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
How does SU($N$)-natural inflation isotropize the universe?
研究了SU($N$)规范场耦合的赝标暴胀系统的均匀各向异性动力学。为了了解初始各向异性宇宙在这样的暴胀模型中是如何各向同性的,我们导出了在Bianchi I型几何中获得轴对称SU($N$)规范场组态的方程,并讨论了一种确定其各向同性子集的方法,这些子集是其后期吸引子的候选者.每个各向同性解由SU($N$)代数的相应SU(2)子代数表征。数值结果表明,在SU(3)规范场的情况下,各向同性宇宙是一个普适的晚时吸引子。有趣的是,我们发现在暴胀过程中,由不同SU(2)子代数表征的两种不同规范场组态之间会发生跃迁。我们澄清了这种情况发生的条件。这种转变可能会在宇宙微波背景和原始引力波背景上留下可观测的印记。
2023-02-10 astro-ph.CO gr-qc
Inflationary magnetic fields spoil the homogeneity and isotropy of the Universe
由于计算错误导致错误结论,这篇论文已被作者撤回。
2012-04-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dissipative Genesis of the Inflationary Universe
本研究针对具平坦标量势的观测支持型暴胀模型,发现宇宙经准循环阶段后可出现慢滚暴胀,其初始条件与正曲率契合宇宙量子创生,暴胀子耗散相互作用兼具触发暴胀与再加热作用,表明暴胀在宇宙创生后更易稳健发生。
2024-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Mutated Hilltop Inflation : A Natural Choice for Early Universe
我们提出了一个适合于单个标量场的暴胀模型,它属于山顶暴胀的宽类。我们导出了与暴胀有关的大多数物理量的解析表达式,并表明它们都代表了暴胀模型所要求的真实行为。我们进一步的观测验证结果,制定理论的扰动的基础上,我们的模型,然后由这些可观察到的参数的值的估计。我们的模型被发现是在良好的协议与观测数据。因此,与模型相关的特征使我们推断,这种山顶暴胀可能是解释早期宇宙的自然选择。
2010-01-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Warm inflation with bulk viscous pressure for different solutions of an anisotropic universe
我们研究了一个由Bianchi I度规描述的各向异性宇宙的不同膨胀的暖暴胀模型。宇宙充满了标量场或暴胀子、辐射和体粘滞压力。在体粘滞系数$ξ$和耗散系数$Γ$分别为常参数和变参数的两种不同情况下,对该宇宙的不同解进行了暴胀分析.我们将所得结果与最近的观测结果进行了比较,以发现观测对模型参数空间的约束。此外,我们试图提出一个更好的判断所考虑的模型通过计算的非线性参数$f_{NL}$描述的非高斯属性的模型。此外,我们还从弱引力猜想出发,考虑沼泽地准则,研究了具有粘性压力的暖暴胀模型。
2022-02-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the viability of the evolution of the universe with Geometric Inflation
我们对几何暴胀的宇宙学可行性进行了一般分析。我们表明,宇宙的演变,从通货膨胀到今天,可以看出,从增加了一个无限的塔的曲率不变量到希尔伯特-爱因斯坦作用。宇宙的主要时期可以重现:暴胀、大爆炸核合成和由宇宙学常数驱动的晚期加速。慢滚条件是理论的稳健预测。暴胀有一个优雅的出口,在普朗克密度的极限和指数展开的出口之间有足够数量的$e-$折叠,以解决视界问题,并且没有拓扑缺陷。我们还提供了一些场景中的能量尺度的理论可以校准。
2021-09-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dissipative Emergence of Inflation from Quasi-Cyclic Universe
本研究针对闭合宇宙的初始奇点问题,结合平台型势暴胀模型与再加热耗散机制,证明非暴胀解可演化为反弹后接暴胀的过程,为解释暴胀的起止及宇宙创生初期状态提供了新途径。
2024-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Eternal Inflation With Non-Inflationary Pocket Universes
永恒的暴胀产生了口袋宇宙,它具有所有物理上允许的真空和历史。这些口袋宇宙中的一些可能包含一个阶段的缓慢膨胀,一些可能经历宇宙进化的周期,一些可能看起来像伽利略起源或其他“涌现”宇宙的场景。我们最有可能居住在哪一种类型的宇宙中,取决于我们选择什么样的尺度来调节永恒膨胀中固有的无限性。我们表明,目前领先的措施建议,即全球光锥截止和其本地对应,因果钻石措施,以及密切相关的建议,都预测,我们应该生活在一个口袋宇宙,开始了一个小哈勃率,从而有利于涌现和循环模型。经历循环的口袋宇宙更受欢迎,因为它们在每个口袋中反复产生可居住的条件。
2012-07-26 astro-ph.CO hep-th
Initial Conditions of Inflation in a Bianchi I Universe
本文研究了均匀但非各向同性的Bianchi~I宇宙中暴胀的初始条件。我们使用Escherart电梯来描述这样的理论几何上的测地线场空间流形。我们通过考虑场空间的切丛并为其配备一个自然度规来构造该理论的相空间流形。我们发现,这个流形的总体积是有限的一个广泛的类暴胀模型。因此,我们根据拉普拉斯的无差别原理,把初始条件均匀地分布在它上面。这导致在一个正规化,reparametrisation不变的措施,在一个Bianchi~I宇宙的初始条件的通货膨胀。我们发现,这一措施有利于初始状态,其中暴胀场是在或接近其最小值,与一些初始各向异性的温和的偏好。由于暴胀需要一个初始场值,它与最小值有很大的位移,因此我们得出结论,暴胀理论需要微调的初始条件。
2019-12-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Detailed investigation of the duration of inflation in loop quantum cosmology for a Bianchi-I universe with different inflaton potentials and initial conditions
在圈量子宇宙学背景的正确动力学上有着广泛的共识。在这篇文章中,我们通过改变我们认为是模型中最重要的“未知数”来系统地研究暴胀的持续时间:设置初始条件的方式,反弹时的剪切量和暴胀势的形状。
2017-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary Universe with Anisotropic Hair
我们研究了一个矢量场与暴胀子场耦合的暴胀情形,并证明了暴胀宇宙在各种耦合函数下都具有各向异性。这种各向异性暴胀是一种跟踪解,其中矢量场的能量密度遵循暴胀子场的能量密度,而与初始条件无关。我们发现了一个普遍的各向异性和慢卷参数的通货膨胀之间的关系。我们的发现具有观测意义,并为宇宙无毛猜想提供了一个反例。
2009-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Separate universe in multifield inflation: a phase-space approach
Université Paris-Saclay, CNRS, Institut d’Astrophysique Spatiale(巴黎萨克雷大学,法国国家科学研究中心,天体物理研究所)
本文通过相空间方法研究多场通胀中分离宇宙的有效性,探讨其在随机通胀中的应用及规范不变变量的比较。
2026-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
New Quantum Phase of the Universe before Inflation and its Cosmological and Dark Energy Implications
宇宙的物理历史是通过在宇宙的标准模型中包含与观测一致的暴胀之前的量子普朗克和超普朗克相来完成的。一个新的量子先驱相出现在普朗克尺度之外。我们将de Sitter宇宙推广到量子领域:经典量子de Sitter对偶。结果是:经典和量子对偶德西特温度和熵自然包括在内,不同的(经典,半经典,量子普朗克和超普朗克)德西特制度的特点,在一个精确和统一的方式。相关的宇宙学的例子,如通货膨胀和暗能量的描述。这允许以简单和一致的方式找到:量子暴胀谱及其CMB观测值,特别是包括经典已知的暴胀谱及其量子修正。宇宙纪元及其量子前兆的统一图景出现了,宇宙学常数是宇宙的真空能量、熵和温度,为宇宙学常数问题提供了线索(节略)。
2019-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The separate-universe approach and sudden transitions during inflation
本文研究暴胀中慢滚至超慢滚突然转变时独立宇宙方法的适用性,指出其在有限超哈勃尺度失效但可分段使用,并讨论对 δN 形式体系和随机暴胀的影响。
2024-05-01 astro-ph.CO
Stimulated creation of quanta during inflation and the observable universe
暴胀提供了一种解释宇宙结构起源的自然机制。暴胀过程中原初不均匀性的产生可以通过真空中量子的自发产生来理解。我们表明,当相应的{ \it刺激}创造的量子被认为是,宇宙的状态在开始的暴胀的特点是不稀释的暴胀膨胀,可以印在频谱的原始不均匀性。宇宙微波背景和星系分布中的非高斯性(特别是在所谓的压缩组态中)可以告诉我们,当弯曲时空中的量子场论首次作为一种合理的有效理论出现时,宇宙的状态是什么。
2011-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Minimal Coupling of the Higgs Boson to Curvature in an Inflationary Universe
在$10^{10}$ GeV附近没有新的物理现象的情况下,电弱真空充其量是亚稳态的。这对高尺度暴胀模型来说是一个重大挑战,因为在宇宙早期快速膨胀期间,似乎很难理解如果暴胀发生在$10^{10}$ GeV以上的尺度上,希格斯真空如何不会衰变到理论中真正的低真空,并带来灾难性的后果。在本文中,我们表明,非最小耦合的希格斯玻色子玻色子曲率可以解决这个问题,通过产生直接耦合的希格斯玻色子玻色子的暴胀势,从而稳定的电弱真空。对于特定的希格斯场初始条件及其非最小耦合,暴胀可以在暴胀过程中将希格斯场迅速驱动到电弱真空。
2017-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Beginning inflation in an inhomogeneous universe
利用3+1维中与标量暴胀子场耦合的全爱因斯坦场方程的数值解,我们研究了初始膨胀、高度不均匀且由梯度能量主导的宇宙向暴胀周期过渡的条件.如果初始标量场变化包含在暴胀子势的足够平坦的区域内,并且宇宙在空间上平均是平坦的或开放的,那么暴胀将在梯度和动能因膨胀而稀释后发生。即使当不均匀性的尺度与初始哈勃长度相当时,情况也是如此,过密区域坍缩并形成黑洞,因为欠密区域继续膨胀,最终开始膨胀。这表明暴胀可以从高度不均匀的初始条件中产生,并解决视界和平坦性问题,至少只要标量场的变化不包括超过暴胀平台的值。
2016-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Inflationary universe in a conformally-invariant two scalar-field theory with an $R^2$ term
我们在一个理论中研究了暴胀宇宙,其中两个标量场与标量曲率非极小耦合,存在额外的$R^2$项,共形不变性被破坏。特别地,研究了一个标量场是动态的,两个标量场是动态的情况下的慢卷暴胀。结果表明,曲率扰动的谱指数和密度扰动的张量标量比与Planck结果是一致的。同时证明了可以实现从暴胀中的优雅退出。
2016-02-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation in a scale invariant universe
尺度不变的宇宙在早期可能有一段加速膨胀的时期:暴胀。我们使用框架不变的方法来计算暴胀观测量的引力标度不变理论涉及两个标量场-光谱指数,张量标量比,水平的等曲率模式和非高斯。我们表明,尺度对称性导致一个精确的取消等曲率模式,并在尺度对称性破缺阶段,这个理论是很好地描述了一个单一的标量场理论。我们发现这个理论的预测与当前的观测结果非常一致。
2018-06-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Unified early and late Universe cosmology through dissipative effects in steep quintessential inflation potential models
通过利用一类陡峭的指数型的潜力,这是最近被用来描述典型的通货膨胀,我们展示了如何一个统一的图片为通货膨胀,暗能量和暗物质可以出现完全通过耗散效应。耗散提供了一种方法来扩展这些势的更大类的适用性,在这个意义上,导致一致的早期宇宙暴胀图片和生产与普朗克遗留数据一致的观测值。同样,耗散效应导致暗物质的产生具有一致的丰度,并且在宇宙的最近时间,驱动标量经典场的势能再次占主导地位,基本上模仿了今天的宇宙学常数,所有宇宙学参数与观测结果一致。早期和晚期的宇宙都是相互联系的,并且在这两者之间没有kination时期。
2019-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Beginning of Universe through large field hybrid inflation
最近的探测$B$模式极化诱导张量扰动的BICEP 2实验意味着所谓的大场暴胀,其中暴胀子场采取超普朗克期望值暴胀期间,在高能量标度。然而,我们证明,如果另一个暴胀跟随混合暴胀,混合暴胀可以产生一个大的张量扰动,而不是超普朗克场值,但普朗克场值。这种情况将放松BICEP 2和普朗克之间关于张量与标量比的紧张关系,因为对于一定数量的混合暴胀,也可以获得负的大运行。对于一个大的引力波模式,不管有没有标量谱运行,一个自然的解释可能是早期宇宙中的多重暴胀。
2015-06-30 astro-ph.CO hep-ph
The Hidden Flat Like Universe II: Quasi inverse power law inflation by $f(T)$ gravity
在最近的工作中,一个特殊的类$f(T)$重力,其中$T$是远程平行扭转标量,已经推出。这个类已经被类扁平宇宙(flat-like universe,FLU)假设\cite{HN15}所确定。该模型与早期宇宙暴胀时期相一致。从FLU $f(T)$ -引力构造了一个精粹势。我们表明,一阶潜在的诱导精华是一个准逆幂律膨胀与一个额外的常数提供了一个结束的膨胀,而不需要一个额外的机制。在暴胀结束前的$e$ -折叠$N_{*}= 55$处,这种类型的势可以执行宇宙微波背景(CMB)偏振模式的$E$和$B$模式。
2016-07-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Standard Model Mass Spectrum in Inflationary Universe
我们计算了具有量子修正的暴胀过程中的标准模型(SM)质量谱,并探讨了在非高斯压缩极限下的可观测结果。非希格斯和希格斯暴胀模型进行了详细研究。我们还说明了如何通过威克旋转的膨胀背景的欧氏签名和尺寸正则化,可以计算出一些通货膨胀的循环图整齐。
2017-04-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Thermal History of the Universe After Inflation
宇宙是什么时候热化的?在这次演讲中,我回顾了这个问题的地位和它在建立暗物质的预期属性,大尺度结构的增长,以及面对CMB观测时通货膨胀模型的可行性的重要性。我还提出了一种新的方法来解决理论上的挑战,围绕通货膨胀(p)再加热,它试图延长过去的工作的有效场论的通货膨胀的时间再加热。
2015-10-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stochastic Eternal Inflation in a Bianchi Type I Universe
研究了Bianchi I型时空背景下混沌暴胀势的随机永恒暴胀现象。在导出适当的随机Klein-Gordon方程后,我们给出了永恒暴涨的条件。它表明,永恒的通货膨胀发生,各向异性的量必须很小。事实上,它表明,只有当剪切各向异性变量在卡斯纳圆内部的一个小区域内取值时,永恒的通货膨胀才会发生。然后,我们根据随机微积分的技术计算永恒通货膨胀发生的概率。
2017-03-14 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Waiting for Inflation: A New Initial State for the Universe
本文提出暴胀前宇宙的滞留初始态,以解决奇点问题,在保持零能量条件下过渡至暴胀,并探讨其可观测曲率及量子引力中的实现。
2023-10-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The Tachyonic Higgs and the Inflationary Universe
根据目前的测量,标准模型希格斯粒子在高能尺度下会变成快子粒子。希格斯势的这种不稳定状态可以在早期宇宙的高尺度暴胀中实现,可能会带来灾难性的后果。这封信强调了这种配置的一个关键的固有特征,到目前为止仍然被忽视:由快速演化的希格斯场引起的真空中希格斯粒子的产生,由于快子不稳定性而呈指数级增强。这种爆炸性粒子的产生可以迅速消耗希格斯场的能量,即使在暴胀期间也能维持相当高密度的希格斯粒子,并可能在后暴胀宇宙的某些部分引发性质不同的预热。因此,任何对希格斯场在其快子阶段的研究,无论是在暴胀期间还是之后,都必须考虑到这种大量的粒子能量密度,这可能会对这种系统的后续演化产生重大影响。这可能对高尺度暴胀、暴胀后的预热、宇宙微波背景中的可观测信号、引力波和原始黑洞,以及从永恒暴胀到电弱真空亚稳态等更深层次的概念产生重要影响。
2023-01-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Particle physics model of curvaton inflation in a stable universe
我们研究了一个基于以下假设的宇宙暴胀的粒子物理模型:(i)宇宙中至少存在两个复标量场;(ii)标量势从下到上是有界的,并且在普朗克尺度下仍然是微扰的;(iii)我们假设在暴胀结束之前存在最大相关绝热涨落和熵涨落的慢卷暴胀.膨胀的能量尺度由模型自动设定。假设至少有一个大质量的右手中微子,我们探讨了允许的参数空间的标量势作为一个函数的汤川耦合的中微子。
2019-11-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
TASI Lectures on Early Universe Cosmology: Inflation, Baryogenesis and Dark Matter
这些讲座,在TASI 2018年提出,提供了一个简明的介绍膨胀,重子生成,和暗物质方面没有涵盖的其他讲座。对暴胀的强调是一种直观的理解和限制暴胀模型的技术。对于重子生成,我们集中在两个例子,leptogenesis和电弱重子生成,注意单态辅助两步相变。关于暗物质,我们回顾了不同类别的模型区分其机制,以获得所观察到的遗迹密度,包括热冻结,不对称暗物质,冻结,SIMP暗物质,超轻标量和轴子的错位机制,和生产的原始黑洞在膨胀过程中。提供了问题集。
2021-08-02 astro-ph.CO hep-ph
Probable or Improbable Universe? Correlating Electroweak Vacuum Instability with the Scale of Inflation
对希格斯玻色子和顶夸克质量的测量表明,标准模型希格斯势在$Λ_I \sim 10^{11}$ GeV附近变得不稳定。这种不稳定性在宇宙学上是相关的,因为如果在暴胀期间的哈勃参数大于$Λ_I$(如最近的BICEP 2测量所优选的),那么暴胀期间的量子涨落很容易使电弱真空不稳定。我们仔细研究了希格斯场在暴胀过程中的演化,得到了与现有文献不同的结果。我们认为隧道通过科尔曼-德卢西亚或霍金-莫斯瞬子,有效的膨胀的规模低于不稳定的规模时,以及通过福克-普朗克方程在相反的制度适当的统计处理。我们表明,更好地了解后膨胀的不稳定的AdS真空区的演变是至关重要的,以确定宇宙的最终命运。如果这些AdS区域吞噬了所有的空间,如果没有新的物理学来稳定希格斯势,像我们这样的宇宙确实是极不可能的;然而,如果这些区域紧缩,我们的宇宙生存下来,但通货膨胀必须持续几倍的时间来补偿失去的AdS区域。最后,我们研究了一般普朗克抑制修正的希格斯势,这可能是足够的,以稳定在通货膨胀期间的电弱真空的影响。
2015-02-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Lighting the Dark: The Evolution of the Post-Inflationary Universe
在简单的暴胀宇宙学场景中,在接近指数增长之后,宇宙可能会有一个很长的周期,在这个周期中,宇宙被振荡的暴胀子凝聚体所主导。凝聚体最初几乎是均匀的,但扰动会在引力作用下增长,如果凝聚体没有被共振或迅速再加热更快地破坏,最终会分裂。我们表明凝聚体的引力碎裂可以通过薛定谔-泊松方程很好地描述,并使用数值解表明非线性开始后很快就会形成大的过密度。这是第一次探索这个阶段的非线性动力学在非常早期的宇宙,它可以影响详细的形式的暴胀功率谱和暗物质分数时,暗部门直接耦合到暴胀子。
2019-10-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th