宇宙的结构形成。本文指出，以往导出的有磁场的密度微扰的初始条件与爱因斯坦方程不一致。我们发现，这种不一致性是由于不必要的取消贡献的磁场和原始辐射。在CDM框架下，通过重新考虑辐射占优时代的非相对论物质贡献，给出了长波极限下的完整方程组和一致的初始条件，并在协变方法中进行了显式推导.通过数值求解这些方程，我们得到了宇宙微波背景各向异性的角谱和有磁场的物质功率谱。我们发现在$l \lesssim 4000$处，CMB各向异性的角功率谱的幅度与文献中的结果相比最多可以改变一个数量级。
2009-03-20 astro-ph.CO
Evading the CMB $μ$-distortion bound on Supermassive Primordial Black Hole seeds with Non-Gaussian tails
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Chengdu University of Technology（成都理工大学）
研究超大质量原初黑洞种子质量范围受宇宙微波背景辐射μ畸变限制问题，通过非微扰δN形式，分析四类高斯核族尾部，计算畸变限制的原初黑洞丰度，发现分数势动力学代数尾和重对数正态尾可满足种子丰度需求。
2026-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The nonlinear redshift space probability distribution function in models with local primordial non-Gaussianity
利用椭球坍缩近似研究了具有局域f_{nl}型原初非高斯性的密度场的非线性红移空间演化。利用初始非高斯剪切场本征值的联合分布，计算了演化的红移空间概率分布函数（PDF）。结果表明，类似于实空间分析，非线性红移空间PDF的欠密尾明显不同于高斯初始条件下的欠密尾。在非零f_{nl}存在的情况下，我们还导出了Kaiser公式的最低阶修正.
2010-08-02 astro-ph.CO
The Effects of Local Primordial Non-Gaussianity on the Formation and Evolution of Galaxies
由于近几年精密宇宙学的快速发展，我们现在可以通过宇宙微波背景辐射中的非高斯特征和大尺度结构的分布来获得约束暴胀理论的物理观测量。不同膨胀模型的NG信号的数值模拟对于正确解释来自大尺度结构勘测的当前和不久的将来的数据是必不可少的。在这项研究中，我们使用高分辨率的宇宙流体动力学模拟研究的影响，原始NG的形成和星系的演化从宇宙黎明到现在。通过对局域型原初NG的研究，我们发现它可能影响星系中恒星和黑洞的形成历史及其分布。与高斯情形相比，具有$f_{NL} \gtrsim 10^3$的大非高斯势导致了第一结构的早期坍缩，星系质量增加，特别是在高红移处，星系成团性增强，晕偏向性增强.然而，对于含$f_{NL} \lesssim 10^2$的较小NG，效果明显较弱。对高红移稀有天体（如第一星系和类星体）的分布和性质的观测可能会对原始NG提供进一步的限制。
2013-07-18 astro-ph.CO
Primordial non-Gaussianity without tails -- how to measure fNL with the bulk of the density PDF
我们调查的可能性，以检测原始的非高斯性，通过分析大部分的概率分布函数（PDF）的晚期宇宙密度波动。为此，我们设计了一种新的方法来预测一般的非高斯初始条件对后期的密度PDF的影响。在红移$z=1$和30 Mpc/ $h$的平滑尺度下，我们的预测与高分辨率Quijote N体模拟的$\sim 0.2\%$精度一致。这在$\sim 100(\mathrm{Gpc}/h)^3$调查体积的宇宙方差范围内。当限制到该30 Mpc/ $h$平滑尺度和轻度非线性密度（$δ[30\mathrm{Mpc}/h] \in [-0.3, 0.4]$）并且还边缘化对非线性功率谱的幅度的潜在忽略时，对这样的勘测体积的PDF的分析仍然可以测量不同原始双谱形状的幅度，达到\smash{$Δf_{\mathrm{NL}}^{\mathrm{loc}}=\pm 7.4\ ,\ Δf_{\mathrm{NL}}^{\mathrm{equi}}=\pm 22.0\ ,\ Δf_{\mathrm{NL}}^{\mathrm{ortho}}=\pm 46.0$}的精度。当推到更小的尺度并假设PDF的联合分析具有30 Mpc/ $h$和15 Mpc/ $h$（$δ[15\mathrm{Mpc}/h] \in [-0.4, 0.5]$）的平滑半径时，这改进为\smash{$Δf_{\mathrm{NL}}^{\mathrm{lo…
2021-07-30 astro-ph.CO
Rare Events Are Nonperturbative: Primordial Black Holes From Heavy-Tailed Distributions
近年来，人们注意到，对涨落统计的微扰处理可能无法对原始黑洞（PBH）的丰度做出正确的预测。此外，它已被证明在一些明确的单场的例子中，非微扰效应可能会导致一个指数尾的概率分布函数（PDF）的波动负责PBH的形成-在相反的PDF是高斯，如微扰理论所建议的。在本文中，我们主张，所谓的$δN$形式主义可以被认为是一个简单的，但有效的，工具的非扰动估计的尾部的PDF。我们讨论了一个模型需要满足的标准，使经典的$δN$形式主义的结果可以信任，最可能的并发症，由于波动的量子性质可以避免。作为一个概念的证明，然后，我们将这种方法应用到一个简单的例子，并表明，尾部的PDF甚至可以{ \it重}比指数，导致一个显着增强的PBH形成概率相比，微扰理论的预测。我们的研究结果，以及其他相关的发现，激励发明新的，非微扰的方法的问题，并开辟了新的思路，产生PBH显着丰富。
2022-09-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evolution of Primordial Stars Powered by Dark Matter Annihilation up to the Main-Sequence Stage
在早期宇宙中形成的原始恒星被认为是由致密的暗物质（DM）晕所承载的。如果DM由弱相互作用大质量粒子（WIMPs）组成，这些恒星可能在其演化的早期阶段由DM湮灭提供动力。我们研究了原始恒星的主序前演化的详细恒星演化代码的假设下，湮灭的压缩WIMPs DM在恒星内提供了足够的能量来维持恒星的平衡。我们遵循吸积恒星的演化，使用几个气体质量吸积率来自宇宙学模拟。我们表明，恒星质量变得非常大，高达900 - 1000 M_太阳时，恒星达到主序星相的一组合理的模型参数，如DM粒子质量和湮灭截面。在暗星阶段，恒星膨胀超过一千个太阳半径，而表面温度保持在10^4 K以下。由核反应产生的能量在这一阶段并不占主导地位。我们还研究了具有不同气体质量吸积率和DM粒子质量的模型。我们所有的模型对于不同的DM粒子质量通过暗星阶段。暗星的最终质量在DM质量为m_DM <= 10 GeV时基本不变。大质量暗星的引力坍缩将在早期宇宙中留下质量达1000 M太阳的大质量黑洞。
2011-05-06 astro-ph.CO
Non-perturbative non-Gaussianity and primordial black holes
本文提出一种非微扰方法，通过将原初曲率扰动与高斯场关联，计算任意单点概率分布下的原初黑洞丰度，并揭示非高斯性对黑洞形成和质量分布的重要影响。
2023-05-31 astro-ph.CO gr-qc
Tail diversity from inflation
本文利用非微扰 δN 形式体系研究单场非吸引子暴胀模型中原初涨落的大涨落尾部，发现其可呈现截断、幂律、双指数及双峰等多种形态，表明高斯外推不可靠，针对原初黑洞丰度必须进行依赖模型的非微扰研究。
2023-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Lepton asymmetries and primordial hypermagnetic helicity evolution
电弱相变（EWPT）时的超磁螺旋度密度超过银河系磁螺旋度密度许多数量级。结合EWPT后的磁螺旋度演化计算和EWPT超磁螺旋度向磁螺旋度的转换计算，完成了对宇宙学磁场这一重要拓扑特征演化的描述.这表明，如果为银河发电机播种的磁场有一个原始的起源，它应该基本上是螺旋形的。这应该考虑到银河系磁场演化的宇宙学种子的情况。
2012-05-16 astro-ph.CO hep-ph
Dynamical evolution of a cluster of primordial black holes
在基于Fokker-Planck方程的两体弛豫近似下讨论了太初黑洞团的演化。在我们的计算中，我们考虑了具有从$10^{-4} M_{\odot}$到$100 M_{\odot}$的宽范围的黑洞质量和总质量$10^5 M_{\odot}$的自引力团。此外，我们包括一个大质量的黑洞在集群中心，它决定了在其附近的密度分布的演化速率。
2020-11-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Primordial black hole evolution in two-fluid cosmology
早期宇宙中的几个过程可能导致不同质量的原始黑洞的形成。这些黑洞将通过吸积和发射过程与宇宙等离子体相互作用。这种相互作用可能影响了宇宙的动力学，并产生了相当大的熵。本文研究了原初黑洞的存在对早期宇宙演化的影响。我们采用一个具有辐射和原始黑洞气体的双流体宇宙模型。后者是仿照不同的初始质量函数，考虑到可用的约束条件的初始原始黑洞丰度。我们发现，某些人口与狭窄的初始质量函数是能够产生显着的变化的标度因子和熵。
2020-03-20 astro-ph.CO gr-qc
The evolution of primordial magnetic field since its generation
我们研究膨胀宇宙等离子体中原始磁场的演化。为此，我们提出了一个全面的理论模型来考虑MHD湍流的演变，可以在广泛的物理条件下使用，包括宇宙学和天体物理学的应用。我们模拟了膨胀宇宙中不同类型的衰减宇宙MHD湍流，并描述了这种介质中的大尺度磁场。直接数值模拟的自由衰减MHD湍流进行不同的磁成因的情况下：在宇宙暴胀以及在早期宇宙中的电弱和QCD相变产生的磁场。由于早期宇宙中的高雷诺数，磁场和流体运动是强耦合的。因此，我们放弃了简单的绝热稀释模型来估计膨胀宇宙中的磁场振幅，并将湍流混合效应纳入到大尺度磁场演化中。对非螺旋和螺旋磁场配置进行了数值模拟。数值计算结果表明，在磁主导的非螺旋MHD湍流中，存在能量逆传递的可能性。另一方面，螺旋湍流的衰减特性取决于湍流磁场是处于弱螺旋状态还是完全螺旋状态。我们的研究结果表明，原始磁场可以被认为是一个种子观测到的大尺度磁场在星系和星系团。上的磁场强度的界限，并与河外磁场的观测设置的上限和下限是一致的。
2016-10-10 astro-ph.CO
Redshift evolution of primordial black hole merger rate
本研究探究原初黑洞（PBH）并合率的红移演化规律，考虑早期结构扰动与暗晕内PBH成团效应，推导并合率随红移的变化关系，并结合观测约束了暗物质中数十倍太阳质量PBH的占比。
2024-07-09 astro-ph.CO
A new signature of primordial non-Gaussianities from the abundance of galaxy clusters
星系团丰度随时间的演化对原始密度扰动的统计性质非常敏感。因此，它可以用来探测初始条件下与高斯性的微小偏差。这种偏差的特征将有助于区分不同的暴胀情景，并为我们提供有关早期宇宙中发生的物理过程的信息。我们发现，当包含在星系团计数中的信息被用来重建作为红移函数的暗能量状态方程时，错误地假设不存在原始非高斯性，在有效的暗能量状态方程中出现了明显的随时间的演化，其特征在于出现明显的不连续性。
2012-05-19 astro-ph.CO
The evolution of a primordial binary black hole due to interaction with cold dark matter and the formation rate of gravitational wave events
本文研究了一个由成团冷暗物质（CDM）引力相互作用引起的二元原初黑洞（PBH）轨道参数的形成和演化问题。质量和初始分离的值，这是适当的问题，解释的LIGO/处女座事件合并二进制PBH。我们认为辐射为主和CDM为主的发展阶段，使用数值和半解析方法。我们表明，在我们的数值模拟结束时，二进制的半长轴减少了约一百倍，而它的角动量减少了十倍，在标准值相比，不考虑与CDM集群的影响。我们检查我们的结论几乎不受数字假象的影响。我们估计合并率的二进制PBH由于发射的引力波在目前的标准情况下，当与集群的影响被忽略，并在情况下，当他们被考虑在内，并显示，这些影响可能会增加合并率至少由$6-8$倍的标准估计相比。这又意味着PBH的质量分数$f$应小于之前的假设。
2022-06-06 astro-ph.CO
Population III Star Formation in Magnetized Primordial Clouds
利用三维理想MHD模拟研究了原始坍缩云的演化和原第III星族星的形成。我们计算了磁化原始云的演化，从星前阶段，直到原人口III恒星形成后的时代，空间分辨秒差距尺度的云和次AU尺度的原恒星。原星族III星的形成过程是由母云的转动能与磁能之比来表征的。当转动能大于磁能时，在原星族III恒星形成和双星或多星系统出现之前，坍缩的原始云发生碎裂。相反，当磁能大于转动能时，大于100 km s^-1的强喷流由围绕原星族III星的星周盘驱动，而没有碎裂。因此，即使在早期宇宙中，磁场在恒星形成过程中也起着重要作用。
2010-05-11 astro-ph.CO
Local Primordial non-Gaussian Bias from Time Evolution
本研究证明局域原初非高斯偏差系数与示踪体数密度时间演化紧密相关，并在模拟中验证了分离宇宙图像下的解释，为从星系巡天中更优提取局域PNG信息提供了概念验证。
2025-03-27 astro-ph.CO
New reaction rates for improved primordial D/H calculation and the cosmic evolution of deuterium
原初核合成（BBN）是大爆炸模型的三个强有力的历史证据之一。标准BBN现在是一个无参数的理论，因为宇宙的重子密度已经从宇宙微波背景（CMB）辐射的各向异性观测中以前所未有的精度推导出来。4 He、D、3 He和7 Li的原始丰度与原始核合成计算结果吻合较好。然而，7 Li的计算丰度是显着高于从光谱观测推导出的，仍然是一个悬而未决的问题。此外，最近的氘观测大大降低了D/H的不确定性，达到1.6%。它需要与BBN预测相匹配，BBN预测的精度现在受到热核反应速率不确定性的限制。这是特别重要的，因为许多尝试调和李观察与模型导致增加D预测。在这里，我们重新评估D（p，g）3 He，D（d，n）3 He和D（d，p）3 H反应速率，支配氘破坏，纳入新的实验数据，并仔细考虑系统的不确定性。与以前的评估相反，我们使用理论从头算模型的能量依赖性的S-因子。结果，这些速率在BBN温度下增加，导致D/H =（2.45 $\pm0.10)\times10^{-5}$（2 $σ$））的减小值，与观测结果一致。
2015-11-12 astro-ph.CO
The origin, evolution and signatures of primordial magnetic fields
到目前为止，宇宙在所有尺度上都是磁化的。在最大的尺度上，星系和星系团的磁场在微高斯水平上，在高达10千秒差距的尺度上是相干的。最近的观测证据表明，即使是空洞中的星系际介质也可能存在弱的$\sim 10^{-16}$高斯磁场，在Mpc尺度上是相干的。一个有趣的可能性是，这些观测到的磁场是早期宇宙的遗迹，尽管后来被坍缩物体中的发电机放大和维持。本文综述了原始磁场的起源、演化和特征。在对膨胀宇宙中的磁流体动力学做了一个简短的总结之后，我们转向膨胀和其他相变过程中的磁场产生。我们跟踪的线性和非线性演化所产生的原始领域通过辐射时代，包括粘性效应。讨论了原始磁场在宇宙微波背景上的灵敏观测特征，包括普朗克的电流约束。复合后，原始磁场可以强烈影响结构的形成，特别是在矮星系尺度上。由此产生的签名上的再电离，红移21厘米线，弱透镜和莱曼- $α$森林的概述。来自无线电和$γ$射线天文学的限制进行了总结。天体物理电池和发电机在重塑原始领域的作用进行了简要的审议。评论结束时，一些最后的想法原始磁场。
2016-04-24 astro-ph.CO gr-qc
Effect of Vacuum Energy on Evolution of Primordial Black Holes in Einstein Gravity
考虑到现在的宇宙不再是物质主导的宇宙，而是真空能量主导的宇宙，我们研究了原日黑洞的演化。我们还考虑了辐射、物质和真空能量在各自主导期内的吸积。在这种情况下，我们发现辐射吸积效率应该小于0.366，吸积率比B. Nayak等人，\cite{ns} .因此，这里的原始黑洞寿命比以前的作品\cite{ns}。物质的吸积同样会略微增加原始黑洞的质量和寿命。然而，真空能量吸积是一个稍微复杂的问题，其中吸积是可能的，只有到一个临界时间。这个临界时间取决于吸积效率和形成时间的值。如果原始黑洞的寿命超过临界时间，那么它的寿命会由于真空能量吸积而增加。但对于目前正在蒸发的太初黑洞，临界时间远晚于它们的蒸发时间，因此真空能量不能影响那些太初黑洞。我们再次发现，从$γ$射线背景极限得到的PBH的初始质量分数的约束变得更强的真空能量的存在下。
2011-07-11 astro-ph.CO gr-qc
Evolution of primordial black hole spin due to Hawking radiation
在薄吸积盘的情况下，近极值克尔黑洞服从索恩极限$a<a^*_{\rm lim}=0.998$，或者在其他盘几何中服从这一极限的某种广义版本。然而，任何不同于热力学极限$a^* < 1$的极限原则上都可以在其他天体物理学配置中避免，特别是如果近极端黑洞是原始的，并且只受到霍金辐射的蒸发。我们推导出一个质量下限，在这个下限以上，霍金辐射的速度就足够慢，以至于一个初始自旋高于某个广义索恩极限的原生黑洞今天仍然可以高于这个极限。因此，我们指出，极高自旋克尔黑洞的观测应该是一个暗示，要么是外来的天体物理机制或原始起源。
2020-05-12 astro-ph.CO gr-qc
Clustering of Primordial Black Holes. II. Evolution of Bound Systems
原始黑洞（PBH）是由密度扰动坍缩形成的，它比底层的密度场更加聚集。在以前的论文中，我们展示了这对PBH暗物质前景的限制。在本文中，我们研究这种集群的另一个后果：在早期宇宙中的PBH的束缚系统的形成。假设这些是最早的引力坍缩结构，在宇宙仍然以辐射为主时形成。根据星系团的大小和占据，PBH合并发生在它们因霍金蒸发而蒸发之前。
2011-10-19 astro-ph.CO gr-qc
The Clustering Evolution of Primordial Black Holes
原始黑洞可能构成宇宙中暗物质的重要组成部分，并负责LIGO/Virgo合作观察到的黑洞合并的引力波信号。原始黑洞的空间聚集可能会影响它们的合并率，并对它们的质量和丰度的约束产生重大影响。我们提供了一些原始的黑洞空间集群演化的分析处理，比较我们的结果与一些现有的N体数值模拟和讨论的影响黑洞合并率。如果原始黑洞对暗物质的一小部分有贡献，那么原始黑洞聚集就不相关了。另一方面，对于一个大的贡献的暗物质，我们认为，集群可能会增加后期的宇宙合并率与LIGO/室女座探测率兼容的水平。对于形成于原始时期的黑洞双星的早期宇宙合并率，成团可以克服LIGO/Virgo约束，但不能回避它们。
2020-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evolution and Possible Forms of Primordial Antimatter and Dark Matter celestial objects
分析了原初反物质畴和暗物质天体的结构和演化。描述了相对论性低密度反物质畴。相对论FRW理想流体解被发现用于表征i）超高密度反物质畴，ii）高密度反物质畴和iii）致密反物质畴。分析了可能的子域结构。概述了演化到星系形成时的结构。与其他原始天体进行了比较。概述了反星的特征。在WIMP暗物质团块的情况下，他们的生存到现在的时间的机制进行了讨论。研究了第五种力引起的中微子聚团的宇宙学特征。
2022-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The accretion, emission, mass and spin evolution of primordial black holes
本章综述原初黑洞从周围介质吸积重子物质时的质量、自旋增长及辐射反馈机制，整理吸积率、光度函数与反馈效应的形式体系，以预测其质量和自旋演化。
2024-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing non-Gaussianities with the high frequency tail of induced gravitational waves
本文研究了单场暴胀模型中原初曲率功率谱诱导的引力波谱，提出通过测量引力波高频谱倾斜来推断非高斯参数$f_{\ m NL}$，并结合微波背景$μ$扭曲限制约束了原初功率谱参数。
2023-09-14 astro-ph.CO gr-qc
Astrophysical constraints on primordial black holes in Brans-Dicke theory
我们考虑Brans-Dicke理论中原始黑洞种群的宇宙演化。来自原始黑洞的霍金辐射影响着宇宙演化过程中的各种天体物理过程。在辐射主导的时代，黑洞对辐射的吸积可能有效地赋予它们更长的寿命。我们提出了一个详细的研究，这如何影响各种标准的天体物理约束来自原始黑洞的蒸发。我们分析的约束，从目前的宇宙密度，目前的光子谱，宇宙微波背景频谱的失真，也从核合成后影响轻元素丰度的过程。我们发现，初始原始黑洞质量分数的约束收紧吸积效率的增加。
2010-09-03 astro-ph.CO gr-qc
Impact of Heavy Modes on Primordial Black Hole Formation
College of Physics, Sichuan University（四川大学物理学院）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）
本研究在准单场暴胀框架下，发现重场产生的非高斯性（双谱与三谱）可显著增强原初黑洞形成，为宇宙对撞机物理提供新观测渠道。
2026-09-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Early Cosmological Evolution of Primordial Electromagnetic Fields
通常认为，当外尔不变性在电磁扇区内不破缺时，原初磁场的能量密度将作为辐射发生红移。在这里，我们表明，原始的磁场不表现出辐射的红移存在较强的电场，作为法拉第感应定律的结果。特别是对于标准麦克斯韦理论，超视界尺度的磁场可以红移为$B^2 \propto a^{-6} H^{-2}$，而不是通常假设的$a^{-4}$。考虑到这种对暴胀磁生作用的影响，可以将先前对磁场强度的估计校正多达37个数量级。这为暴胀磁生开辟了新的可能性，作为一个例子，我们提出了一个方案，其中飞秒高斯星系间磁场在Mpc尺度上产生，高尺度暴胀产生可观察到的原始引力波，并在低温下发生再加热。
2019-07-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stability issues of nonlocal gravity during primordial inflation
本文研究了初始条件设定在原初暴胀阶段的非定域引力模型的宇宙学演化。我们特别研究了三种模型，即所谓的RT、RR和$Δ_4$模型，它们是我们小组以前介绍过的。我们发现，RR和$Δ_4$模型在通货膨胀期间也有一个稳定的演变。RT模型有一个明显的不稳定性，但我们表明，由于与膨胀尺度相比，与非局部项相关的尺度很小，这种不稳定性是无害的，并且RT模型即使在原始膨胀阶段设置初始条件也有可行的演变。
2018-11-29 astro-ph.CO hep-th
Evolution of Primordial Dark Matter Planets in the Early Universe
在最近的一篇论文中，我们讨论了DM在高红移时形成完全由DM组成的原始行星的可能性，这是没有探测到DM的原因之一（因为周围DM粒子的通量会因此减少）。在本文中，我们讨论了这些DM对象的宇宙膨胀的演变。随着宇宙的膨胀，这些物体上会有DM、氦和氢层（详细讨论）的吸积。当它们积累越来越多的质量时，这些层被加热，导致核反应，当达到临界厚度时，这些核反应会燃烧H和He。在这些DM物体质量较重的情况下，物质可以爆炸性地喷射出来。它发现，喷射的时间尺度小于其他紧凑的对象，如中子星（导致x射线爆发）。这些能量闪光可能是这些密集DM物体的可能观测特征。
2022-05-16 astro-ph.CO physics.gen-ph
Effect of Accretion on the evolution of Primordial Black Holes in the context of Modified Gravity Theories
本文在修正引力理论框架下，系统研究宇宙流体吸积和霍金辐射对不同宇宙学时期原初黑洞质量演化的影响，涵盖多种线性和非线性状态方程模型，为理解原初黑洞形成演化及未来探测提供理论依据。
2024-06-07 astro-ph.CO gr-qc
The Evolution of Primordial Black Holes and their Final Observable Spins
在地面引力波探测器的质量范围内的原始黑洞可以构成暗物质的很大一部分。从聚并过程中得到的质量和自旋测量值可以用来区分双星黑洞是天体物理起源还是原始起源。在标准情况下，原始黑洞的自旋在形成时非常小。然而，由于吸积，质量和自旋可以在宇宙历史中演化。我们发现，原始黑洞的质量和自旋是相关的红移依赖的方式，特别是原始黑洞与质量低于${\cal O}(30)M_\odot$可能是非自旋在任何红移，而较重的黑洞可以接近极端的红移$z\sim10$。质量和自旋分布对红移的依赖性可以用未来的探测器如爱因斯坦望远镜来探测。质量和自旋的演化影响引力波形参数，特别是合并残余物的最终质量和自旋的分布，以及双星的有效自旋的分布。我们认为，相比天体物理形成的情况下，原始起源的黑洞二进制可能更好地解释自旋分布的合并事件探测到的LIGO-Virgo，其中的有效自旋参数的二进制兼容为零，除了可能有一些高质量的事件。LIGO-Virgo第三次观测运行的结果可能会加强或削弱这些预测。
2020-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dynamical Evolution of Primordial Dark Matter Haloes through Mergers
原始暗物质（DM）晕是最小的引力束缚DM结构，在早期宇宙中，第一批恒星，黑洞和星系形成和生长。然而，它们的结构是敏感的DM的自由流动规模，这反过来又取决于DM颗粒的性质。在这项工作中，我们测试的假设，在原始DM晕的中心尖点附近的自由流动规模的斜率取决于合并过程的性质。通过结合和分析小尺度物质功率谱截止的宇宙学模拟数据以及一系列受控的、高分辨率的二元合并模拟数据，我们发现：（1）原始DM晕优先通过径向轨道上的主要合并形成;（2）与星系和星系团大小的DM晕相比，它们的中心DM密度轮廓更容易受到合并过程的影响;（3）连续的主并合驱动中心密度斜率接近以NFW轮廓为特征的{ \it universal}形式，该形式对并合的影响具有鲁棒性，并且是DM晕密度结构的吸引子解。我们的工作突出了在黑暗时代的结构形成的动力学过程的重要性。
2016-06-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Curvature bounce in general relativity: background and primordial spectrum
最近的数据表明，宇宙可能是正弯曲的。结合暴胀阶段，这可能导致曲率反弹而不是大爆炸。背景演化，作为控制宇宙演化的参数的函数。还计算了原始张量谱，并强调了模型可能的观测足迹。几个潜在的被认为是一般性的评论是关于“自然”在这种情况下。
2021-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Early Evolution of Primordial Pair-Instability Supernovae
第一次宇宙爆炸的观测特征及其在第二代恒星上的化学印记都关键地取决于爆炸的最早阶段恒星内重元素的混合情况。我们提出了新的自适应网格加密代码CASTRO的人口III对不稳定超新星的早期演化的数值模拟。与15 - 40 Msun核心坍缩的原始超新星形成鲜明对比，我们发现大多数150 - 250 Msun对不稳定超新星在从恒星表面爆发后的时间内没有混合。这可能是确定原始超新星前身质量的关键，因为剧烈的混合会导致重金属（如铁和镍）的发射线在核心坍缩超新星的光变曲线中比在对不稳定爆炸中出现得更快。我们的研究结果还意味着，与低质量Pop III超新星不同，其集体金属产量可以直接与极贫金属恒星的化学丰度进行比较，需要进一步详细的数值模拟来确定超大质量Pop III恒星对其直系后代的核合成印记。
2010-10-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Non-adiabatic Evolution of Primordial Perturbations and non-Gaussinity in Hybrid Approach of Loop Quantum Cosmology
虽然圈量子宇宙学（LQC）预言了Friedmann-Robertson-Walker（FRW）时空在标准慢卷暴胀之前的背景演化的稳健量子反弹，从而解决了大爆炸奇点，但对于宇宙学扰动有几种不同的量子化过程，例如，{ \em变形代数，穿着度规和混合量子化}。本文用混合方法研究了原始微扰的量子反弹效应。这种方法的主要差异是在量子反弹的有效正质量的背景，这是占主导地位的动能的暴胀子场在反弹的演化，而这个质量总是非正的穿着度规的方法。正是这种有效质量的正性，在量子反弹的初始时刻违反了原始微扰的绝热演化。在假设背景的演化受暴胀子在反弹时的动能支配的情况下，我们发现标量和张量扰动的有效势都可以用Pöschl-Teller（PT）势很好地近似描述，这使我们能够找到扰动的解析解，从这些解析表达式中，我们可以详细地研究原始微扰的非绝热演化。特别是，我们推导出它们的量子反弹效应，并研究它们的观测约束。此外，还探讨了量子反弹效应对非高斯性的影响及其对解释CMB中观测到的功率不对称性的意义。
2018-11-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Evolution of the Primordial Axial Charge across Cosmic Times
本文研究了10 MeV - 100 GeV电子-光子等离子体中轴向电荷的碰撞衰变。我们证明了轴向电荷的衰减率是精细结构常数$Γ_{\rm flip}\propto αm_{e}^{2}/T$的一阶，因此数量级大于已经使用了几十年的天真的估计。这种违反直觉的结果是通过环境效应在高温下正则化的红外发散产生的。轴电荷的衰变在稀薄成因和宇宙磁成因问题中起着重要作用。
2021-01-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial gravitational waves: Model effects on time evolution and spectrum
该研究针对现有引力波研究多聚焦天体物理源的现状，分析暴胀期原初引力波在三种宇宙学模型下的演化与能谱，发现其显著依赖模型且暗相互作用会留印记，为未来用原初引力波约束暗能量模型提供依据。
2025-02-23 astro-ph.CO gr-qc
Evolution of axions in the presence of primordial magnetic fields
本文从量子色动力学的相变出发，研究了膨胀宇宙中轴子与原初磁场相互作用的演化。这种相互作用是由于Primakoff效应。采用轴子零模近似，导出了轴子和磁场的方程组，其中宇宙膨胀和磁场的谱都得到了精确的解释。我们发现Primakoff效应对轴子和磁场动力学的贡献相当微弱。当在这里考虑均匀轴子场和非均匀PMF的哈勃展开时，使用其能量和螺旋度密度的傅里叶谱，它证实了之前的一些估计，从而得出类似的结论。我们解决了相应的系统的演化方程，并发现轴子零模式，在辐射时代的演变过程中，有其振幅的水平足以使轴子是一个很好的候选人的冷暗物质。
2020-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
