Closed String Thermodynamics and a Blue Tensor Spectrum
BICEP-2小组报告了原始宇宙微波背景B模式偏振的探测，并暗示了相对于较小尺度而言，大角度尺度下的功率受到抑制。假设B模偏振是由原始引力波引起的，这可能意味着原始引力波光谱的蓝色倾斜。这样的倾斜与标准的暴胀模型是不相容的，尽管几年前在弦宇宙学的哈格多恩相热产生原始微扰的机制的背景下就预测到了。本说明的目的是鼓励对数据进行更严格的审查，先验数据由一个可立即证伪的模型提供信息，但其中\textit{predicts}的特征可能受到数据的青睐-即蓝色张量倾斜与标量光谱的诱导和互补红色倾斜，具有与两者相关的自然大的张量标量比。
2014-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Forecasting sensitivity on tilt of power spectrum of primordial gravitational waves after Planck satellite
考虑到前景辐射的污染，我们采用Fisher矩阵预测的原始张量扰动的功率谱倾斜的未来灵敏度的几个地基（AdvACT，CLASS，Keck/BICEP 3，Simons阵列，SPT-3G），球载（EBEX，蜘蛛）和卫星（CMBPol，COrE，LiteBIRD）的B模式偏振实验。对于基准模型$n_t=0$，我们的研究结果表明，卫星实验给出了良好的灵敏度张量倾斜$n_t$水平$σ_{n_t}\lesssim0.1$ $r\gtrsim2\times10^{-3}$，而地基和球载实验给较差的灵敏度。通过考虑BICEP 2/Keck阵列和Planck（BKP）对张量标量比$r$的约束，我们发现这些实验不可能检验正则单场慢卷暴胀模型中的相容关系$n_t=-r/8$。
2015-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Let Effective Field Theory of Inflation flow: stochastic generation of models with red/blue tensor tilt
我们将流方程的方法推广到暴胀的有效场论框架中，以研究一类非常广泛的暴胀模型的可观测预言。我们的注意力集中在引力波部门，我们推导出一个通用表达式的有效模型的一致性关系，并提供了一个数值实现，允许研究如何生成的模型填充的$(r,nt)$平面。我们分析了符合零能量条件的暴胀情景的$5 \times 10^{4}$实现（$ε> 0$）和违反零能量条件的$5 \times 10^{4}$实现（$ε> 0$）。在这两种情况下，90%的可行模型低于Planck和BICEP 2/Keck Array BK 15数据的张量-标量比的最新上限：$r_{0.002} < 0.056$，95% CL。我们发现，一般的EFT暴胀模型与$ε> 0$的特点是典型的$n_{t} < 0$，而绝大多数的NEC违反模型提出了一个蓝倾斜的频谱（$n_{t} > 0$）。由于蓝色张量谱指数意味着在小尺度上有更多的能量，考虑到可能直接探测到原始引力波背景，这一结果相当有趣。
2020-10-13 astro-ph.CO
Breaking of Spatial Diffeomorphism Invariance, Inflation and the Spectrum of Cosmological Perturbations
标准的暴胀模型产生一个原始功率谱的特征信号，具有红色张量和标量倾斜。然而，Cannone等人最近提出，在暴胀的有效场论的背景下，通过打破空间同形不变性的假设，可以在不违反能量条件的情况下获得蓝色张量谱。在这种情况下，我们探讨在哪些情况下，蓝色张量倾斜可以获得随着红色倾斜的标量谱。最后，我们分析了在什么条件下这个模型能够再现弦气体宇宙学的特定相容性关系。
2015-06-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Updated constraints on amplitude and tilt of the tensor primordial spectrum
利用BICEP/Keck、Planck和LIGO-Virgo-KAGRA等10个数据集拟合$\Lambda$CDM+$r$+$n_t$模型，获得当前最强$r$约束，并指出简单幂律难以解释NANOGrav信号。
2023-04-26 astro-ph.CO
Inflationary predictions in scalar-tensor DBI inflation
标量张量Dirac Born Infeld（DBI）暴胀场景提供了一种简单的机制，可以减少与具有DBI作用的单场模型相关的提升因子的大值，同时仍然能够驱动60倍的暴胀。使用慢滚的方法，我们得到的扰动的谱指数的解析表达式，而且，数值确定的区域的参数空间的模型能够产生的功率谱的振幅和谱指数在所观察到的范围内。我们发现，在整个通货膨胀期间表现出显着的DBI效应的区域可以被丢弃凭借的蓝色倾斜的光谱指数，但是，有一些可行的情况下-与更多的红色倾斜的光谱指数-其中的升压因子最初被抑制的影响之间的耦合场，但后来增加到适度的值。
2012-05-31 astro-ph.CO hep-th
Inflation and Alternatives with Blue Tensor Spectra
我们研究了原初引力波谱的倾斜。通过分析BICEP 2和POLARBEAR数据，显示出蓝色倾斜的暗示。基于此，我们从超早期宇宙学模型中探索了蓝张量谱的可能性，包括零能条件违反暴胀、一般初始条件暴胀、弦气体宇宙学等。对于最简单的G-暴胀，蓝张量谱也蕴含着蓝标量谱。一般来说，具有蓝色张量谱的暴胀模型具有很大的非高斯性。另一方面，弦气体宇宙学预言了具有高高斯涨落的蓝色张量谱。如果进一步的实验确实证实了蓝色张量谱，那么非高斯性就成为区分暴胀和替代性的一个检验。
2014-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Red or Blue Tensor Spectrum from GW170817-compatible Einstein-Gauss-Bonnet Theory: A Detailed Analysis
本文证明与GW170817相容的爱因斯坦-高斯-博内理论中，张量谱指数由标量势和耦合的二阶导数决定，并给出蓝倾斜暴胀的判据。
2024-02-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reconstruction of the primordial power spectra with Planck and BICEP2
利用最近公布的{ \it Planck}温度和BICEP 2偏振宇宙微波背景数据，采用三次样条插值方法，重建了原始标量和张量功率谱的形状.我们发现，消失标量指数运行（$\dd n_s/\dd\ln k$）模型是强烈不赞成在超过$3σ$置信水平的$k=0.0002$ Mpc $^{-1}$规模。此外，无论是使用BICEP 2数据集的前5个带功率$n_t = 1.20^{+0.56}_{-0.64} (95% {\rm CL})$还是使用全部的9个带功率$n_t = 1.24^{+0.51}_{-0.58} (95% {\rm CL})$，幂律参数化都能给出蓝倾张量谱。与尺度不变张量谱假设下的大张量标量比（$r\sim0.20$）不同，我们的插值方法利用BICEP 2数据的前5个带功率给出了$r_{0.002} < 0.060 (95% {\rm CL})$.通过比较有无BICEP 2数据的结果，发现在大尺度和小尺度上，具有小张量振幅信号的{ \it Planck}温度和具有大张量振幅信号的BICEP 2偏振数据分别主导张量谱重建。因此，由此产生的蓝色张量倾斜实际上反映了{ \it Planck}和BICEP 2数据之间的张力。
2014-04-22 astro-ph.CO hep-th
Tilt and Tensor-to-Scalar Ratio in Multi-Scalar Field Inflation: Non-Sum-Separable Case
本文探讨了非和可分情形下的正则多标量场暴胀，通过引入动能与势能项间的线性耦合项，有效降低了谱指数 $n_{s}$ 和张量标量比 $r$ 的预测值，使其符合近期 Planck+BICEP/Keck 的观测约束，从而验证了混沌型势的可行性。
2025-04-09 astro-ph.CO gr-qc
Multi-wavelength constraints on the inflationary consistency relation
我们提出了第一次尝试使用CMB，LIGO和PPTA数据的组合来约束的倾斜和运行的原始张量功率谱通过约束在早期宇宙中产生的引力波能量密度。结合不同宇宙学尺度的测量，突出了互补数据如何用于测试早期宇宙模型的预测，包括暴胀一致性关系。目前的数据倾向于张量功率谱的略微正倾斜（$n_t = 0.06^{+0.63}_{-0.89}$）和负运行（$n_{t, {\rm run}} < -0.22$）。有趣的是，直接引力波探测器数据的增加单独提出了强大的限制张量标量比$r < 0.2$，因为大的正张量倾斜首选的\textit{Planck}温度功率谱不再允许。加上最近发布的BICEP 2/KECK和普朗克353 GHz极化互相关数据，得到了更强的$r<0.1$边界。我们评论可能的影响，一个大的积极倾斜的背景膨胀，并表明，依赖于假设的紫外截止（$k_{\rm UV}/k_* = 10^{24}$）的原始光谱的引力波，最强的界限$n_t = 0.07^{+0.52}_{-0.80}$来自这种效果。
2015-05-06 astro-ph.CO
Origin of the red spectral tilt in Inflation without an Inflaton
University of Barcelona（巴塞罗那大学）；ICREA（加泰罗尼亚高级研究所）；Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；INAF-Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；INFN, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Department of Astronomy, Space Science and Meteorology, Cairo University（开罗大学天文、空间科学与气象系）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；Università di Pisa（比萨大学）；INFN sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）
针对无暴胀子的暴胀理论（IWI），研究其如何解释观测到的标量谱红倾斜，通过引入哈勃率的慢漂移或de Sitter背景的量子破缺时间，推导得出与标准单场慢滚模型不同的红倾斜起源，为该场景提供可证伪的观测预测。
2026-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Red Spectral Tilt and Observable Gravity Waves in Shifted Hybrid Inflation
我们考虑了具有红色倾斜标量谱指数n_s的超对称移位混合暴胀模型，该模型与WMAP的7年中心值一致。如果包括非最小超重力修正，这些模型还可以支持高达r = 0.02的张量与标量比，这可以被普朗克卫星观测到。与标准的超对称混合暴胀情形相反，通过规范对称性破缺产生的拓扑缺陷在理论的位移版本中被暴胀掉。
2011-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Bunch-Davies Initial State Reconciles Chaotic Models with BICEP and Planck
BICEP 2实验宣布了一个张量标量比为$r=0.2^{+0.07}_{-0.05}$的原始重力波信号[arXiv：1403.3985]。有两种方法可以使这个结果与最新的普朗克实验[arXiv：1303.5082]相一致。一种是假设$r$有一个相当大的倾斜，$\mathcal{T}_r$，带有一个正号，$\mathcal{T}_r=d\ln r/d\ln k\gtrsim 0.57^{+0.29}_{-0.27}$对应于$n_T\simeq0.53 ^{+0.29}_{-0.27}$阶张量模的蓝色倾斜，假设标量功率谱$n_S$倾斜的普朗克实验最佳拟合值。另一种可能性是假设标量谱指数$dn_S/d\ln k\simeq -0.02$中有一个负值，它将$r$的上限从$0.11$推高到普朗克分析中假设张量谱存在的$0.26$。简单的慢滚模型无法为$\mathcal{T}_r$提供如此大的值或在$n_S$中提供负运行[arXiv：1403.3985]。在这篇文章中，我们证明了一个非Bunch-Davies的扰动初始状态可以提供大场混沌模型（如$m^2ϕ^2$）与最新的普朗克结果[arXiv：1306.4914]和BICEP 2结果之间的匹配，通过容纳$r$的蓝色倾斜或$n_S$的负大运行。
2014-09-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraints on Scalar and Tensor spectra from $N_{eff}$
在线性水平上，暴胀理论预测的引力波（GW）谱及其许多替代方案可以具有任意小的振幅，从而具有不受约束的倾斜。然而，在二阶时，张量涨落的来源是在宇宙微波背景（CMB）中测量到的标量涨落。这些二阶涨落一般产生对应于张量与标量比$r\sim 10^{-6}$的最小量的张量扰动。颠倒这种关系，就会得到一个由标量涨落引起的张量倾斜的界限。由于这种诱导GW谱依赖于标量谱，我们推导出一个新的间接约束，涉及\textit{all scales}的标量谱的基础上CMB的观测。这个界限来自于对有效相对论自由度$N_{eff}$的限制。我们估计使用当前的数据，并通过未来的CMB实验预期的改进的界限。该约束迫使跑步和跑步的跑步符合$α,β\lesssim (n_s-1)^2$的标准慢滚预测，将当前CMB测量提高一个数量级。这个界限进一步暗示了原始黑洞作为暗物质候选者的可能性。执行包括这个新的约束的可能性分析，我们发现，积极的$α$和/或$β$是不利的，至少在$1σ$。最后，利用LIGO和脉冲星定时阵列给出的引力波分数能量密度的界，得到了这些尺度上的原初标量谱的界，并对未来的测量给出了预测。
2019-07-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Implications of purely classical gravity for inflationary tensor modes
我们讨论的影响，纯粹的经典，而不是量子，引力理论的引力波频谱产生的通货膨胀。我们发现，一个积极的原始引力波的检测将不再足以确定在这种情况下的膨胀的规模-即使是高尺度的膨胀模型可以绕过观测的限制，由于大的不确定性，在初始的经典振幅的张量模式。
2014-03-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A few cosmological implications of tensor nonlocalities
我们考虑包含张量非定域性的非定域引力理论。我们表明，在宇宙学的背景下，张量nonlocals，不像标量的，一般引起增长模式。详细研究了一个含二次曲率项的显式算例。最近提出的非局部宇宙学模型的可能后果在文献中也进行了讨论。
2013-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Asymptotically safe gravity as a scalar-tensor theory and its cosmological implications
本文研究了Einstein-Hilbert截断下的渐近安全引力，考虑了引力常数和宇宙学常数的重整化群运行。我们证明了该理论的经典行为等价于一类Brans-Dicke参数为零的Jordan-Brans-Dicke理论，势由重整化群方程决定.该理论可以重新表述为$f(R)$理论。在最简单的宇宙学的情况下，我们发现大-场暴胀的解决方案，普朗克尺度附近的有效场论的描述打破。最后，我们通过宇宙学扰动理论讨论了运行引力常量对背景动力学的影响。我们表明，与广义相对论的兼容性需要从运行的引力常量的应力能量张量的贡献，以考虑在微扰分析。
2011-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Implications of the Neutron Star Merger GW170817 for Cosmological Scalar-Tensor Theories
LIGO/VIRGO合作最近宣布探测到来自中子星-中子星合并（GW 170817）的引力波，并同时测量光学对应物（伽马射线暴GRB 170817 A）。引力波和电磁波的接近到达时间限制了光子和引力子的速度差小于$10^{15}$的一部分。这对宇宙学标量张量引力理论有三个重要的影响，这些理论经常被吹捧为暗能量的候选者和$Λ$ CDM的替代者。首先，对于最一般的标量张量理论--超越Horndeski模型--的五个参数中的三个出现在暗能量的有效理论，现在可以严格限制在天体物理尺度上，我们提出的结果相结合的新的重力波结果与星系团观测。第二，结合缺乏强等效原理违反所表现出的超大质量黑洞在M87，限制了四次伽利略模型是宇宙学无关。最后，我们推导出一个新的约束上的非正式耦合到光子，这意味着这种耦合是无关的宇宙演化的领域。
2017-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On signatures of spontaneous collapse dynamics modified single field inflation
尽管原始扰动是在暴胀过程中量子起源的，但观察到的原始扰动的经典性要求这些初始波动的量子到经典过渡的机制。由于文献提出了一些试图解决这个问题的合理机制，因此重要的是要寻求这几种方法的具体观测特征，以便更好地了解早期宇宙动力学。在这几种方法中，量子力学的自发坍缩动力学是最可行的，因为坍缩机制固有地改变了一般的量子动力学，从而留下离散的观测签名。我们观察到标量场的观测量，即标量倾斜$n_s$、标量倾斜运行$α_s$和标量倾斜运行运行的运行$β_s$，在正则标量场和$k-$暴胀情形下，不能潜在地区分坍缩修正的暴胀动力学.塌缩机制的唯一可分辨的印记在于，只有当塌缩参数$δ$非零且为正时，张量扇区的观测量才以修正的一致性关系和蓝倾张量谱的形式出现。
2017-05-19 astro-ph.CO gr-qc quant-ph
How much can we learn about the physics of inflation?
最近BICEP 2对宇宙微波背景极化中B模式的测量表明，暴胀是由能量标度为$2\times 10^{16}$ GeV的场驱动的。我探讨了即将到来的CMB极化实验的潜力，以进一步限制物理基础的通货膨胀。如果这个信号得到证实，那么两组覆盖更大区域的实验将揭示暴胀。低分辨率测量可以在百分比水平上确定张量与标量的比率，从而将模型彼此区分开来。一个高角分辨率的实验将是必要的，以测量张量谱的倾斜，测试的一致性关系，将倾斜的幅度。
2014-03-28 astro-ph.CO hep-ph
