Ion chemistry in the early universe: revisiting the role of HeH+ with new quantum calculations
HeH+的作用已经在新计算的速率的帮助下进行了新的评估，该速率完全使用从头算方法，从而使我们能够更准确地计算早期宇宙全球化学网络中的相关丰度。与类似的作用的离子分子LiH+的比较。采用我们的新程序，基于负虚势方法，对HeH+与H原子的气相反应进行了量子计算。给出并讨论了在早期宇宙化学一般条件下得到的积分截面和反应速率系数。在新的反应速率下，早期宇宙中HeH+的丰度比以往的研究大了一个数量级以上。我们更准确的发现进一步支持了检测HeH+宇宙学特征的可能性。
2011-03-10 astro-ph.CO
Structure Formation in the Early Universe
宇宙结构形成的标准理论认为，宇宙今天丰富的结构是通过引力放大其早期历史中产生的微小物质密度波动而发展起来的。最近对宇宙微波背景、大尺度结构和遥远的超新星的观测非常精确地确定了宇宙的能量含量和初始密度场的基本统计数据。它已经成为可能，从早期到现在的时代结构的形成和非线性增长作出准确的预测。本文综述了宇宙结构形成理论的最新进展。我们专注于第一个宇宙学物体的形成。从国家的最先进的数值模拟结果。最后，我们讨论了第一代恒星和星系的未来观测前景。
2009-06-23 astro-ph.CO
Detecting massive black hole binaries and unveiling their cosmic history with gravitational wave observations
基于空间的引力波天文学将为宇宙打开一扇全新的窗户，大质量的黑洞双星预计将成为这一即将到来的阶段的主要演员。新引力波观测站是一个空间干涉仪建议，它源自以前的激光干涉仪空间天线概念。我们在这里描述它的能力，观察大规模的黑洞双星在整个宇宙中，测量其相关参数（质量，自旋，距离观察者），以高精度。探测到的系统的统计特性可以用来限制大质量黑洞的宇宙历史，提供对微弱，高红移宇宙的深刻见解。
2012-09-20 astro-ph.CO
CMB constraints on the early universe independent of late time cosmology
本文利用CMB透镜经验测量与弱先验，实现早期宇宙参数约束几乎独立于晚期宇宙学，并用Planck PR4数据提供稳健约束，验证了方法的有效性。
2023-05-16 astro-ph.CO
Glimpses into the early Universe
这篇文章简要概述了我们目前对早期宇宙的理解所依据的理论思想。将早期宇宙模型的预测与宇宙学观测，特别是宇宙微波背景波动的观测相对照，将提高我们对原始宇宙物理学的认识。
2009-10-02 astro-ph.CO hep-th
Inflationary Gravitational Waves and the Evolution of the Early Universe
我们研究了早期宇宙中可能发生的各种现象对暴胀引力波谱的影响。这些现象包括相变、非相对论物质的熵产生、暗辐射的产生以及热浴中暗物质/辐射的退耦。这些事件可以在暴胀引力波谱中产生几个特征信号，这可能是对早期宇宙历史和高能物理性质的直接探测。
2013-07-22 astro-ph.CO hep-ph
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
Connecting QGP-Heavy Ion Physics to the Early Universe
我们讨论了早期宇宙中夸克-胶子等离子体的性质和演化，并与实验室重离子实验进行了比较。我们描述了物质和反物质如何从夸克和胶子的原始汤中出现。我们集中讨论早期宇宙和实验室实验之间的相似性和差异。
2013-06-11 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
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
Enigmatic Aspects of the Early Universe: Possibility of a 'Pre-Big Bang Phase'!
在这篇论文中，我们提出，在早期致密宇宙中粒子之间的相互引力相互作用可以导致一个“前大爆炸”的场景，粒子质量大于普朗克质量意味着宇宙的加速阶段，然后当质量下降到普朗克质量以下时进入辐射阶段。在各种统一理论中，这种大质量粒子（即普朗克质量的倍数）的状态塔的存在，在早期宇宙中提供了快速的加速，类似于通常的暴胀场景，但在这里，当温度低于普朗克温度时，膨胀率“平滑”地过渡到辐射主导的宇宙。
2010-12-27 astro-ph.CO physics.gen-ph
Black Hole Remnants in the Early Universe
我们考虑了早期宇宙中原始微黑洞（MBH）残余物的产生。这些物体导致宇宙在暴胀开始之前处于物质主导的时代。这样一个时代的CMB功率谱的影响进行了讨论和计算分析和数值。通过与WMAP合作组的最新观测数据的比较，我们发现我们的模型能够解释CMB功率谱的四极异常。
2010-11-06 astro-ph.CO gr-qc
Micro black holes formed in the early Universe and their cosmological implications
粒子的高能碰撞可能在早期宇宙中产生了微小的黑洞，由于霍金辐射，这些黑洞可能会留下稳定的残余物，而不是完全蒸发。如果再加热的温度足够接近基本引力标度（这可能与通常的普朗克标度不同，取决于空间额外维度的存在和性质），那么形成速率可能足够高，因此这些残余物可以解释宇宙中整个冷暗物质。
2018-11-12 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Imprints of a Generalized Chaplygin Gas Model for the Early Universe
我们提出了一个早期宇宙的唯象模型，其中有一个早期的“精髓”阶段和辐射主导的时代之间的平稳过渡。物质的含量是由一个适当修改的Chaubergin气体为早期宇宙。我们通过将标量扰动的原始功率谱映射到WMAP7的最新数据来观测约束模型。我们也计算了原始引力波的频谱，就像今天测量的那样。我们表明，频谱的高频区域取决于模型的自由参数，最重要的是，这一区域的频谱可以在未来的引力波探测器的范围内。
2011-04-04 astro-ph.CO gr-qc
Dark matter and the early Universe: a review
暗物质是目前宇宙学和粒子物理学中的一个突出问题。在这篇综述中，我们讨论了可能的解释暗物质和实验观测值，最终可以导致发现的暗物质及其性质，并证明早期宇宙的宇宙学性质和观测值之间的密切相互作用，用于约束暗物质模型的背景下，新的物理学超越标准模型。
2021-04-23 astro-ph.CO hep-ph
Detecting relics of a thermal gravitational wave background in the early Universe
如果在通常的暴胀阶段之前有一个辐射主导的时期，那么在早期宇宙中就可以产生热引力波背景。这种背景为研究宇宙的初始状态提供了一种独特的方法。我们讨论了引力子的热谱对宇宙微波背景（CMB）功率谱的影响，以及它可能被CMB观测到。假设暴胀阶段是一个纯粹的de Sitter膨胀，我们发现，如果暴胀的e倍数小于65，这个热谱的信号可以通过普朗克和北极熊实验的观测，或计划中的EPIC实验检测到。如果类通货膨胀阶段是次指数阶段，这个界限甚至可以更宽松。
2009-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Chiral Tensor Particles in the Early Universe - Present Status
在这项工作中，手征张量粒子在宇宙历史中的宇宙学作用和位置的更新。讨论了一个推广的手征张量粒子模型。研究了这些粒子对早期宇宙演化的影响。也就是说，在这个扩展的模型中的额外的粒子所造成的宇宙膨胀率的增加进行了计算，他们的特征与热宇宙等离子体的粒子的相互作用进行了研究和相应的时间的创建，散射，湮灭和衰变估计为接受的值，其质量和耦合，根据最近的实验约束。这些粒子在宇宙演化中大量存在的时期是确定的。
2017-11-12 astro-ph.CO hep-ph
Ferromagnetic properties of charged vector bosons condensate in the early universe
考虑了早期宇宙中的玻色-爱因斯坦凝聚。本文研究了带电矢量玻色子凝聚体的磁性，表明它形成了铁磁态。因此，原始等离子体可以在宏观上大的畴内自发磁化，并且可以产生原始磁场。
2011-09-07 astro-ph.CO hep-ph
Trans-Planckian Censorship Conjecture and Early Universe Cosmology
我回顾了“跨普朗克审查猜想”（TCC）及其对宇宙学的影响，特别是对暴胀宇宙的情况。虽然暴胀情景受到TCC的严格限制，但其他早期宇宙情景并不受限制。
2021-02-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Positron Signal from the Early Universe
该研究提出极早期宇宙爆发产生的正电子湮灭可形成可探测的软X射线信号，探测该信号将为早期宇宙爆发假说提供关键证据，呼吁开展相关搜寻工作。
2025-06-11 astro-ph.CO gr-qc
The Influence of the Shear on the Gravitational Waves in the Early Anisotropic Universe
利用早期各向异性Bianchi I型宇宙的展开，研究了类时和零测地线的同余的奇异性。在这篇文章中，我们集中讨论了早期宇宙中类时和零测地同余的剪切的影响。在一定的自然条件下，我们推导出Raychaudhuri型方程的膨胀和剪切相关的方程。近年来，在激光干涉引力波天文台（LIGO）上工作的科学家们展示了观测原始引力波背景辐射各向异性的多种可能性。我们推导出的演化方程的剪切，可能是负责这些观测结果。
2016-04-25 astro-ph.CO gr-qc
Exploring the Early Universe with Gaia and THEIA
最近有人指出，盖亚是能够检测到一个随机的引力波背景之间的脉冲星定时阵列和LISA的频率的灵敏度带。我们认为，盖亚和THEIA具有巨大的潜力，早期宇宙学，因为这样的频率范围是理想的探测相变在不对称暗物质，SIMP和宇宙学QCD过渡。此外，还有可能探测到在这种早期宇宙过渡期间产生的太阳质量范围内的原始黑洞，并将它们与QCD时代预期的黑洞区分开来。最后，我们讨论了潜在的盖亚和THEIA探测拓扑缺陷和盖亚的能力，可能揭示最近的NANOGrav结果。
2021-04-10 astro-ph.CO hep-ph
Non-Gaussianities, early Universe, and GRBs. Tracing the primeval state of the Universe with number counts of Gamma-Ray Bursts
我们研究了太初宇宙中的太初非高斯性对重子结构形成过程的影响。通过将高斯和非高斯情形下的宇宙恒星形成率与高红移再电离源的可探测性相联系，我们得到了不同模型下的预期伽马射线暴率。我们发现，高红移伽马射线暴的计数可以作为非高斯性的宇宙学探针，它们是区分早期非高斯效应的合适候选者。
2012-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
On A Cosmological Invariant as an Observational Probe in the Early Universe
k-本质标量场模型通常被认为具有${\mathcal L}=-V(ϕ)F(X)$形式的拉格朗日量，其中$F$是$X=\nabla_μϕ\nabla^μϕ$的某个一般函数。在某些条件下，这个拉格朗日量在早期宇宙的背景下可以采取振荡器的形式，其频率依赖于时间。在宇宙学的情况下，依赖于时间的振荡器的Ermakov不变量，然后导致一个不变的二次形式，涉及哈勃参数和对数的比例因子。原则上，这个不变量可以导致对早期宇宙的进一步观测探测。此外，如果这样一个不变量可以被观测证实，那么暗能量的存在也将被间接证实。
2010-10-26 astro-ph.CO gr-qc
Flavor Violating Axions in the Early Universe
违反味道的轴子耦合可以在复合之前起作用，它们可以用额外的辐射成分填充早期宇宙。工作在一个模型独立的框架内，我们认为一个有效场论的轴子场和量化轴子生产。目前的宇宙学数据已经排除了一小部分可用的参数空间，未来的CMB-S4调查将显着改善边界。值得注意的是，我们发现未来的宇宙学边界将与我们在地球实验室中获得的边界相当，甚至更强。
2022-04-07 astro-ph.CO hep-ph
Hadronic Matter in the Robertson-Walker Metric and the Early Universe
本文给出了早期宇宙中Robertson-Walker度规下强子物质的Friedman方程。我们考虑强子相，它是在夸克-胶子等离子体强子化之后形成的，这意味着时间从10^{-6}s到1 s。推导出一组方程，并考虑一个近似的解析解的系统的行为进行了研究。
2015-05-20 astro-ph.CO hep-th nucl-th
Resolving conclusions about the early Universe requires accurate nuclear measurements
核物理实验给出了反应速率，通过建模和与原始丰度的比较，限制了宇宙学参数。关键反应\dpg的误差线在2020年收紧，暴露了不同分析之间的差异，并要求对其他反应进行更准确的测量。
2021-04-22 astro-ph.CO nucl-th
Early-Universe Model Building
对早期宇宙演化的理论研究是粒子物理学的一个重要组成部分，它使我们能够确定标准模型的可行扩展以及可以通过各种实验和观测来探测的有动机的参数空间。在本白皮书中，我们回顾了早期宇宙的粒子物理模型。首先，我们概述了各种模型，解释早期宇宙的两个基本成分（暗物质和重子不对称性）和那些试图解决目前的观测异常。然后，我们讨论了中微子质量，轴子模型的早期宇宙的动力学，和几个解决方案的电弱层次问题。最后，我们回顾解决自然性问题的标准模型，采用宇宙动力学。
2022-09-07 astro-ph.CO hep-ph
Dark radiation as a probe for phase transition in the early universe
早期宇宙中的宇宙学常数不一定很小。如果标量场在相变后达到真空期望值，那么在相变前可能存在一个很大的宇宙学常数。早期的宇宙学常数（ECC）和PT过程在今天的暗辐射（DR）中是可以探测到的，例如在宇宙轴子背景中。我们发现，对于广泛的一类DR模型，DR密度和频谱显着修改的ECC的存在。从今天DR的密度和光谱，我们可以推断出PT的温度和强度。
2022-07-17 astro-ph.CO hep-ph
Limitations of an Effective Field Theory Treatment of Early Universe Cosmology
假设超弦理论是在量子水平上统一自然界所有力的基本理论，我认为有效场论技术在描述早期宇宙宇宙学中的适用性存在关键限制。
2021-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
How Slowly can the Early Universe Expand?
当宇宙的膨胀是由状态方程参数$w$和声速$c_s$满足$w = c_s^2 \le 1$的理想流体控制时，哈勃参数$H$和时间$t$满足$Ht \ge 1/3$ .最近，人们对使用$Ht < 1/3$的“超慢”膨胀定律（有时称为“快速膨胀”模型）产生了兴趣。我们研究了各种可以产生超慢膨胀的模型：具有负势的标量场、正压流体、膜世界模型或早期宇宙中的游荡阶段。超慢膨胀的标量场模式和正压模式对向$w = 1$或$w \rightarrow \infty$的演化不稳定，对向$w \rightarrow \infty$的演化不稳定。膜世界模型可以产生超慢的膨胀，但需要超出标准弗里德曼方程的膨胀定律。游荡的早期宇宙模型可以在早期宇宙中产生准静态膨胀阶段，但需要一个奇异的负密度分量。这些结果表明，呼吁在早期宇宙中的超慢膨胀阶段应该谨慎对待，尽管游荡的早期宇宙可能值得进一步研究。这些结果不适用于超慢收缩模型。
2022-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Introduction to Early Universe Cosmology
观测宇宙学正处于它的“黄金时代”，有大量关于宇宙中物质和光分布的最新数据。这些数据可以用来探索早期宇宙的理论。正是小振幅的宇宙学涨落编码了关于极早期宇宙的信息，并将其与当前的数据联系起来。因此，在这些讲座的中心议题是“理论的宇宙学扰动“，该理论描述了产生的不均匀性在非常早期的宇宙和他们的演变，直到目前的时间。我将把这个理论应用于非常早期宇宙的三类模型。第一个是“暴胀宇宙学”，这是目前理解宇宙早期演化的范式。我将回顾暴胀宇宙学的成功，但也将重点放在暴胀宇宙学所面临的一些概念上的挑战，这些挑战促使人们寻找可能的替代方案。我将介绍两种可供选择的方案，“物质反弹”模型和“弦气体宇宙学”，我将讨论如何宇宙学波动，可以解释目前的数据在这些模型中产生。
2011-03-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fundamental Physics, the Swampland of Effective Field Theory and Early Universe Cosmology
宇宙暴胀并不是唯一符合当前观测数据的早期宇宙情景。我将讨论一个成功的早期宇宙宇宙学的标准，比较几个提出的方案（通货膨胀，弹跳宇宙学，和{ \it紧急}方案），重点是未来的观测数据将如何能够区分它们。我将论证，为了理解早期宇宙，我们需要超越有效场论，而超弦理论的原理将产生一种非奇异的宇宙学。
2019-11-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fermionic decay of a massive scalar in the early Universe
我们得到了一个弯曲的空间推广的标量费米子衰变率与汤川耦合在扩大弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙。这是使用弯曲时空中量子场的完整理论和加总跃迁概率方法完成的。研究发现，在膨胀的宇宙中，通常的闵可夫斯基衰变率在早期有相当大的变化。对于共形耦合标量，衰变率被一个与质量的倒数成正比并与宇宙膨胀率相关的正加性项修正。我们比较和对比我们的结果与以前的研究标量到标量衰变，并发现，在一般情况下，衰变通道到费米子是在非常早期的宇宙衰变的主要渠道。
2019-04-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Detecting quantum gravitational effects of loop quantum cosmology in the early universe?
在圈量子宇宙学（LQC）框架下，采用完整性和逆体积修正，利用三阶一致渐近近似方法，导出了密度涨落和引力波的本征功率谱和谱指数，其误差上界为$\lesssim 0.15\%$，对于当前和未来的宇宙学观测来说是足够精确的.然后，使用普朗克，BAO和SN的数据，我们得到了最严格的限制量子引力效应的LQC校正，并发现这种影响可能是在当前和即将到来的宇宙学观测的检测。
2015-07-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology of the Very Early Universe
在这些讲座中，我专注于早期宇宙模型，可以解释目前观察到的大尺度结构。我首先对暴胀宇宙学进行了概述，暴胀宇宙学是理解我们今天所观察到的宇宙起源的当前范式。我将讨论暴胀宇宙学的一些进展和问题，然后再描述两种可供选择的方案--物质反弹和弦气体宇宙学。所有早期的宇宙模型都通过宇宙学扰动的演化与观测相联系--这个主题将在这些讲座中详细讨论。
2010-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The realistic QCD equation of state in relativistic heavy-ion collisions and the early Universe
强相互作用物质的现实物态方程已成功地应用于RHIC相对论性重离子碰撞中强子产生的流体力学研究中。与简单的理想气体状态方程得到的结果进行了比较。现实的状态方程描述的是夸克-胶子等离子体和强子物质之间的交叉而不是一级相变。我们的数值计算表明，在这种交叉过程中，早期宇宙中强相互作用物质的小不均匀性是适度阻尼的。
2010-08-31 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Chiral fermions and torsion in the early Universe
在罗伯逊-沃克几何和早期宇宙的背景下，考虑了广义相对论的爱因斯坦-嘉当公式中由费米子物质引起的挠率。一个模棱两可的方式扭曲所产生的热费米子物质的手征模型应实施的突出和讨论。在一种解释中，手性模型中的化学势可以对弗里德曼方程做出贡献，并且对能量密度做出负贡献。
2010-04-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Higgs field and early universe cosmology: a (brief) review
我们回顾和讨论最近的工作，探索早期宇宙宇宙学的希格斯场的影响，反之亦然。根据所考虑的模型，希格斯粒子可能是决定宇宙演化和命运的几个标量场之一，或者希格斯粒子场可能与具有复杂动力学的标量模量丰富的扇区有关。特别是，我们研究了希格斯场对暴胀及其预测、标准模型真空的（Meta）稳定性以及景观中动态选择机制的存在的潜在后果。
2020-07-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Early-Universe-Physics Insensitive and Uncalibrated Cosmic Standards: Constraints on $Ω_{\rm{m}}$ and Implications for the Hubble Tension
为了进一步阐明预重组模型是否可以解决哈勃张力，我们探索了对早期宇宙物理不敏感的宇宙背景演化的约束。宇宙微波背景（CMB）各向异性的分析一直被认为高度依赖于早期宇宙物理学。然而，我们表明，事实上，在重组的声音视界接近年底的拖曳时代是不敏感的早期宇宙物理。这使我们能够将两个视界的绝对大小联系起来，并将它们视为自由参数。CMB峰值角尺寸、重子声学振荡（BAO）和Ia型超新星可以共同作为“早期宇宙物理学不敏感和未校准的宇宙标准”，用于测量从复合到今天的宇宙历史。它们可以对复合后的宇宙背景，特别是用$Ω_{\rm{m}}=0.302\pm0.008$（$68\%$ C.L.）假设在重组之后是平坦的$Λ$ CDM。当我们将这些与其他非局部观测相结合时，我们得到了对$H_0$的几个约束，这些约束对早期宇宙物理的敏感性显著降低。这些都比基于造父变星的局部测量结果更符合普朗克2018结果。这意味着复合后的非局域观测和局域测量之间存在着张力，而这种张力无法通过修改复合前的早期宇宙物理学来解决。
2021-07-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
String Theory and the Early Universe: Constraints and Opportunities
本文面向怀疑弦理论的宇宙学家，概述弦理论在早期宇宙学中的重要性，涵盖暴胀、CMB张量模式、扩展动能时期及再加热。
2024-05-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Quantum simulations of the early universe
描述了一个线性耦合的旋量玻色凝聚体可以用作物理上可访问的早期宇宙的量子模拟器的程序。特别地，提出了在相对论性标量场理论中产生模拟不稳定真空的实验。这与早期宇宙暴胀阶段的量子理论有关。存在一个不稳定的真空扇区，其动力学对应于一维、二维或三维空间中的量子sine-Gordon方程。预期的行为的数值模拟报告使用截断维格纳相空间方法，提供证据的复杂的空间集群的动态形成。初步结果显示耦合强度，冷凝物的大小和维数的依赖。
2013-08-21 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas gr-qc
