Precision Predictions for the Primordial Power Spectra of Scalar Potential Models of Inflation
我们利用一种新的数值计算方法来计算树阶对暴胀标量势模型的原始标量和张量功率谱的贡献。除其他事项外，我们使用的形式主义，以开发一个良好的解析近似，超越广义慢滚展开，因为（1）它是不受物理无关的阶段，（2）它的0阶项是准确的常数第一慢滚参数，（3）的校正是乘法，而不是加法。这些功能使我们的形式主义，以捕捉在一阶，效果是更高的顺序在其他的扩展。虽然这种准确性是没有必要比较当前的数据与任何特定的模型，我们的方法有一些应用程序，由于它提供了一个通用模型的功率谱和扩展历史之间的连接的简单表示。
2017-09-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Evaporating primordial black holes as varying dark energy
如果足够轻的原始黑洞（PBH）解释了暗物质，那么它的密度随着时间的推移而减少，因为它们通过霍金辐射失去了质量。我们表明，这种时间依赖性的物质密度可以制定为一个等效的$w(z)$暗能量模型，我们研究其影响的膨胀历史。利用我们的方法，并与最新的宇宙学数据，包括Ia型超新星、重子声学振荡、宇宙微波背景和Hubble膨胀H（z）数据进行比较，我们对PBH模型进行了观测约束。根据AIC统计工具，我们发现它与$Λ$ CDM在统计上是一致的。此外，我们接受的想法，有一个人口的超轻PBH，周围的中微子去耦衰减，在暗物质流体的顶部，并显示这是如何提供一个自然的暗物质辐射耦合改变宇宙的膨胀历史和缓解$H_0$紧张。
2019-11-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-standard cosmic expansion histories: Neutrino decoupling and primordial nucleosynthesis signatures
本研究探讨非标准宇宙膨胀历史中超硬流体的影响，发现中微子退耦和原初核合成观测对这类模型提供约束，其中氦-4丰度测量最严格，未来改进可测试其显著效应区域。
2024-02-09 astro-ph.CO hep-ph
Primordial black holes as cosmic expansion accelerators
Transilvania University of Brasov（布拉索夫特兰西瓦尼亚大学）；University of Thessaly（色萨利大学）
原始黑洞通过斥力行为驱动宇宙膨胀，无需inflaton场，可解释早期膨胀和暗能量贡献，缓解哈勃张力。
2025-12-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological inhomogeneities, primordial black holes, and a hypothesis on the death of the universe
本文研究宇宙膨胀对黑洞等致密天体的影响，提出宇宙可能终结于“完全稀释”状态，并基于 Majumdar-Papapetrou 几何给出经典演化模型，同时讨论量子现象对宇宙最终命运的可能决定作用。
2024-10-23 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Primordial magnetic fields in the $f^{2}FF$ model in large field inflation under de Sitter and power law expansion
我们使用的$f^{2}FF$模型来研究的原始磁场（PMF）的产生的背景下的大场膨胀（LFI），所描述的潜在的，$V \sim M ϕ^{p}$。我们计算的所有可能的值的模型参数下的de Sitter和幂律展开的磁和电的光谱。我们表明，尺度不变的PMF没有得到LFI的慢滚近似的一阶，如果我们施加的约束$V(ϕ=0)\sim 0$。或者，如果放松这些约束，则可以生成尺度不变PMF。相关的电场能量可以低于膨胀的能量密度，$ρ_{\rm{Inf}}$，对于同动波数范围，$ k > 8 \times 10^{-7} \rm{Mpc^{-1}}$和$ k > 4 \times 10^{-6} \rm{Mpc^{-1}}$在de Sitter和幂律（PL）展开中。此外，它可以在范围$N > 51$、$p<1.66$、$p >2.03$、$l_0 > 3 \times 10^5 {M_{\rm{Pl}}}^{-1} (H_i < 3.3 \times 10^{-6} M_{\rm{Pl}})$和$M > 2.8 \times 10^{-3} M_{\rm{Pl}}$上下降到$ρ_{\rm{Inf}}$以下。所有上述范围都符合观测限制。
2016-01-09 astro-ph.CO gr-qc
Galaxy Bias and Primordial Non-Gaussianity
我们提出了一个系统的研究星系偏置在存在的原始非高斯性。对于一个大类的非高斯初始条件，我们定义了一个一般的偏置展开，并证明了它是封闭的重整化，从而表明在扩展操作的基础是完整的。然后，我们研究了原始非高斯性对星系统计的影响。我们表明，等效原理强制执行的星系功率谱的偶极部分的双谱的尺度依赖的偏见之间的关系。这提供了一个强大的一致性检查，以确认任何观察到的尺度依赖性偏差的原始起源。最后，我们还讨论了各向异性的非高斯性的印记，最近的研究更高的自旋领域在通货膨胀的动机。
2015-11-25 astro-ph.CO hep-th
fNL - gNL mixing in the matter density field at higher orders
在本文中，我们研究如何原始的非高斯性有助于非线性微扰秩序的密度场在大尺度上的物质占主导地位的时代的扩展。广义相对论是一种本质上非线性的理论，它在度规场和密度场之间建立了一种非线性关系。用曲率扰动zeta表示度量扰动，已知非线性在物质密度场的非线性扰动中产生有效的非高斯项，即使原始zeta是高斯的。在这里，我们概括这些结果的情况下，一个非高斯原始zeta。使用zeta中原始非高斯性的标准参数化，根据fNL、gNL、hNL.，我们展示了在更高阶（从三阶和更高阶）非线性如何在大尺度上对密度场产生这些贡献的混合，例如fNL和gNL都对密度对比度的三阶做出贡献。这是本文的主要结果。我们的分析是基于梯度展开（又名长波长近似）和标准微扰理论在高阶之间的协同作用。从本质上讲，梯度展开的方程在数学上等价于一阶微扰理论的方程，因此一阶结果转化为梯度展开的结果，反之亦然，梯度展开可以用于导出高阶和大尺度微扰理论的结果。
2018-05-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Oscillations in the Primordial Bispectrum: Mode Expansion
我们认为存在的振荡的原始双谱，灵感来自三种不同的宇宙学模型，功能在原始的潜力，共振型非高斯性和偏离标准束戴维斯真空。为了把它们的双谱的约束，逻辑上的第一步是把这些到因式分解的形式，可以通过最近提出的方法的多项式基础上的四面体域扩展。我们调查的可行性，这样的扩展的振荡bispectra，并发现，一个需要越来越多的正交模式函数，以实现显着的相关性之间的扩展和原始频谱作为其频率的函数。为了减少所需的模式的数量，我们提出了一个基础上的傅立叶函数正交化的四面体域。我们表明，使用傅里叶模函数而不是多项式模函数可以产生必要的可因子分解性，只需使用使用多项式模函数重建双谱所需模式总数的1/5。此外，从观测的角度来看，由于模式函数和原始光谱之间的共振效应，扩展具有取决于振荡方向的独特签名。这种效果打开的可能性，以提取有关的双谱的频率以及它的形状，同时考虑只有有限数量的模式的信息。共振效应与重构双谱的相位无关，这表明傅立叶模式提取可能是检测数据中的振荡双谱的有效方法。
2016-06-02 astro-ph.CO
Self-consistent initial conditions for primordial black hole formation
对于一个任意强的，球对称的超视界曲率扰动，我们提出了爱因斯坦方程的解析解的哈勃半径的曲率扰动的长度尺度的比值的渐近展开。为了获得这个解决方案，我们开发了一个递归方法的准线性化，减少了问题的耦合常微分方程系统的$N$ -阶项的渐近展开与源组成的非线性组合的低阶项。我们使用这个解决方案为后续的数值计算设置初始条件。对于预定的计算机代码的预期精度和稳定性的任意精度要求，我们的解析解产生最佳截断渐近展开，可以用来找到上限的时刻时，表示在这种截断扩展的初始条件应设置。这些截断（八阶）的解决方案如何提供初始条件与给定的精度为不同的径向轮廓的曲率扰动的例子。
2012-10-06 astro-ph.CO gr-qc
General CMB and Primordial Bispectrum Estimation I: Mode Expansion, Map-Making and Measures of f_NL
我们提出了两个双谱估计方法，可适用于一般的不可分离的原始和CMB双谱的详细实现。该方法利用双谱模式分解域上的允许波数或多极值。给出了从对称四面体多项式构造的具体模式示例，证明了已知双谱的快速收敛性。我们使用这些模式来生成模拟的CMB地图的高分辨率（l > 2000）给定一个任意的原始功率谱和双谱或一个任意的晚时间CMB角功率谱和双谱。通过从观测图中提取相同的可分基函数的系数，我们能够对给定的理论模型给出一个有效的和一般的f_NL估计。该估计器有两个版本，比较原始或晚期的理论和观测系数，因此涵盖了更广泛的模型，包括次级各向异性，透镜和宇宙弦。我们提供的例子和验证的两个f_NL估计方法直接比较模拟在WMAP现实的背景下。此外，我们展示了如何使用这些模式扩展从观测地图中提取完整的双谱，而不管所研究的理论模型。我们还提出了一个通用的双谱参数F_NL的定义，更一致的理论模型之间的比较。我们得到了等边模型f_NL的WMAP5估计，它们与我们的原始估计和后期估计是一致的，也与文献中已发表的结果一致.这些一般的双谱估计方法应证明是有用的普朗克卫星数据中的非高斯分析，以及在其他情况下。
2009-12-30 astro-ph.CO
Merger rate of supermassive primordial black hole binaries
本文研究宇宙膨胀对超大质量原初黑洞双星并合率的影响，考虑任意扩展质量函数、力矩和线性密度扰动，发现低丰度下大质量PBH双星并合率显著低于预期。
2023-12-01 astro-ph.CO gr-qc
Entropy Production, Hydrodynamics, and Resurgence in the Primordial Quark-Gluon Plasma from Holography
大爆炸后的微秒，夸克和胶子形成了一种强耦合的非共形液体，由于宇宙的膨胀而失去了平衡。我们使用全息术来确定这种液体在Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙中的非平衡行为，并根据宇宙尺度因子的导数展开相应的熵产生。我们证明了所得级数的收敛半径为零，并讨论了它的复苏性质。最后，我们计算了de Sitter宇宙后期的熵产生率，并表明由体粘滞效应给出的首阶近似可以强烈高估/低估依赖于微观参数的速率。
2016-11-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial Black Hole Hotspots Beyond Flat Spacetime
University of South Dakota（南达科他大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；High Energy Accelerator Research Organization（高能加速器研究机构）；Chungnam National University（忠南国立大学）
本文研究了原始黑洞通过霍金辐射加热周围等离子体形成热点的过程，指出在膨胀宇宙中热点的冷却阶段有显著变化，温度分布和衰减规律不同于平坦时空情况。
2026-05-08 astro-ph.CO hep-ph
Gravitino dark matter and the lithium primordial abundance within a pre-BBN modified expansion
我们提出了超对称的情况下，在一个非标准模型的宇宙学与暗组件在前BBN时代的引力子LSP和Stau NLSP。在宇宙学标准模型的背景下，引力子LSP引起了相当多的关注，因为它是暗物质的一个很好的候选者。它产生于膨胀后再加热时的散射过程和状态的衰变。由于寿命很长，Stau在大爆炸核合成过程中衰变。它受到轻元素丰度的强烈限制，但可以解决已知的“BBN锂问题”。它需要相当大的状态$\mstau \gtrsim 1 \unit{TeV}$，并对再加热温度$T_R \simeq 10^7\unit{GeV}$设定上限，这不满足热稀薄生成的要求。对于非标准宇宙学的情况下，再加热温度约束可以强烈放松$T_R\gg 10^9 \unit{GeV}$和锂-7的问题解决了一个典型的质量为$\mstau \sim 600-700 \unit{GeV}$和下到$\sim 400 \unit{GeV}$与一个非常重要的黑暗的组成部分，可以使可能的生产和检测在大型强子对撞机。
2011-03-23 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on Primordial-black-hole Population and Cosmic Expansion History from GWTC-3
本研究利用GWTC-3中42个双黑洞事件，通过分层贝叶斯分析约束原初黑洞族群和哈勃参数，发现混合ABH+PBH模型优于单一模型，并给出哈勃常数约束。
2023-03-08 astro-ph.CO gr-qc
Primordial gravitational waves and the H0-tension problem
我们分析的背景下，早期宇宙的模型，预测一个蓝色的倾斜光谱的原始引力波（GW的）的H 0张力问题。通过考虑GW的贡献，Neff^GW，相对论自由度的有效数量，Neff，并假设标准粒子物理，我们讨论了Neff^GW对背景膨胀的影响，特别是对哈勃参数H 0的约束。我们分析了三个方案，考虑到Neff^GW的贡献，并使用最近的数据进行统计研究的宇宙微波背景，重子声学振荡，最新测量的本地膨胀率，以及LIGO的限制张量标量比和张量指数。对于探索的模型，我们表明，额外的贡献从原始GW的背景Neff不解决，但缓解目前的H 0-紧张的问题。
2019-02-16 astro-ph.CO
Isotropization of the universe during inflation
由于宇宙无毛定理，原始暴胀阶段允许人们消除任何可能的各向异性膨胀。如果不存在全局各向异性应力，则各向异性膨胀率趋于减小。可能的早期各向异性相的观测结果是什么？我们首先回顾各向异性宇宙的动力学和报告解析近似。然后，我们讨论的结构动力学方程的扰动和观测的统计特性，以及原始各向异性的影响，这些扰动的量子化在通货膨胀。最后，我们简要回顾了基于原始向量场的模型，这些模型回避了宇宙无毛定理。
2015-12-02 astro-ph.CO gr-qc
Running primordial perturbations: Inflationary Dynamics and Observational Constraints
暴胀宇宙学提出，早期宇宙经历加速膨胀，在简单的情况下，由单个标量场或暴胀子驱动。暴胀子势的形式决定了密度扰动和引力波的初始谱。我们表明，通货膨胀的持续时间与BICEP 3/凯克界的引力波背景上的约束意味着更高的衍生物的潜力是非平凡的置信度为99%。这些项有助于密度扰动谱的尺度依赖性或运行。我们澄清了在这个极限下暴胀的"普适性类"，表明一个非常小的引力波背景可以与一个更大的运行相关。如果未完成的实验没有观测到引力波背景，如果暴胀在慢滚膨胀中的三阶得到很好的描述，那么运行将处于可探测性的阈值。
2022-09-15 astro-ph.CO hep-th
Measuring primordial gravitational waves from CMB B-modes in cosmologies with generalized expansion histories
我们评估我们的能力，以约束丰富的原始张量扰动在宇宙学与广义膨胀历史的宇宙加速时代。即将到来的卫星和亚轨道实验探测在CMB偏振预计测量的B-模式的功率在CMB偏振，来自PGW的度尺度，以及引力透镜的弧分尺度;后者是测量PGW的主要竞争对手，并直接受潜在的膨胀历史，确定存在的DE组件。特别是，我们认为早期DE可能的情况下，其中的扩展历史是在大幅度修改的时代，其中的CMB透镜是最相关的。我们发现，引入一个参数化的DE可能会引起的变化高达30%的比例的功率透镜和PGW的程度尺度。我们发现，采用即将到来的卫星测量的标称规格的PGW上的约束力被削弱的包括额外的自由度，导致约10%的上限r基准模型中没有GWs的减少，以及在模型中的误差线与非零r的可比增加。此外，我们发现，包括亚轨道CMB实验，能够映射的B-模式功率的角尺度受透镜效应的影响，可以恢复预测的性能与宇宙学常数。最后，我们展示了如何组合的CMB数据与Ia型SNe，BAO和哈勃常数允许同时限制r和DE量的参数化，我们认为，目前的丰度和第一红移导数的能量密度。我们将这项研究与使用CMB卫星观测预测的透镜潜在测量精度获得的结果进行比较，发现一致的结果。
2013-02-05 astro-ph.CO
Towards a proof of the equivalence between FRW background expansion and statistical isotropy
在本文中，我们将暴露我们的进步对FRW背景膨胀之间的等价性的证明，在一段时间内，包含原始的通货膨胀，和统计各向同性的原始曲率扰动$ζ$在这段时间结束。我们的动机在于对宇宙中存在一个优选方向的兴趣日益增长，这一点由CMB数据中持续存在的异常所暗示。
2015-11-12 astro-ph.CO
