Cosmological signatures of tilted isocurvature perturbations: reionization and 21cm fluctuations
我们研究了功率谱为蓝倾且谱指数为2<p<4的不相关等曲率微扰的宇宙学特征。这样的等曲率功率谱可以促进小尺度结构的早期形成，特别是暗物质晕和星系，从而可能解决在高红移（z~7-8）星系观测中提出的电离光子短缺问题，但这是在z~10时重新定义宇宙所必需的。我们主要集中在如何形成的暗物质晕可以被修改，并探讨CMB各向异性的光谱形状和再电离光学深度之间的连接作为一个强有力的探针的一个高度蓝色倾斜的等曲率原始功率谱。我们还研究了21厘米线波动的后果，由于中性氢在minihalos。再电离光学深度和21厘米线波动的测量相结合，将提供一个高度蓝色倾斜等曲率功率谱的互补探针。
2013-11-13 astro-ph.CO hep-ph
Blue-tilted spectral running and the JWST early galaxy tension
Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（高级研究大学院大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）；National Institute of Technology (KOSEN), Kochi College（国立高等专门学校高知工业高等专门学校）；Tohoku University（东北大学）；Division of Science, National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台理学科）；The University of Tokyo（东京大学）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学卡弗里宇宙物理起源研究所（WPI））；Saga University（佐贺大学）
针对JWST观测到的高红移大质量星系丰度超出标准ΛCDM模型预测的问题，提出具有正跑动的蓝倾斜扰动谱，在α_s≈0.02和β_s≈0.02时可在1σ置信水平解决该张力。
2026-09-03 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Constraints on blue and red tilted primordial power spectra using dwarf galaxy properties
本研究利用矮星系中心密度约束原初功率谱的小尺度倾斜，改进现有极限，并可用于检验该尺度范围内的功率谱特征。
2025-02-28 astro-ph.CO hep-ph
The propagating speed of relic gravitational waves and their refractive index during inflation
如果张量模的折射率在传统的暴胀膨胀阶段增加，则残余引力子谱向高频倾斜。两个明显不同的参数化的这种效果被证明是相关的四维度量通过一个共形因子，涉及折射率本身的重新缩放。在MHz区域中具有最大值的非单调光谱对应于在膨胀结束之前终止的折射率的有限变化。在探索了一个通用的方法，包括到目前为止提出的，我们估计所需的灵敏度预测的引力辐射的直接检测，并证明了允许的参数空间的区域范围内的一些计划探测器操作的音频波段（如Ligo/处女座和卡格拉）或在兆赫波段（如丽莎，BBO和Decigo）。
2018-05-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Broken blue-tilted inflationary gravitational waves: a joint analysis of NANOGrav 15-year and BICEP/Keck 2018 data
本文联合NANOGrav 15年与BICEP/Keck 2018数据，对破缺幂律暴胀引力波谱进行马尔可夫链蒙特卡洛分析，发现PTA与CMB频段谱倾斜显著不同，并探讨了其对暴胀模型的约束意义。
2024-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
An Analytic Treatment of Underdamped Axionic Blue Isocurvature Perturbations
以前的计算强烈的蓝色倾斜的轴向等曲率谱计算的参数区域中，最轻的时间依赖的质量小于哈勃膨胀率在通货膨胀，导致过阻尼的时间演化。在这里，我们提出了强烈的蓝色倾斜轴向等曲率谱在欠阻尼时间演化参数制度。有些令人惊讶的是，存在具有强共振光谱行为的参数区域，其导致丰富的等曲率光谱形状。我们专注于计算这种共振频谱分析在一个大的参数区域服从这样的计算。由于频谱是敏感的非微扰经典场动力学，各种各样的分析技术，包括通过整合高频波动获得的时空有效势。
2021-11-06 astro-ph.CO hep-ph
A Stiff Pre-CMB Era with a Mildly Blue-tilted Tensor Inflationary Era can Explain the 2023 NANOGrav Signal
本文提出复合前的 stiff 时代结合轻微蓝移张量谱的暴胀时代可以解释 2023 年 NANOGrav 信号，并通过模型无关和 Higgs-axion 模型两种方法验证，预测未来引力波实验可探测相关信号。
2023-11-01 astro-ph.CO gr-qc
Single field inflation in the light of Pulsar Timing Array Data: Quintessential interpretation of blue tilted tensor spectrum through Non-Bunch Davies initial condition
本研究提出一种quintessential解释，利用非邦奇-戴维斯初始条件，在规范单场慢滚暴胀框架下，通过新的一致性关系和反莱斯界限，成功解释了脉冲星计时阵列观测到的蓝倾斜张量谱及引力波信号。
2024-02-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the Blue Axion with Cosmic Optical Background Anisotropies
提出通过宇宙光学背景各向异性探测质量约5-25 eV的“蓝色轴子”，建议新频率测量以提升寿命限制，并指出线强度映射实验对冷暗物质和热遗迹轴子的探测潜力。
2024-07-24 astro-ph.CO hep-ph
A Hint of a Blue Axion Isocurvature Spectrum?
我们知道，如果Peccei-Quinn对称性破缺场在暴胀过程中从它的最小值位移，轴子等曲率谱一般是强烈的蓝色倾斜，并有一个破缺过渡到平坦谱。我们将这个光谱（纳入“香草”$Λ$ -CDM宇宙学模型）与普朗克和BOSS DR 11数据相拟合，发现了一个轻微的暗示，表明存在轴向蓝倾斜等曲率扰动。我们发现，最佳拟合参数区域是一致的，所有的暗物质组成的QCD轴子在暴胀宇宙学的范围内的膨胀率为$10^{8}$ GeV，轴子衰变常数为$10^{13}$ GeV，和初始失准角为1。有趣的是，具有光谱中断的等曲率至少可以部分解释CMB数据中所见的低$\ell$与高$\ell$异常。
2017-11-17 astro-ph.CO hep-ph
Axions on a Hyperbolic Ride: Geometric Suppression of CMB Isocurvature and a Blue-Tilted Spectrum
Indiana University（印第安纳大学）
通过场空间几何抑制CMB等量曲率，生成蓝倾斜谱，使高尺度膨胀与大QCD轴子衰变常数兼容，重新开启参数空间。
2026-07-08 astro-ph.CO hep-ph
Interpreting Pulsar Timing Array data of Gravitational Waves with Ekpyrosis-Bouncing Cosmology
针对近期PTA实验观测到的SGWB信号，本文构建具体的火劫-反弹宇宙学模型，利用其强蓝倾引力波谱（$n_T \u2248 2$）解释该信号，结合观测约束分析扰动，证明模型可无病态地解释PTA结果。
2025-02-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Early structure formation from primordial density fluctuations with a blue-tilted power spectrum
虽然大尺度结构和宇宙微波背景（CMB）的观测对大于10 Mpc尺度的原始功率谱（PPS）的振幅提供了强约束，但对亚星系长度尺度的功率谱振幅的约束要少得多。我们研究了具有蓝倾PPS的宇宙模型中早期结构的形成。我们假设标准尺度不变PPS在小长度尺度下被修改为具有$m_{\rm s} > 1$的$P(k) \sim k^{m_{\rm s}}$。我们运行了一系列的宇宙学流体动力学模拟研究的形成时代和原始恒星的特征质量的PPS的倾斜的依赖。在具有$m_{\rm s} > 1$的模型中，恒星形成气体云在$z > 100$形成，此时氢分子的形成效率很低，因为强烈的CMB辐射破坏了化学中间体。如果没有有效的冷却剂，气体云在保持高温的同时会因重力而收缩。在这种“热”云中形成的原恒星通过吸积非常迅速地成长为质量极大的恒星，可能会留下质量为$z > 100$的几百个太阳质量的大质量黑洞。PPS的形状对第一代恒星的性质和形成时代有着重要的影响。未来的CMB偏振和频谱失真的实验可能会提供重要的信息的性质的第一批恒星和他们的形成时代，因此对小尺度功率谱的形状。
2015-10-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
A paradigm of warm quintessential inflation and production of relic gravity waves
我们考虑在温暖背景下的典型暴胀框架，这是由标量场能量密度耗散到相对论自由度引起的。耗散过程对背景和扰动水平的演化都有重要的影响，并使我们能够很容易地满足观测约束。我们的数值分析证实，该模型符合观测约束，即使场辐射耦合强度是弱的。在暖背景下，我们研究了暴胀过程中产生的残余重力波的后暴胀演化，其振幅受到大爆炸核合成约束。进一步研究了耦合对重力波振幅的影响，得到了模型参数之间的允许相空间。典型的暴胀机制导致了引力波背景在高频处的蓝谱。我们讨论了未来提出的任务的遗迹重力波信号的检测的前景。在未来，提高它们在高频区域的灵敏度，可能使我们能够探测在暴胀的基本框架中存在动力学区域所引起的光谱的蓝色倾斜。
2020-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Realization of blue spectrum in generalized Galileon super-inflation models
根据Galileon暴胀的思想，通过考虑作用量中的某些非正则动力学项，我们实现了一个导致蓝倾张量扰动的超暴胀阶段.我们还表明，除了伽利略长期的行动导致避免鬼不稳定性在这个设置。
2018-01-09 astro-ph.CO gr-qc
Chiral primordial blue tensor spectra from the axion-gauge couplings
我们提出了起源于轴子-规范耦合的原初引力波的新特征，其形式是由弦论中形场的降维所激发的。在我们的暴胀模型中，作为暴胀子，我们采用了两种类型的轴子，称为模型无关轴子和模型相关轴子，它们与两个符号组合不同的规范群相互耦合。由于这些形式，规范场的两个偏振模在暴胀过程中都被放大，张量模的两个偏振模都被增强。我们指出，一个原始的蓝倾斜的张量功率谱与小的手征的可能性，提供了这些轴规范耦合的组合，有趣的是，振幅和手征是潜在的未来的空间为基础的引力波干涉仪，如DECIGO和BBO项目测试。
2017-01-04 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
Early Structure Formation from Primordial Density Fluctuations with a Blue, Tilted Power Spectrum: High-Redshift Galaxies
本文通过宇宙学 $N$ 体模拟研究蓝色倾斜功率谱模型，表明增强的小尺度原初涨落可在 $z=9$ 前形成大质量团块状星系，并解释 JWST 的高红移星系丰度。
2024-01-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Imprint of inflationary gravitational waves and WIMP dark matter in pulsar timing array data
本研究探讨在“无奇迹WIMP”暗物质情景下，利用暴胀蓝移引力波解释脉冲星计时阵列信号，通过晚期熵稀释解决暗物质过度产生与宇宙学观测冲突，并拟合NANOGrav数据。
2024-02-05 astro-ph.CO hep-ph
Reconstructing inflationary potential from NANOGrav 15-year Data: A robust study using Non-Bunch Davies initial condition
本文提出一种模型无关的框架，利用非Bunch-Davies初始条件从NANOGrav 15年数据重构单场慢滚暴胀势，发现支持蓝倾张量功率谱的参数空间及势的拐点行为，并验证了EFT处方的有效性。
2024-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The quantum cosmological tilt and the origin of dark matter
一个有希望的冷暗物质候选者是由强烈的原始量子涨落形成的原始黑洞（PBH）。PBH的形成的一个必要条件是改变的倾斜的符号，从红色在大尺度到蓝色在小尺度的功率谱的异常标度不变性。功率谱倾斜对能量标度的依赖性的非微扰信息可以从测量定义de Sitter真空的量子相位的能量依赖性的量子费舍尔信息中提取。我们表明，这种非微扰量子倾斜从红色倾斜阶段，在大尺度上，到蓝色倾斜阶段在小尺度上收敛到$n_s=2$在紫外线。这允许形成质量范围为$\lesssim 10^{20} gr$的PBH。
2021-10-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves from a curvaton model with blue spectrum
本文研究了曲率模型中一阶标量扰动引起的引力波背景。我们考虑了二次类轴子曲率势，它能在小尺度上产生曲率扰动的蓝倾功率谱，并导出了现今最大数量的引力波背景。我们发现，在曲率不支配宇宙能量密度的情况下，在曲率衰变时，感生引力波背景的功率谱在与重返视界尺度对应的频率处有一个特征峰。我们还发现当宇宙曲率支配宇宙的能量密度时，引力波的数量增加。未来的空间引力波探测器或脉冲星定时观测将可以探测到这种诱导的引力波。
2013-09-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Pulsar timing array observations as possible hints for nonsingular cosmology
本文提出 Genesis-inflation 模型，既能克服暴胀宇宙学的初始奇点问题，又能解释 PTA 观测到的 SGWB 信号，并预测了未来天基实验可检验的独特谱特征。
2023-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Relic gravitational waves in the light of 7-year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe data and improved prospects for the Planck mission
威尔金森微波各向异性探测器数据的新发布改善了遗迹引力波的观测状况。7年的结果增强了现有数据中残余引力波的迹象，并改变了目前运行的普朗克卫星对残余引力波进行可靠探测的前景。我们对WMAP7数据应用了我们以前使用的相同的分析方法[W。Zhao，中国粘蝇D. Baskaran和L.P.Grishchuk，Phys.Rev.D80，083005（2009）]与WMAP 5数据。我们还用同样的方法修正了我们以前对WMAP3数据的分析。通过对WMAP连续发布的数据进行分析，可以得出这样的结论：表征残余引力波数量的四极比$R$的最大似然值增加到$R=0.264$，并且将该值与$R=0$点（没有引力波的假设）分开的间隔增加到$2σ$水平。密度扰动和引力波的原始光谱在相应的波长范围内保持蓝色，但光谱指数增加到$n_s =1.111$和$n_t=0.111$。假设我们从WMAP 7数据中发现的扰动参数的最大似然估计是参数的真实值，我们发现，即使在关于残余前景污染和仪器噪声的悲观假设下，普朗克实验检测遗迹引力波的信噪比$S/N$也增加到$S/N=4.04$。我们评论的理论框架，在成功的情况下，将被接受或断然拒绝的普朗克观测。
2010-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on the Reheating Parameters after Gauss-Bonnet Inflation from the Primordial Gravitational Waves
研究了高斯-邦纳项对暴胀引力波能谱的影响。根据暴胀模型对张量功率谱的预测，将暴胀模型分为红倾（$n_T<0$）和蓝倾（$n_T>0$）两类，并分别计算了每类暴胀模型的引力波能谱。我们发现，引力波谱增强依赖于模型参数，如果预测的暴胀张量谱有一个蓝色的倾斜，而它们被抑制的光谱有一个红色的倾斜。此外，我们还利用引力波谱分析了再加热参数，包括温度、状态方程参数和$e$折叠数。我们的结果意味着，高斯-邦纳项起着重要的作用，不仅在通货膨胀，而且在再加热过程中，无论是瞬时的或持续一定数量的$e$折叠，直到它热化，并最终完成。
2018-11-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Revisiting slow-roll dynamics and the tensor tilt in general single-field inflation
我们探讨了Horndeski理论中势能驱动的慢卷暴胀产生蓝倾引力波谱的可能性。在Kamada等人（2012）中，他们声称在Horndeski框架内，蓝色引力波谱不能从稳定势驱动的慢卷暴胀中获得。然而，已有的研究表明，在具有Gauss-Bonnet项的暴胀过程中，当势项占主导地位且满足慢滚条件和稳定性条件时，原初引力波的谱可以是蓝色的。为了填补这一空白，我们澄清了差异来自哪里。我们扩展了Kamada et al.（2012）的公式，并证明了如果放松先前施加在拉格朗日函数中的自由函数形式上的一些条件，蓝色引力波谱肯定可以从稳定的慢卷暴胀中产生。
2020-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stochastic gravitational-wave background in quantum gravity
在所有的宇宙学量子引力或量子引力启发的场景中，只有很少的一部分预测了蓝倾斜的原始张量谱。我们探索其中的五个，并检查它们是否可以产生一个随机的引力波背景检测到现在和未来的干涉仪：非本地量子引力，弦气体宇宙学，新的ekpyrotic方案，Brandenberger-Ho非对易通货膨胀和多分数时空。我们证明了非定域量子引力是不可观测的，而其他模型都能达到DECIGO的应变灵敏度，而不是LIGO-Virgo-KAGRA，LISA或爱因斯坦望远镜的应变灵敏度。其他具有红色倾斜光谱的量子引力模型（大多数圈量子宇宙学）或具有非常微小的量子修正的量子引力模型（惠勒-德威特量子宇宙学）被发现是不可检测的。
2021-03-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dynamically generated tilt of isocurvature fluctuations
University of Minnesota（明尼苏达大学）；Institut de Física d’Altes Energies (IFAE)（高等物理能源研究所）；The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那科学技术学院）
研究光标量场在暴胀期间的等曲率涨落，通过分析其质量与暴胀哈勃尺度关系及标量场势的影响，得出满足特定条件可产生蓝倾斜等曲率谱，还能预测遗迹丰度，计算了四次暗物质质量与自耦合关系。
2026-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Curing inflationary degeneracies using reheating predictions and relic gravitational waves
众所周知，暴胀情景在其对CMB观测量的预测中经常显示出不同的简并集。这些简并通常是因为多个暴胀模型预测的标量谱指数$n_{_S}$和张量-标量比$r$的值相似，或者是因为在同一个模型中，$\lbrace n_{_S}, r \rbrace$的值对某些模型参数不敏感，使得单独的CMB观测难以构成暴胀宇宙学的独特探测。我们证明，考虑到通货膨胀后的再加热参数，如再加热$N_{_{\rm re}}$的持续时间，其温度$T_{_{\rm re}}$，特别是其状态方程（EOS），$w_{_{\rm re}}$的约束，它是可能的，以打破这种退化在某些类的通货膨胀模型中，相同的值$\lbrace n_{_S}, r \rbrace$可以对应于不同的再加热$w_{_{\rm re}}$。特别是，我们展示了如何再加热约束可以打破通货膨胀退化的T-模型和E-模型$α$吸引子。还研究了非正则暴胀。残余引力波（GW）谱为我们提供了另一种打破暴胀简并的工具。这是因为GW光谱对宇宙的后暴胀状态方程很敏感。实际上，在再加热$(w_{_{\rm re}} > 1/3)$期间，刚性EOS引起光谱指数$n_{_{\rm GW}} = \frac{d\log{Ω_{_{\rm GW}}}}{d\log{k}} > 0$中的小尺度蓝色倾斜，而软EOS $(w_{_{\rm re}} < 1/3)$导致红色倾斜。因此，遗迹G…
2021-05-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Relic gravitational waves from Quintessential Inflation
我们在经典暴胀的范式下研究了残余引力波。在这一框架下，无论基础模型如何，通货膨胀之后都是动力机制。此后，在加速开始之前，场能量密度保持次主导。我们进行了模型无关的分析，以获得膨胀结束时的温度和估计的哈勃参数的上限，以规避由于遗迹引力波的问题。在这个过程中，我们使用普朗克2015年的数据来限制通货膨胀阶段。我们证明，所需的温度可以产生的机制，即时预热。该方案的一般特征包括在暴胀后存在动力学机制，这导致在高频下出现蓝色的引力波背景谱。讨论了在先进的LIGO和LISA空间引力波探测任务中探测遗迹引力波背景的前景。最后，我们考虑一个具体的模型，实现典型的通货膨胀的范例，并表明，通货膨胀以及后通货膨胀的演变可以成功地描述的暴胀子潜力，$V(ϕ) \propto Exp(-λϕ^n/\Mpl^n)(n>1)$，通过适当的约束模型的参数。
2017-08-24 astro-ph.CO gr-qc
Quantum corrected power spectra of massless minimally coupled scalars during inflation: Effects of Yukawa coupling versus quartic self-interaction
在第一部分中，我们考虑了一个无质量的最小耦合标量，它是汤川耦合到一个无质量的狄拉克费米子在一个局部de Sitter背景的膨胀时空。我们计算了标量的量子修正模函数、功率谱、谱指数以及谱指数在单圈阶下的运行。我们发现，光谱是轻微的蓝倾斜，因此，波动的幅度略有增长，朝着更小的尺度。然后，在第二部分中，我们将第一部分中的计算方法应用于相同背景下具有四次自相互作用的无质量最小耦合标量，得到了单圈阶下相关量的精确解析表达式。与汤川标量相反，在这种情况下，光谱稍微红倾斜;因此，波动的幅度朝着更大的尺度稍微增长。
2015-10-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraints on the cosmological parameters from BICEP2, Planck and WMAP
本文利用Planck在2013年发布的宇宙河外偏振背景成像（B2）（P13）和Wilkinson微波各向异性探测器9年偏振（WP）数据，对宇宙学参数，特别是张量功率谱的倾斜进行了约束。我们发现，如果把B2的观测数据完全看作是遗迹引力波，那么在大于$3σ$的置信水平下，倾向于蓝色倾斜的张量功率谱，而当考虑到极化尘埃时，尺度不变的张量功率谱与观测数据是一致的.最近的普朗克353 GHz HFI尘埃极化数据意味着B2数据与没有引力波信号完全一致。
2014-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Warm Dark Matter meets Cold Dark Matter Isocurvature
本文提出蓝倾斜冷暗物质等曲率扰动可放宽暖暗物质质量下限至600 eV，并通过N体模拟评估其对小尺度结构的影响。
2025-08-05 astro-ph.CO
Constraining primordial vector mode from B-mode polarization
宇宙微波背景（CMB）的B模偏振谱不仅是原始张量模的确凿证据，而且也是原始矢量模的确凿证据。如果在早期宇宙中存在非零的矢量模度规扰动，它们被认为是由自由流粒子（如中微子）的各向异性应力涨落支持的，并在CMB温度、E模和B模偏振各向异性上产生特征信号。我们把约束的原始矢量模式的特性，其特征在于矢量标量比$r_{v}$和矢量剪切功率谱的谱指数$n_{v}$，从{ \it普朗克}和BICEP 2 B模式数据。我们发现，尺度不变的初始光谱，$Λ$ CDM模型包括矢量模式比包括张量模式的模型更好地拟合数据。矢量和张量模型之间的$χ^{2}$差异为$Δχ^{2} = 3.294$，因为在大尺度上，矢量模式产生的温度波动比张量模式小，这是数据的首选。相比之下，如果我们允许一个显着的蓝色倾斜光谱，张量模式可以同样很好地拟合数据集。我们发现，最佳拟合张量模式有一个大的蓝色倾斜，并导致一个模糊的再电离颠簸较大的角尺度。目前的数据集支持的轻微红色倾斜的矢量模式也可以在宇宙复合中产生${\cal O}(10^{-22})$ -高斯磁场。我们的限制应该激励研究，考虑涉及矢量模式的早期宇宙模型。
2014-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Towards a reliable calculation of relic radiation from primordial gravitational waves
暴胀引力波在早期宇宙中表现为额外的辐射，可以通过进一步的修正来增加相对论性物质的有效数量（$N_{\rm eff}$），该修正取决于所有尺度上引力波的积分能量密度。这种效应通常被用来限制（蓝色倾斜）暴胀模型，因为大爆炸核合成产生了边界。在本文中，我们重新计算这一贡献，讨论一些国家的最先进的分析警告。通过一个参数的调查，我们首先表明，计算是由紫外线频率的积分，因此由对应于模式的尺度上的张量谱的行为，穿过视界非常接近年底的通货膨胀，当慢滚动力学故障和生产的引力波成为强烈的模型依赖。受这些结果的启发，我们实现了一个理论上的蒙特卡罗，并在通货膨胀的有效场论的框架内工作，我们调查了一个非常广泛的一类模型的可观察到的预测。对于每一个模型，我们解决了一个系统的耦合微分方程的解决方案完全指定的频谱的演变结束的通货膨胀。我们证明了计算的$ΔN_{\rm eff}^{\rm GW}$是显着的模型依赖性，因此得出结论，准确的分析，需要推断可靠的信息暴胀宇宙。
2023-02-08 astro-ph.CO
Distribution of primordial black holes and 21cm signature
研究表明，由具有中等倾斜功率谱的原始密度扰动产生的原始黑洞数服从对数正态分布，而当功率谱为陡蓝色时，原始黑洞数服从泊松分布. PBH数的对数正态和泊松涨落表现为等曲率模式，并以与泊松情形不同的方式影响物质功率谱和晕质量函数。未来的21厘米观测可能会在宽质量范围内对PBH部分施加比当前更强的约束，$10^{-5}M_\odot$ - $10M_\odot$。
2018-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Power Spectrum in the Chaotic Regime of Axionic Blue Isocurvature Perturbations
本文研究轴子蓝色等曲率扰动的混沌共振区域，给出动能密度高于 PQ 破缺标度四次方时的两类解析功率谱公式，并用扰动与背景方程的对偶对称性解释参数到振幅映射的混沌性。
2023-09-29 astro-ph.CO hep-ph
Constant roll and primordial black holes
已知常滚参数$β\equiv \frac{\ddotϕ}{H\dotϕ}={\rm const.}$为小正值的常滚暴胀产生与当前观测约束相容的略微红倾的曲率功率谱。在这项工作中，我们揭示了恒滚通货膨胀与负$β$和调查如何一个阶段的恒滚通货膨胀可能实现增长的原始曲率功率谱产生一个峰值频谱的原始黑洞丰度。我们首先回顾了在参数$-\frac32<β<0$范围内的恒滚模型的行为，它允许一个恒滚吸引子阶段产生一个蓝色倾斜的曲率功率谱而没有超视界增长。作为一个具体的实现，我们考虑一个潜在的两个慢滚阶段，由恒滚阶段，在某种程度上，满足当前的约束功率谱和原始黑洞丰度。该模型可以产生原始黑洞作为所有的暗物质，LIGO-Virgo事件，或OGLE微透镜事件。由于恒定滚转势允许的不同标量倾斜范围，这种构造特别稳健，并且可通过未来的观测进行检验。
2020-04-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Flat Energy Spectrum of Primordial Gravitational Waves vs Peaks and the NANOGrav 2023 Observation
本文提出若干引力与粒子物理模型，通过蓝倾斜谱结合低再加热温度产生原初引力波能量谱，解释 NANOGrav 2023 观测，其中 Higgs-axion 模型预测的峰值谱可被 NANOGrav 和 LISA 探测。
2023-07-30 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Waves from Stochastic Scalar Fluctuations
本文提出暴胀期轻旁观者标量场的随机效应可产生蓝倾斜功率谱，在小尺度诱导大曲率扰动并生成可被未来探测器观测的随机引力波背景，同时保持大尺度扰动与观测一致。
2023-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Secondary Gravitational Waves in Non-local Starobinsky inflation
本文研究无限阶导数引力修正对早期宇宙引力波背景的影响，发现非局域 Starobinsky 暴涨中无限复质量态会增强标量扰动功率谱，并预言可通过未来干涉仪探测非传统蓝倾斜引力波谱来检验该理论。
2024-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing the primordial universe with gravitational waves detectors
太初引力波（GW）的频谱，特别是它的倾斜度$n_T$，携带着有关太初宇宙的重要信息。结合最近的aLIGO和Planck 2015 + BK 14数据，我们发现电流极限是$n_T=0.016^{+0.614}_{-0.989}$在95% C. L。我们还估计了爱因斯坦望远镜和LISA对约束$n_T$的影响。此外，基于宇宙学扰动的有效场论，我们还尝试用相应的观测数据对产生蓝倾GWs谱（$n_T>0$）的一些早期宇宙模型进行了讨论。
2017-01-04 astro-ph.CO gr-qc
Stochastic Gravitational Waves from Modulated Reheating
University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）；Helsinki Institute of Physics（赫尔辛基物理研究所）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）
研究通过模ulated重加热机制，由观察者场产生的adiabatic曲率扰动诱导出随机引力波，探讨其在小尺度下的主导谱特性及可检测性。
2026-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Is there an effect of a nontrivial $c_T$ during inflation?
最近，我们发现在暴胀过程中，原初引力波（GW）的传播速度$c_T$可能发生非平凡的变化，这可能导致原初GW的功率谱出现局域振荡.在本文中，我们用数值方法证实，虽然非平凡的$c_T$可以用非形式的度量重新定义为单位，但在具有$c_T=1$的框架中的功率谱与原始非形式框架中的功率谱完全相同，即，功率谱中的振荡形状仍然被保留，因为这里$c_T$的效应实际上被编码在非平凡变化的哈勃参数中。此外，我们还阐明了如何获得一个蓝倾斜的GWs光谱，通过施加一个迅速减少的$c_T$在通货膨胀。
2016-03-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Intermittent null energy condition violations during inflation and primordial gravitational waves
原始零能条件（NEC）破坏会在引力波背景（GWB）上留下蓝倾斜的光谱。然而，它对GWB的影响可能比预期的要丰富得多。我们提出了一个方案，在一个慢卷（NEC保持）膨胀与哈勃参数$H\simeq H_{inf1}$，宇宙经历了一个NEC违反期间，然后进入后续的慢卷膨胀与更高的$H$（$=H_{inf2}\gg H_{inf1}$）。由此产生的原始引力波频谱在宇宙微波背景波段几乎是平坦的，在频率$f\sim 1/{\rm yr}$也是如此，但振幅更高（与最近的NANOGrav结果一致）。对于多阶段暴胀，如果NEC违规间歇发生，我们可能会在相应的频带上看到一个类似长城的随机GWB谱。
2021-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Searching for blue in the dark
本文研究原初功率谱小尺度蓝色倾斜对21厘米功率谱的影响，并预测地基与月基仪器探测能力，表明月背仪器能以更高精度探测更浅斜率，为检验暴胀模型提供新途径。
2025-03-13 astro-ph.CO
Composite Dissipation in Warm Inflation: Implications for the Primordial Power Spectrum
本研究探讨含复合耗散系数的四次势暖暴涨模型，其两阶段动力学分别产生符合CMB观测的红倾谱和促原初黑洞形成的蓝倾谱，还分析参数影响并验证与相关猜想的一致性，为调和大尺度CMB与小尺度结构形成提供可能。
2025-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Waves-Tomography of Low-Scale-Leptogenesis
尽管长寿命标量场（$Φ$）具有很大的真空期望值$v_Φ$，但它与右手中微子（$N_{Ri}$）的耦合很弱，在低尺度轻子生成（LSL）机制中产生的右手中微子质量（$M_i$）很小。在这种情况下，由$M_i$共享的相关性和由$Φ$驱动的非标准宇宙历史的持续时间提供了一个极好的机会来研究原始引力波（GW）上的LSL签名。我们发现它很吸引人，特别是对于引力波，它起源于暴胀的蓝倾斜张量功率谱，并通过非标准的宇宙时代传播。根据$M_i$，广义上讲，这种情况有两个重要的后果。首先，如果LSL在起作用，具有相当大的蓝色倾斜的GWs并不与大爆炸核合成（BBN）相矛盾，即使是对具有非常高尺度再加热的后暴胀模型也是如此。其次，它开辟了一种可能性，通过一个低频和一个互补的高频率测量的GW光谱形状，这通常是双峰探测LSL。对于一个案例研究，我们认为最近的结果GWs从脉冲星定时阵列（PTAs）作为一个“测量”在低频率和预测的签名LSL机制在较高的频率。
2022-11-17 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Black Holes in the Excursion Set Theory
我们研究原生黑洞（PBHs）的形成在游览集理论（EST）在巨大的PBHs质量范围内，并没有确认其丰度的限制。在这项工作中，我们引入了一个新的概念，第一次接触的背景下，EST PBH的形成。这个新的框架考虑了较小质量的早期视界再入。我们的研究表明，在EST中，有可能产生不同质量范围的PBH，并具有增强的功率谱，这可能构成所有的暗物质。我们还表明，在一个广泛的蓝色倾斜的功率谱，PBH的生产是由较小的质量为主。我们的分析把上限$\sim\,$ 0.1的曲率功率谱的振幅在长度尺度相关的PBH的形成。
2021-05-22 astro-ph.CO hep-ph
Magnetogenesis from Sawtooth Coupling: Gravitational Wave Probe of Reheating
研究再加热期间Sawtooth型耦合产生原初磁场及其诱发的次级引力波，揭示状态方程对蓝倾、折断幂律谱的影响，并提出用LISA等探测器探测再加热。
2025-08-29 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Gravitational Waves Assisted by Cosmological Scalar Perturbations
本文提出通过探测二阶张量扰动信号来寻找原初引力波的新方法，该扰动源于早期宇宙中线性张量与标量扰动的非线性耦合，并建议利用 Einstein Telescope 和 LISA 网络高精度测量蓝倾斜的张标比。
2023-08-22 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Gravitational Waves Predictions for GW170817-compatible Einstein-Gauss-Bonnet Theory
本文详细计算了与GW 170817相容的Einstein-Gauss-Bonnet理论对原初引力波能谱的影响。光谱受两个特征的影响，由GW 170817兼容的爱因斯坦-高斯-博内理论和张量谱指数和张量标量比引起的总放大/阻尼因子。我们将给出研究从辐射时代到暗能量时代所有红移的GW 170817兼容Einstein-Gauss-Bonnet理论的暴胀动力学和暴胀后动力学的形式。我们通过使用两个特征模型来验证我们的形式主义，这两个模型产生了可行的暴胀和暗能量时代。正如我们所证明的，值得注意的是，整体的阻尼/放大因子是一个数量级，因此GW 170817兼容的Einstein-Gauss-Bonnet模型影响的原始引力波能谱只通过其张量谱指数和张量标量比。这两个模型都有一个蓝色的倾斜张量谱，因此，预测的原始重力波的能谱可以被大多数未来的引力波实验检测到，对于各种再加热温度。
2022-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum gravity and gravitational-wave astronomy
本文综述了与引力波有关的量子引力现象学的现状。这个问题可以从两个方向来研究，一个是模型依赖的，另一个是模型无关的。在第一种情况下，我们介绍了一些最突出的宇宙学模型嵌入在理论的量子引力，而在第二种情况下，我们指出某些共同的特点，发现在量子引力。三个宇宙学GW观测值可以受到微扰以及非微扰量子引力效应的影响：随机GW背景，GW的传播速度和GW源的光度距离。虽然许多量子引力模型并没有产生任何可观测的信号，但有些模型预测了一个蓝色倾斜的随机背景或一个修改的光度距离，两者都可以被未来的GW干涉仪探测到。我们的结论是，这是困难的，但仍然有可能，测试量子引力与GW的观测。
2021-10-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
