Probing the primordial power spectra with inflationary priors
我们研究了基于单场慢卷暴胀模型的原始曲率和张量扰动的功率谱与先验的约束。我们随机抽取了哈勃慢滚参数，并利用暴胀流方程生成了原始功率谱。使用最近的观测数据的CMB和几个测量的几何距离在宇宙晚期，贝叶斯参数估计和模型选择的模型，有单独的先验慢卷参数。采用原始功率谱的标准参数化也进行了相同的分析。我们证实了尺度不变的Harrison-Zel'dovich谱是不利的，从以前的研究增加的意义。虽然目前的观测似乎是最佳的单场慢卷膨胀的一些简单模型建模，数据是不够的约束，以区分这些模型。
2010-02-16 astro-ph.CO
Primordial non-Gaussianity as a signature of pre-inflationary radiation era
讨论了在暴胀模型中产生的原初非高斯性，其中暴胀之前是辐射时代。结果表明，双谱和三谱的非高斯性由于前暴胀辐射时代的存在而增强。这种情况的一个显著特征是三谱非高斯性大于双谱非高斯性。
2013-02-01 astro-ph.CO
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
Inconsistency of an inflationary sector coupled only to Einstein gravity
从建模的角度来看，暴胀区很可能与其他物种没有直接的耦合，除了不可避免的引力相互作用。在广义相对论的背景下，热宇宙仍然可以在暴胀后出现，如果：$i)$某些辐射扇区在暴胀结束时被激发，并且暴胀后的状态方程$ii)$变得足够硬$w \geq w_{\rm RD}\gtrsim 0.57$，其中$w_{\rm RD}$的阈值取决于暴胀尺度$H_*$和初始辐射与暴胀子的能量比$Δ_*$。此外，膨胀历史中的一个僵硬时期显着增强了暴胀引力波（GW）背景，使该信号（潜在）可通过aLIGO，LISA和其他实验观察到。然而，非常相同的增强导致场景的不一致：与辐射扇区的其余部分相比，GW的能量变得太大，违反GW背景上的标准BBN和CMB界限。除了非常特殊的情况下，初始辐射部门包括数百个字段的耦合调整到特定的值，我们的结果适用独立的$w$，$H_*$和$Δ_*$。这表明，为了重新加热宇宙，暴胀区应该直接与其他粒子种类耦合。或者，暴胀部分可以在修正的引力理论中实现。
2019-11-08 astro-ph.CO hep-ph
Probing inflationary moduli space with gravitational waves
本文研究了弦论 Gauss-Bonnet 耦合修正下原初暴胀产生的引力波谱，发现模场的 wall-crossing 行为可导致该耦合项短暂主导慢滚并产生特征峰，该信号有望被 NANOGrav、LISA 等实验探测。
2023-11-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A dark radiation era prior to the inflationary phase
一个宇宙模型占主导地位的暗辐射，随后一段时间的通货膨胀的开始。这个模型基于Randall-Sundrum II型膜世界。目前的观测数据被用来固定与暗辐射相关的参数。
2009-01-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing inflationary features with galaxy ultraviolet luminosity function observables
Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）
利用z=4-8的星系紫外光度函数测量约束标准暴胀功率谱的修正，通过物质功率谱对暴胀初始条件的敏感性，在波数0.5≲k≲50 Mpc⁻¹范围内对凸起特征给出上限，并与再电离光学深度约束互补。
2026-06-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Radiation from Inflationary Fluctuations
轻的新矢量玻色子可以通过暴胀过程中的量子涨落在引力作用下产生;如果这些粒子是弱耦合的，并且在宇宙学上是亚稳态的，它们就可以解释观测到的暗物质丰度。然而，在标准模型的最小无异常$U(1)$扩展中，如果至少有一个中微子质量本征态足够轻，这些矢量一般会衰变为中微子。如果这些衰变发生在中微子退耦和CMB冻结之间，那么所产生的辐射能量密度可以在可以改善哈勃张力的水平上对$ΔN_{\rm eff}$做出贡献，并且可以在未来的CMB和遗迹中微子探测实验中发现。由于额外的中微子是由BBN后的矢量衰变产生的，因此这种情况预测在复合时会产生$ΔN_{\rm eff} > 0$，但在BBN期间会产生$ΔN_{\rm eff} = 0$。此外，由于偶然的抵消，对$ΔN_{\rm eff}$的贡献近似与质量无关。
2021-06-07 astro-ph.CO hep-ph
A Rich Tapestry: Supersymmetric Axions, Dark Radiation, and Inflationary Reheating
我们利用超对称性、暴胀、轴子、大爆炸核合成（BBN）和宇宙微波背景辐射（CMB）之间的互补性，结合最近的Planck和BICEP结果来约束超对称轴子模型.特别是，我们得到BBN边界来自改变轻元素丰度考虑到强子和电磁能量注入，和CMB约束黑体光谱失真。最后，我们概述了这些超对称模型的可行与排除的区域，可能占观察到的温和的暗辐射。
2014-11-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Science with the space-based interferometer LISA. IV: Probing inflation with gravitational waves
我们研究了LISA天基干涉仪探测暴胀过程中不同机制产生的随机引力波背景的潜力。聚焦于动机良好的情况下，我们研究了由此产生的贡献，从粒子生产过程中的通货膨胀，通货膨胀的旁观者领域与不同的声速，有效场论的通货膨胀与特定模式的对称性破缺和模型导致形成的原始黑洞。LISA的投影灵敏度以独立于模型的方式用于各种检测器设计和配置。我们证明，LISA是能够探测这些动机良好的通货膨胀的情况下，超出了不可约的真空张量模式预期从任何通货膨胀的背景。
2016-12-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revisiting a pre-inflationary radiation era and its effect on the CMB power spectrum
考虑到暴胀子在辐射时代早期也可能处于热平衡，我们重新审视了暴胀之前是辐射时代的情况。因此，我们不仅考虑到暴胀前时代的暴胀子模式功能的影响，但也冻结的热分布的暴胀子量子。我们首先详细讨论了与暴胀前辐射主导时代有关的问题，然后得到了这种情况下的标量功率谱。我们发现，功率谱是免费的红外发散。然后，我们使用的WMAP和普朗克数据来确定的约束的暴胀子共动的“温度”和持续时间的通货膨胀。我们发现，最佳的拟合值的持续时间的通货膨胀是小于1电子折叠比所需的解决宇宙学问题，而只有一个上限的暴胀温度可以得到。
2015-06-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark Radiation and Inflationary Freedom after Planck 2015
最简单的暴胀模型预测了曲率涨落的原始功率谱（PPS），它可以用一个近似尺度不变的幂律函数来描述。然而，已经表明，CMB各向异性的低多极谱可能暗示标量PPS形状中存在一些特征，这些特征可能偏离其正则幂律形式。我们用中微子各向异性、中微子质量、相对论性粒子的有效数和一个无菌中微子或一个热轴子质量研究了这种非标准PPS的可能简并性。当在数据分析中仅包括温度自相关谱测量时，在具有非标准PPS的模型中，对这些附加参数的限制较少。偏振光谱的包含显着有助于减少简并性，导致结果通常显示与具有标准幂律PPS的$Λ$ CDM模型没有偏差。
2016-05-24 astro-ph.CO hep-ph
Probing the inflationary background of gravitational waves from large to small scales
原初引力波（PGW）的探测是现代宇宙学的重要目标之一，因为PGW既能提供原初暴胀的实质证据，又能揭示原初暴胀的物理本质。小尺度的引力波实验，如LIGO/VIRGO，以及将来的LISA和Einstein望远镜（ET），对引力波的随机背景很敏感，可以与CMB数据一起用来约束暴胀参数。在执行这些分析的原始张量谱通常是参数化的幂律，其中只包括振幅和独立的倾斜度。在本文中，我们研究的鲁棒性假设张量倾斜尺度无关。我们发现，由于CMB和GWs数据探测的尺度存在巨大差异，即使是很小的尺度依赖性也会显着影响原始光谱的形状，可能会打破幂律假设。当考虑非线性校正时，最终约束可以显著改变。我们还研究了尺度依赖在两个不同的物理模型的通货膨胀提供了一个例子，可忽略的规模依赖和不可忽略的规模依赖。
2021-02-16 astro-ph.CO
Post-inflationary phases stiffer than radiation and Palatini formulation
如果暴胀子和精髓领域的识别，背景几何演变通过一个刚性时代下的辐射为主的等离子体的膨胀率。对于某些类的暴胀势，这种情况与目前的观测证据不一致，因为相应的张量与标量之比太大。当引力作用被爱因斯坦-希尔伯特项中的二次贡献补充时，分析了典型的暴胀。在Palatini公式中，增加这样一个项并不影响暴胀阶段和随后的刚性时期的标量模，但它抑制了张量功率谱和张量标量比。虽然在帕拉蒂尼公式中，导致典型暴胀动力学的幂律势仍然是可行的，但至少当作用量中出现的高阶贡献与暴胀子显式解耦时，残余引力子谱的高频尖峰被压缩，整个信号被抑制。
2019-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing features in inflaton potential and reionization history with future CMB space observations
我们认为，在未来的宇宙微波背景（CMB）偏振测量的原始功率谱的探测功能的前景。在暴胀情形的范围内，光谱中的这些特征可以由暴胀子势中的局部非光滑部分（一般是光滑的和准平坦的）产生，而这些局部非光滑部分又可能源于与暴胀子相互作用的其他量子场在暴胀期间的快速相变。它们可以拟合CMB温度功率谱中的一些异常值，这些异常值在标准的暴胀${\mathrmΛ}$ CDM模型中没有得到解决。我们认为Wiggly Whipped Inflation（WWI）是一个理论框架，与标准的暴胀模型相比，它改善了普朗克2015年温度和极化数据的拟合，尽管没有达到统计学显著水平。我们表明，在第一次世界大战模型的潜力的某些类型的功能，导致振荡的原始功率谱，扩展到中等和小尺度可以约束高置信度（在3 $σ$或更高的置信水平）的仪器作为宇宙起源探测器（CORE）。为了研究暴胀特征和再电离时代的足迹之间可能的混淆，我们考虑了一个扩展的再电离历史，随着红移的减少，自由电子单调增加。我们讨论了目前的限制，这个模型的扩展再电离和未来的预测与核心。我们还预测，在何种程度上，这种扩展的再电离可以在识别数据中的暴胀特征时造成混乱。
2018-04-04 astro-ph.CO
Full-Spectrum Analysis of Gravitational Wave Production from Inflation to Reheating
本文系统研究了从暴胀到再加热阶段的引力波产生，考虑四种产生通道并求解玻尔兹曼方程，首次给出完整引力波谱，发现暴胀后高频引力波能量密度可能显著超过暴胀期引力波。
2025-09-22 astro-ph.CO hep-ph
Probing single-field inflation: predictions, constraints, and theoretical viewpoints
Walailak University（瓦莱拉大学）；University of Tashkent for Applied Sciences（塔什干应用科学大学）；Urgench State University（乌尔根奇国立大学）
本文探讨了单场膨胀模型中耦合项对膨胀参数的影响，发现其能提高与观测限制的一致性。
2025-03-18 astro-ph.CO gr-qc
Probing the Seesaw Mechanism with Cosmological Data
我们调查宇宙学后果的暴胀模型，其中包括一个通用的跷跷板扩展（类型I和II）的标准模型的粒子物理。暴胀子场和Ricci标量之间的非最小耦合被认为是以及在一个循环的顺序辐射修正。暴胀动力学与中微子物理学之间的这种联系导致了一个预测模型，根据当前的宇宙微波背景数据、重子声学振荡观测和Ia型超新星测量，对该模型的观测可行性进行了研究。我们的结果表明，非最小耦合跷跷板势提供了一个很好的描述的观测数据时，辐射修正是积极的。这一结果支持了第二类跷跷板机制而不是第一类机制，可能是物理学超越标准模型的一个指示。
2020-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing inflationary gravitational waves with cross-correlations: improved forecasting and validation with simulations
本文改进并验证了利用CMB B模与大尺度结构互相关探测暴胀引力波的方法，预测可达到σ_r≈3.6×10⁻³，并确认高阶透镜偏差可忽略，对前景具有鲁棒性。
2025-09-26 astro-ph.CO
How Inflationary Gravitons Affect Gravitational Radiation
我们包括单引力子圈贡献的线性化爱因斯坦方程。得到了引力辐射传播的单圈修正的显式结果。虽然抑制了一个微小的循环计数参数，这些修正增强了膨胀e折叠的数量的平方。结果之一是，微扰理论在一个很长的原始暴胀时期内崩溃了。另一个结果是，在遥远的将来，在21厘米宇宙学完全发展之后，对张量功率谱的单圈修正可能是可观测的。
2022-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effects of Radiation on Primordial Non-Gaussianity
我们研究了单场慢卷暴胀情形下的非高斯特征，在这种情形下暴胀之前是辐射纪元。在这种情况下，双谱和三谱非高斯性都得到增强。有趣的是，在这种情况下的三光谱不依赖于慢滚参数，因此$τ_{NL}$大于$f_{NL}$，这可能是这样的前暴胀辐射时代的签名。
2012-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Radiation and Inflationary Freedom
我们进行宇宙学分析，我们允许原始功率谱的标量扰动假设的形状是不同的，相对于通常的幂律，从最简单的宇宙膨胀模型产生。我们参数化的原始功率谱与分段单调三次厄米函数，我们用它来调查如何对各种宇宙学参数的约束变化：我们发现，所获得的限制放宽相对于幂律的情况下，如果CMB偏振数据不包括在内。此外，宇宙学分析为我们提供了一些关于重建的原始功率谱形状的指示，我们注意到$k\simeq0.002\,\mathrm{Mpc}^{-1}$和$k\simeq0.0035\,\mathrm{Mpc}^{-1}$周围可能的特征。如果在未来的分析中得到证实，包括增强的实验数据，这些特征表明，最简单的宇宙膨胀模型可能是不完整的。
2016-02-18 astro-ph.CO
Probing inflationary particle production with the CMB power spectrum
Cardiff University（卡迪夫大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）
研究暴胀子耦合极端质量场（m_χ≳100 H_I）时粒子产生的CMB特征，计算完整两点函数并联合Planck与ACT数据搜索，发现η_*在3-10 Mpc尺度上有~2σ信号提示，Fisher预测Simons Observatory可达到3-5σ探测水平。
2026-06-26 astro-ph.CO
Irreversible thermodynamical description of warm inflationary cosmological models
在暖暴胀模型的框架下，利用具有物质产生/湮灭的开放系统的不可逆热力学，研究了标量场与辐射的相互作用.我们把标量场和辐射看作是均匀、空间平坦、各向同性的Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙中相互作用的两组分宇宙流体。将开放系统热力学与引力场方程一起应用于双组分宇宙流体，得到了基本的标量场-辐射相互作用模型的推广，该模型是暖暴胀模型的理论基础，衰变（产生）压力被明确地视为宇宙流体能量动量张量的一部分。具体模型描述相干振荡标量波，标量场与恒定的潜力，和标量场与希格斯型潜在的详细考虑。对于每一种情况，我们都得到了具有标量场-辐射相互作用的引力场方程的精确解和数值解，它们表明了从加速暴胀相到减速暴胀相的转变。将不可逆物质产生的暖膨胀模型的理论预测与普朗克2018年的观测数据进行了详细的比较，并得到了模型自由参数的约束条件。
2020-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing Dark Matter-Electron Interactions in the Cosmic Microwave Background Radiation
本文结合宇宙微波背景辐射数据研究暗物质-电子相互作用，采用有效算符描述相互作用项，分析其导致的湮灭和散射效应并施加约束，发现约束随暗物质质量变化幅度达13%和12%。
2025-08-26 astro-ph.CO hep-ph
Probing reheating with primordial spectrum
我们研究了再加热温度对谱指数和张量标量比的暴胀预言的影响。假设正弦振荡和再加热过程是非常快的，再加热温度可以被限制为正弦振荡的10 - 100倍，甚至更好的未来观察的前景。除此之外，我们发现，在某些模型中，预测也可能对再加热温度不敏感，包括希格斯膨胀。
2015-05-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation, space-borne interferometers and the expansion history of the Universe
根据常识，即使假设星载探测器的灵敏度是最乐观的，在几兆赫到几赫兹之间，暴胀引力子的光谱能量密度也可以安全地忽略不计。在这个分析中，我们表明，如果在核合成之前，后暴胀演化包括一系列比辐射膨胀更快或更慢的阶段，这个结论是回避。因此，与传统的知识相反，它表明，低于一个分数的Hz的频谱能量密度的遗迹引力子可能超过（甚至八个数量级）的假设下获得的信号辐射主导整个膨胀历史之前，轻核的形成。由于光谱的斜率和振幅特别反映了暴胀动力学和随后的减速演化，因此有可能将残余引力子的贡献与其他（晚期）引力辐射爆发相关联，例如，与TeV尺度下假定的强烈一级相变相关联。因此，在兆赫范围内对残余引力子的光谱能量密度的任何限制同时限制了暴胀后的膨胀历史和暴胀的初始数据。
2022-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter as an Inflationary Relic in Warm Inflation
Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；Ashoka University（阿肖卡大学）；Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天体物理中心）
研究表明暖暴胀结束后，强耗散过程迅速减弱，残留的暴胀子凝聚体演化为冷暗物质，其质量由观测暗物质丰度确定为约0.02 MeV。
2026-06-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Graviton production in non-inflationary cosmology
我们讨论宇宙中无质量粒子的产生，宇宙从辐射主导的时代过渡到任何其他膨胀定律。我们详细计算了在过渡到物质主导时代的引力子的产生。我们表明，在标准辐射/物质过渡产生的引力子是可以忽略不计的。我们使用我们的结果来约束一个或多个以前的物质主导时代，或任何其他膨胀定律，这可能发生在早期宇宙中。我们还推导了早期物质主导时代对一般初始引力子谱的修改的一般公式。
2009-02-17 astro-ph.CO gr-qc
Hawking Radiation as a Mechanism for Inflation
Friedman-Robertson-Walker（FRW）时空表现出类似于黑洞的霍金辐射的粒子产生。在这篇文章中，我们表明，这种FRW霍金辐射导致了一个有效的负压流体，可以驱动早期宇宙的指数膨胀的暴胀期。由于FRW时空的霍金温度随着宇宙膨胀而降低，这种机制自然关闭，暴胀阶段过渡到与普通辐射主导的宇宙相关的幂律膨胀。
2012-11-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing Leptogenesis and Pre-BBN Universe with Gravitational Waves Spectral Shapes
在频率-振幅平面上，宇宙弦的引力波（GW）在高频率处表现出平坦的平台，这是由于标准辐射主导的后暴胀时期的弦环动力学。如果在大爆炸核合成（BBN）之前的原始黑暗时代表现出非标准的宇宙历史，那么在超过转折点频率$f_*$之后，光谱可能会显示出突然的上升或下降趋势。我们认为，这样的光谱中断后，随着GW振幅的上升，这是一个后暴胀状态方程（$ω>1/3$）比辐射（$ω=1/3$）更硬的结果，也可能是一个强烈的暗示，在中微子质量的跷跷板模型leptogenesis。通过规范$U(1)$对称破缺动力学产生右手中微子质量，导致宇宙弦网络的形成，并发射随机引力波。由$\partial_μR j^μ$形式的算子引起的轻子流的引力相互作用--它可以在跷跷板模型中通过RH中微子调解在两圈水平上产生，自然地寻求更刚性的状态方程来有效地产生与$1-3ω$成比例的重子不对称性。我们讨论了如何GWs与中微子少的双β衰变信号补充合理的强振幅可以探测到最近的辐射优势和最轻的RH中微子质量在中间尺度的开始。
2021-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing neutrino interactions and dark radiation with gravitational waves
本研究通过分析自由流辐射对引力波阻尼的调制，聚焦弱相互作用退耦后的非标准中微子相互作用及早期宇宙轻遗迹场景，结合半解析与数值方法，揭示其在宇宙微波背景B模式极化的印记及高频探测途径。
2023-10-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
21cm forest probes on the axion dark matter in the post-inflationary Peccei-Quinn symmetry breaking scenarios
我们研究了在膨胀后Peccei-Quinn（PQ）对称性自发破缺时类轴子暗物质的21 cm森林观测的未来前景。类轴子粒子引起的等曲率扰动可以增强微晕的形成，而随后的分级结构的形成可以影响微晕的丰度，其质量可以超过与21 cm森林观测相关的${\cal O}(10^4) M_{\odot}$。我们表明，21厘米森林观测能够探测类轴子粒子质量的范围$10^{-18}\lesssim m_a \lesssim 10^{-12}$ eV的温度无关的轴子质量。对于温度依赖的轴子质量，零温度轴子质量尺度，其中21厘米森林测量可以受到影响的进一步扩展到大的顺序$10^{-6}$ eV。
2020-07-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Irreversible thermodynamic description of dark matter and radiation creation during inflationary reheating
利用开放系统的不可逆热力学，研究了宇宙早期暴胀末期再加热阶段的物质生成过程。宇宙的物质内容被假设为由暴胀标量场组成，通过它的衰变，分别产生相对论性物质和无压暗物质。在再加热的早期阶段，暴胀标量场将其能量传递给新产生的物质粒子，场能量降低到接近零。将物质产生的热力学描述与引力场方程相结合，得到了再加热过程中不可逆物质产生的一般方程。本文还介绍了一般再热方程组的无量纲形式。用解析和数值方法分析了不同暴胀标量场势的作用，得到了再加热过程中物质和标量场密度以及宇宙学参数的演化.通常，相对论物质和暗物质的能量密度值在宇宙被重新加热到重新加热温度时达到最大值，重新加热温度是根据标量场衰变宽度、标量场粒子质量和宇宙学参数确定的。一个有趣的结果是，粒子产生导致宇宙在再加热阶段加速，减速参数显示出复杂的动力学。一旦标量场的能量密度相对于物质密度变得可以忽略不计，宇宙的膨胀就会减速，暴胀在重新加热后会优雅地退出。
2017-08-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary gravitational waves and exotic pre Big Bang Nucleosynthesis cosmology
根据最流行的假设，早期宇宙应该经历一个加速膨胀阶段，称为宇宙暴胀，之后将发生标准的大爆炸宇宙学，从而产生辐射主导的时代。然而，通货膨胀情景的细节还远未完全理解。因此，在本文中，我们研究，如果可能的额外的（异国情调）的宇宙相位可以延迟开始的标准大爆炸的历史，并改变一些理论预测有关的暴胀宇宙学扰动，如，例如，数量级的张量标量比$r$。
2020-06-02 astro-ph.CO
Probing Dark Matter Isocurvature with Primordial Non-Gaussianity
本研究探讨暴胀中轻场产生的等曲率涨落与绝热扇区相互作用形成的混合非高斯性，其运动学依赖不同于局域形状，并针对QCD轴子场景提出可显著提升普朗克灵敏度的搜索参数空间。
2024-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Radiation-dominated bouncing model with slow contraction and inflation
本研究提出一种仅含辐射流体的简单非奇异暴胀模型，通过量子宇宙学效应实现反弹与超60个e折叠的暴胀，其标量扰动谱近标度不变且振幅符合观测。
2023-10-24 astro-ph.CO gr-qc
Thermal gravitational-wave background in the general pre-inflationary scenario
本文利用有效状态方程$w$研究了在暴胀之前有一个预暴胀阶段的一般情况下的原初引力波。与通常的暴胀模型的结果相比，PGW的功率谱在两个方面得到了修正：一是由于前暴胀周期的存在而引起的扰动模的混合，二是早期宇宙普朗克时代形成的热初态。通过研究这些修正对宇宙微波背景辐射B模偏振的观测印记，我们得到了热引力波波背景$T<5.01\times 10^{-4}$ Mpc $^{-1}$和张量标量比$r<0.084$对共形温度的约束（$95\%$置信水平），其遵循具有$w=1/3$的模型的e-折叠总数$N>63.5$的界限，用$N>65.7$治疗$w=1$引起的疼痛。通过考虑各种噪声和前景辐射，预测了未来CMBPol任务探测热引力波背景的可能性，发现如果$r>0.01$，只要$T>1.5\times 10^{-4}$ Mpc $^{-1}$就有可能探测到热引力波背景。然而，不同的$w$的影响是相当小的，似乎不可能从CMBPol任务的潜在观测中确定其值。
2017-01-16 astro-ph.CO
The Equation of State and Duration to Radiation Domination After Inflation
我们计算了暴胀后的状态方程，并通过考虑碎裂暴胀子场的非线性动力学，给出了辐射支配前持续时间的上界。我们分析了一类单场暴胀模型，在远离原点的尺度$M$，原点附近的尺度$V(ϕ)\propto |ϕ|^{2n}$，以及忽略与其他场的耦合的情况下，观测上一致的势变平。我们发现$n=1$的状态方程参数$w\rightarrow 0$和$n\gtrsim 1$的状态方程参数$w\rightarrow 1/3$（经过足够的时间）。我们计算了当$M\sim m_{\rm pl}$为$M\sim m_{\rm pl}$时，$e$ -折叠到辐射支配的数量如何取决于$n$和$M$，而当$M\ll m_{\rm pl}$时，我们发现辐射支配的持续时间可以忽略不计。我们的结果解释在膨胀的宇宙中的线性不稳定性分析，缩放参数，并支持详细的3+1维晶格模拟。我们展示了我们的工作是如何显着降低暴胀观测的不确定性，即使在包括耦合到额外的光场。
2016-08-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Warm inflation with non-comoving scalar field and radiation fluid
我们考虑一个暖膨胀的情况下，在早期宇宙中存在的两个主要的物质成分，标量场，和辐射流体，演变与不同的四个速度。这个宇宙学系统在数学上等价于一个单一的各向异性流体，它以一个四速度演化，这个四速度是两个独立的流体四速度的函数。由于各向异性物理参数的存在，宇宙学的整体演化也是各向异性的。本文导出了Bianchi I型几何下非共动标量场-辐射混合场的引力场方程。考虑到标量场的衰变伴随着相应的辐射产生，我们给出了两个非共动分量存在时的暖暴胀模型的基本方程。本文采用慢滚近似，通过考察弱耗散和强耗散极限，将具有非共动标量场和辐射流体的暖暴胀理论预言与Planck卫星观测资料进行了详细的比较。在这两种情况下，获得对模型的自由参数的约束。导出了与暖暴胀的非共动性质相容的标量场势的函数形式。
2021-02-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary Tensor Perturbation in Eddington-inspired Born-Infeld gravity
研究了在Eddington激发的Born-Infeld引力中由质量标量场驱动的暴胀模型中的张量扰动.对于短波长模，微扰特征与通常的混沌暴胀非常相似。对于长波长模式，扰动表现出一个特殊的功率谱的上升，这可能会留下一个签名的宇宙微波背景辐射。
2014-04-24 astro-ph.CO gr-qc
Reheating in tachyonic inflationary models: Effects on the large scale curvature perturbations
研究了快子暴胀模型中的微扰再热问题及其对曲率微扰演化的影响。本文导出了由快子和理想流体组成的系统的标量微扰演化方程。假设理想流体是辐射，我们数值求解了系统的耦合方程，研究了从亚哈勃尺度到超哈勃尺度的扰动演化。特别地，我们分析了从快子驱动的暴胀到辐射主导时代的转变对大尺度曲率和非绝热压力扰动演化的影响。我们考虑两种不同的快子电位和研究的两种可能类型的衰变的快子到辐射的影响。我们绘制了暴胀结束时以及辐射主导时代早期的曲率扰动谱。我们发现，再加热不影响在这些情况下的曲率扰动的幅度。这些结果证实了先前根据对超哈勃极限中扰动演化的研究得出的类似结论。我们说明，在过渡到辐射占主导地位的时代，快子和辐射之间的相对非绝热压力扰动衰减的方式非常相似的内禀熵扰动与快子。此外，我们表明，在过渡后，相对非绝热压力扰动消失非常迅速，在早期阶段的辐射占主导地位的时代。这些行为确保曲率扰动的幅度在再加热期间保持不受影响。在正则标量场的情况下，我们也讨论了流行的混沌暴胀模型的相应结果。[删节]
2011-08-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing Beyond Standard Model via Hawking Radiated Gravitational Waves
提出了一种探测粒子物理超标准模型的新方法。通过观测黑洞的霍金辐射发射的引力波，可以扫描未知BSM粒子的质谱。这是因为BSM粒子的辐射信息被印刻在GWs的光谱中。考虑灰体因子，我们完全计算了蒸发黑洞的GW谱。作为一个观测上有趣的应用，我们考虑在非常早期的宇宙中蒸发的原始黑洞。在这种情况下，由于GWs的频率基本上是红移的，因此以BSM能量尺度发射的GWs可以被观测到。
2014-07-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on single entity driven inflationary and radition eras
我们提出了一个模型，试图在一个统一的框架下融合暴胀时代和随后的辐射主导时代，以提供一个平滑的过渡。该模型是基于广义Chaubergin气体的修改。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。
2012-03-09 astro-ph.CO gr-qc
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
Effects of a Pre-inflationary de Sitter Bounce on the Primordial Gravitational Waves in $f(R)$ Gravity Theories
在这项工作中，我们研究了暴胀前的德西特反弹对原始引力波能谱的影响。具体地说，我们假设宇宙是由几个演化补丁描述的，开始于de Sitter前暴胀反弹，随后是准de Sitter慢卷暴胀时代，随后是常数状态方程参数异常再加热时代，随后是辐射和物质支配时代和后期加速时代。真空$f(R)$引力可以实现反弹和暴胀时代，$f(R)$引力和完美物质流体的协同作用可以实现异常再加热和晚期加速时代。使用众所周知的重建技术，我们发现，除了从物质和辐射的统治时代，这是实现相应的物质流体的$f(R)$重力可以实现每个演化补丁。相应地，我们计算了原始德西特反弹的阻尼因子，正如我们所展示的，与没有反弹的情况相比，信号只能被一个引力波未来的实验检测到。我们详细讨论了我们的结果的后果和未来的前景。
2022-10-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing Primordial Features with the Stochastic Gravitational Wave Background
随机引力波背景（SGWB）提供了一个新的机会，从暴胀模型观察原始特征的信号。我们研究他们的可探测性与未来的空间为基础的引力波实验，集中我们的分析的频率范围的LISA任务。我们计算引力波频谱的原始功能，探索参数空间的两个领域的膨胀模型能够产生不同类别的功能。为了使这些信号落在观测窗口内，必须对尺度和振幅进行微调。一旦它们出现，几类频率相关的振荡信号，不同的基础暴胀物理学的特点，可以区分和SGWB提供了一个窗口的动力学的原始宇宙独立的宇宙微波背景和大尺度结构。为了与未来的实验数据相联系，我们讨论了如何将结果应用于数据分析的两种方法。首先，我们讨论了用LISA重建信号的可能性，这需要高的信噪比。第二种更敏感的方法是应用代表谱的模板作为估计量。对于后者的目的，我们推导出模板，可以准确地捕捉几类特征信号的光谱特征，并将它们与其他物理机制产生的SGWB进行比较。
2021-01-13 astro-ph.CO gr-qc
Warm bounce in loop quantum cosmology and the prediction for the duration of inflation
我们研究和估计概率预测的持续时间的前膨胀和慢滚阶段后，在循环量子宇宙学的反弹，确定如何在前反弹阶段的辐射的存在影响这些结果。我们提出了我们的分析不同类别的通货膨胀的潜力，其中包括单项幂律混沌类型的潜力，即，为二次，四次和六次潜力，也为希格斯对称性破缺潜力，考虑不同的真空期望值在后一种情况下的值。我们得到的概率密度函数的膨胀e倍的数量和其他相关的数量为每个模型，并产生概率结果从这些分布。这项研究使我们能够讨论在何种条件下，每个模型最终可能导致可观察到的签名的频谱上的宇宙微波背景，否则，也被排除在没有预测足够的量的加速膨胀。辐射对每个模型预测的影响被明确量化。所得到的结果表明，圈量子宇宙学中的暴胀e折叠数不是先验的任意数，但原则上可以是一个可预测的量，即使结果取决于模型和暴胀状态开始之前宇宙中的辐射量。
2020-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A viable Starobinsky-like inflationary scenario in the light of Planck and BICEP2 results
最近普朗克和BICEP 2观测的CMB数据为暴胀宇宙学打开了一扇新的窗口。在这篇论文中，我们比较了三个类似Starobinsky的暴胀场景：（i）原始Starobinsky建议;（ii）一个动态破碎的SUGRA模型家族;（iii）一类“衰减”真空$Λ(H)$宇宙学。然后，我们专注于$Λ(H)$变体，它跨越了宇宙的完整宇宙历史，从早期的暴胀阶段，其次是“优雅的出口”到标准辐射制度，物质时代，最后，后期的加速膨胀。计算的有效潜力，我们发现，“运行”$Λ(H)$模型还提供了一个预测的张量-标量比的CMB频谱，$r \simeq 0.16$，这是兼容的$1σ$内的值$r=0.20^{+0.07}_{-0.05}$最近测量的BICEP 2合作。
2014-06-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark matter and radiation production during warm inflation in a curved Universe-an irreversible thermodynamic approach
我们利用具有物质产生/湮没的开放系统的不可逆热力学，在暖暴胀模型的框架下研究了由于标量场衰变而产生的暗物质粒子。我们考虑了在均匀各向同性的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙中，标量场、辐射和暗物质作为相互作用的三组分宇宙流体，并考虑了曲率项.将开放系统热力学和引力场方程应用于三组分宇宙流体，推广了基本的标量场-辐射相互作用模型，它是暖暴胀模型的理论基础。此外，衰变（创建）压力描述的物质生产被明确认为是宇宙学流体能量动量张量的一部分。一个特定的理论模型，描述相干振荡标量波，被认为是。特别是，我们调查的曲率项在早期宇宙的动力学演化的作用，通过考虑数值解的引力场方程。我们的结果表明，尽管宇宙在暴胀时代结束时变得平坦，但曲率项（如果存在的话）可能仍然在宇宙演化的最初阶段发挥重要作用。
2023-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing the Gravitational Wave Signature from Cosmic Phase Transitions at Different Scales
我们提出了一个新的签名，其中一个可以潜在地区分由自序标量场与暴胀产生的引力辐射的频谱，特别是在未来的直接探测实验探测到的频率的平坦频谱的幅度的比较，在宇宙微波背景（CMB）辐射的可能的偏振信号的幅度。在这个过程中，我们澄清了几个问题，这些模式的正确计算，专注于后视界穿越演化的影响。
2010-08-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quantum collapse as source of the seeds of cosmic structure during the radiation era
宇宙结构的种子从一个完美的各向同性和均匀的宇宙中出现，并没有被标准版本的暴胀模型清楚地解释，因为所涉及的动力学在任何时候都保持均匀性和各向同性。D。Sudarsky和合作者在以前的论文。在所有这些工作中，暴胀子模的波函数的坍缩被限制在暴胀期间发生。在本文中，我们分析了坍缩发生在辐射时代的可能性。在暴胀子场变量必须受坍缩影响而动量变量可以或不可以受坍缩影响的条件下，可以构造一个可行的模型。另一个需要满足的条件是崩溃时间必须独立于$k$。然而，当与最近的观测数据比较时，模型的预测无法与标准通货膨胀情景提供的预测区分开来。其主要原因是由于辐射时代获得的原始功率谱与最新CMB观测结果一致的标量波动幅度相匹配。后一种约束限制了坍缩的可能次数，并确保暴胀子场对能量动量张量的贡献与辐射场的贡献相比可以忽略不计。
2014-09-29 astro-ph.CO gr-qc
Probing intergalactic radiation fields during cosmic reionization through gamma-ray absorption
我们讨论了在极高红移（z~5-20）星系际辐射场（IRFs）的γ-γ对产生对高能γ射线的吸收，以及探测宇宙再电离时代的前景。对于演化中的IRF，采用了一个包含第二星族和第三星族恒星的半解析模型，该模型与现有的各种高Z观测结果一致，包括类星体光谱测量，WMAP汤姆森深度约束，近红外源计数限制，我们发现，低于Lyman边能量的紫外IRF的强度在几倍于10^{-19} erg cm^{-2} s^{-1} Hz^{-1} sr^{-1}的范围内，在z~5处可引起高于~12 GeV的明显衰减，在z>~8-10处可降低到~6-8 GeV。这可以通过费米伽马射线太空望远镜或下一代设施如切伦科夫望远镜阵列、高级伽马射线成像系统或5@5在耀变体或伽马射线暴的光谱中观察到，为早期恒星形成和宇宙再电离提供了宝贵的见解。
2010-01-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining the Inflationary Equation of State
我们探讨暴胀方程态p=wρ的可能约束。虽然对于那些对观测到的功率谱有贡献的模式，w必须接近-1，但对于那些目前实验无法达到的模式，对w的约束要弱得多，只有w<-1/3作为先验要求。然而，我们发现，再热温度和暴胀能量尺度的限制进一步限制了W，尽管在准德西特暴胀结束和辐射主导时代开始之间，仍然有足够的参数空间用于一个截然不同的（加速）状态方程。在这样一个时代的加速可以观察到的情况下，我们审查的原始功率谱的后果。
2011-09-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
