A Cosmological Signature of the Standard Model Higgs Vacuum Instability: Primordial Black Holes as Dark Matter
对于当前的希格斯粒子和顶质量的中心值,标准模型希格斯粒子势在$10^{11}$ GeV量级上产生了不稳定性。我们表明,这种不稳定性的宇宙学签名可能是暗物质的形式原始黑洞种子希格斯波动在通货膨胀。暗物质的存在可能不需要超越标准模型的物理学。
2018-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Toward Cosmological Standard Timers in Primordial Black Hole Binaries
本研究提出原初黑洞双星可作为宇宙学标准计时器,通过其引力波获取轨道参数概率分布,结合动力学演化提取红移-时间校准以约束宇宙学模型,并建立了标准计时器的一般形式体系。
2023-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Imprints of Spinning Particles on Primordial Cosmological Perturbations
如果在暴胀过程中存在比哈勃速率轻的更高自旋的粒子,它们可能会在标量和引力子涨落的散射子上留下明显的统计各向异性印记。我们使用dS/CFT $_3$对应和算子乘积展开技术来构造这样的签名。特别是,我们得到的情况下,部分无质量的高自旋状态的通用结果。
2018-02-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Implication of the Hubble tension for the primordial Universe in light of recent cosmological data
在哈勃张力的预复合分辨率中,例如早期暗能量,复合前的新物理改变了相关宇宙学参数的值,使得模型可以像$Λ$ CDM一样与宇宙微波背景和重子声学振荡观测相拟合。本文通过对Planck 2018 +BAO+Pantheon+R19+Keck Array/BICEP数据集进行蒙特卡罗马尔可夫链分析,阐明了参数漂移与$δH_0$的关系,特别是发现原始标量谱指数尺度的漂移为${δn_s}\simeq 0.4{δH_0\over H_0}$。我们的结果的一个新的观点是,如果目前的$H_0$本地测量是正确的,哈勃张力的完整分辨率似乎指向一个标度不变的哈里森-Zeldovich频谱,即$n_s= 1$为$H_0\sim 73$ km/s/Mpc。
2021-09-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The cosmological vector modes from a monochromatic primordial power spectrum
高阶矢量模的宇宙学背景可以由一阶标量微扰产生。系统地研究了二阶和三阶矢量模。给出了两个点函数$\langle V^{(n),λ}V^{(n),λ'} \rangle$ $\left(n=2,3\right)$的显式表达式和相应的功率谱。在单色原始功率谱的情况下,不存在二阶矢量模。然而,三阶矢量模可以由单色原始功率谱产生。发现由二阶标量微扰产生的三阶矢量模支配着两点函数$\langle V^{(3),λ}V^{(3),λ'} \rangle$和相应的功率谱。
2022-07-04 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic Information, the Cosmological Constant and the Amplitude of primordial perturbations
引力的一个独特特征是它能够控制任何特定观察者可以获得的信息。我们对宇宙中永恒的观察者的宇宙信息(Cosmin)的概念进行了量化。要求CosMin的有限性需要宇宙有一个晚期加速膨胀。将Cosmin的引入与时空量子结构的一般特征相结合(例如,全息原理),我们提出了一个宇宙学的整体模型。我们表明,(i)的宇宙学常数的数值,以及(ii)的原始,标度不变,微扰谱的振幅可以确定在一个单一的自由参数,它指定的能量尺度,在该尺度下,宇宙的过渡,从一个前几何阶段的经典阶段。对于一个特定的参数值,我们得到正确的结果(i)和(ii)。这种形式主义也表明,时空的量子引力信息内容可以用精确的宇宙学来检验。
2017-03-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Impact of generalized holonomy corrections on the cosmological primordial power spectra
本文在确保变形约束代数闭合的条件下,自洽研究了广义和乐修正对微扰传播的影响,计算了原初功率谱,证明圈量子宇宙学的主要已知结果对修正细节具有稳健性。
2023-06-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Minimal Explanation of the Primordial Cosmological Perturbations
我们概述了宇宙学中原始密度扰动的新解释。零维场是粒子物理学标准模型的最小补充:如果希格斯偶线是突现的,它们会在不引入任何新粒子的情况下抵消真空能量和两个外尔反常。此外,这种抵消解释了为什么有三代基本粒子,包括RH中微子。我们展示了零维场的量子零点涨落如何产生尺度不变的高斯绝热密度扰动。我们用标准模型耦合计算了原始扰动的振幅,得到了与大尺度观测一致的结果。在两个关键的理论假设下,我们计算的振幅和倾斜度都与观测值一致,没有自由参数。
2023-02-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial cosmic fluctuations for variable gravity
原始宇宙涨落的可观测性不需要几何视界$H^{-1}$,它被涨落的波长暂时超过。即使所有相关波长都保持小于$H^{-1}$,原始信息也可以被保护以防止随后的热冲刷。这是证明制定方程的形式,这是明显不变的共形场变换下的度规的宇宙波动。除了场方程之外,这也适用于关联函数的定义方程,如量子有效作用量的二阶函数导数的逆所表示的。一个可观测的几乎尺度不变的光谱不需要一个扩展的几何。对于可变的普朗克质量,它甚至可以出现在平坦的闵可夫斯基空间中。
2015-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological parameter estimation with free-form primordial power spectrum
利用CMB或大尺度结构数据对宇宙学主要参数进行约束时,通常基于原初功率谱(PPS)的幂律假设。然而,在缺乏早期宇宙的首选模型的情况下,这引起了一个担忧,即目前的宇宙学参数估计受到PPS假设的幂律形式的强烈影响。在本文中,我们第一次进行宇宙学参数估计允许的原始谱的自由形式。事实上,这是在不假设原始谱的任何特定形式的情况下估计宇宙学参数的最一般的方法。我们使用最近修改的Richardson-Lucy算法直接重建宇宙学参数空间中任何点的PPS,然而其他替代重建方法也可以用于此目的。我们使用WMAP的9年观测数据,在考虑CMB透镜效应的情况下,第一次在不假设任何特殊的原始谱形式的情况下,用超过4σ的置信限排除了没有宇宙学常数的平坦宇宙.这可能是仅使用CMB数据对暗能量最有力的指示。我们对宇宙学参数估计的结果表明,较高的重子和物质密度值和较低的哈勃参数值(与假设幂律PPS的估计值相比)是首选的数据。然而,在1σ置信水平下,PPS自由形式下的宇宙学参数估计值与PPS幂律形式下的宇宙学参数估计值有重叠。
2013-08-13 astro-ph.CO gr-qc
Improved cosmological fits with quantized primordial power spectra
我们观测研究宇宙模型的基础上原始功率谱与量子化波矢。引入具有$k_0=3.225\times10^{-4}\mathrm{Mpc}^{-1}$和间距$Δk = 2.257 \times 10^{-4} \mathrm{Mpc}^{-1}$的线性量化功率谱比具有$Δχ^2 = -8.55$的一致性基线更好地拟合普朗克2018年的观测。推广了Lasenby等人的结果,我们证明了在包含暗物质和宇宙学常数的宇宙中,扰动在未来共形边界之外保持有限的要求导致了线性量子化的原始功率谱。结果发现,这种未来的共形边界量子化宇宙学的红外截止不提供与观测相容的宇宙微波背景功率谱,但未来的理论可能预测更多的观测一致的量子化谱。
2022-04-20 astro-ph.CO gr-qc
Threshold for primordial black holes: Dependence on the shape of the cosmological perturbations
原始黑洞可能是在早期宇宙的辐射时代,由于度规的足够大的振幅扰动的坍缩而形成的。这些对应于非线性的能量密度扰动,其特征是当扰动重新进入宇宙视界时测量到的振幅大于某个阈值。本文在球对称条件下,利用长波长极限下的梯度展开近似,研究了原始黑洞的形成过程。在长波长极限下,压力梯度很小,初始扰动仅是与时间无关的曲率分布的函数。在这种制度下,有可能理解的原始黑洞形成的阈值如何依赖于初始能量密度分布的形状,澄清扰动振幅的本地和平均测量之间的关系。虽然对于原初黑洞的形成没有一个通用的阈值,但扰动的平均质量过剩取决于能量密度峰值的幅度,并且可以用这两个关键量中的一个来制定一个定义明确的标准,以确定何时宇宙学扰动能够形成黑洞。这让我们了解了原始黑洞的丰度如何取决于宇宙学扰动的暴胀功率谱的形状。
2020-01-03 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Flow of Primordial Correlators
提出基于追踪等时关联函数时间演化的完整方法,可系统计算任意含时相互作用理论中的树级暴胀关联函数,为无偏倚解释宇宙学观测生成理论数据。
2024-09-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum-to-classical transition of primordial cosmological perturbations in de Broglie-Bohm quantum theory: the bouncing scenario
在以前的工作中,我们已经展示了一个明确的描述量子到经典跃迁的宇宙学量子涨落的暴胀方案中使用的德布罗意-玻姆量子理论。这些波动被认为是小的不均匀性的种子,其然后负责形成大尺度结构。在这项工作中,我们表明,使用德布罗意-玻姆理论,它也可以描述的原始扰动发生在一个弹跳阶段,即使后者是由量子效应,由于量子化的背景几何的量子化。
2013-10-16 gr-qc hep-th
Constraint on the Mass of Primordial Black Holes from the Value of the Cosmological Constant
最近有人提出,宇宙学常数是一个新的物理变量,它的变化与黑洞产生的辐射有关。利用这一考虑,并通过将原始黑洞模拟为史瓦西-德西特黑洞,我们限制了到目前为止蒸发的原始黑洞的总质量,估计为1.624 × 10^24太阳质量。
2009-06-24 gr-qc
The Cosmological Flow: A Systematic Approach to Primordial Correlators
本文提出自动化求解普适时间微分方程的宇宙学流框架,以从第一性原理精确计算多自由度、任意质量与含时相互作用理论中的树级原初关联子,并揭示宇宙学对撞机信号及软极限探测价值。
2023-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black hole dark matter in dilaton-extended two-field Starobinsky inflation
我们研究了Starobinsky的二次膨胀$f(R)$模型的双场扩展中原初黑洞的产生及其对目前观测到的暗物质的贡献。该模型具有多场放大机制,导致在负责生产原始黑洞的小波长处的暴胀功率谱中产生尖锐的峰值。这种机制与单场模型有很大不同,需要在暴胀动力学的中间阶段进行随机处理。我们发现,该模型导致了一个成功的阶段,有效的单场Starobinsky膨胀的波长探测的宇宙微波背景辐射和解释所观察到的冷暗物质内容在宇宙中形成的原始黑洞。
2021-03-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
New cosmological constraints on primordial black holes
我们更新了进入质量范围为10^9- 10^17 g的原始黑洞的宇宙分数的约束条件,这些约束条件与它们的蒸发对大爆炸核合成和河外光子背景的影响有关。我们包括第一次所有的影响夸克和胶子发射的黑洞对这些约束和帐户的最新观测发展。然后,我们讨论了在这个质量范围内的其他限制,并表明这些限制比核合成和光子背景限制弱,除了一个小范围10^13- 10^14 g,在那里宇宙微波背景各向异性的阻尼占主导地位。最后,我们回顾了非蒸发原始黑洞的引力和天体物理效应,更新了在更宽的质量范围1- 10 ^50 g内的约束。
2010-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Anthropic Distribution for Cosmological Constant and Primordial Density Perturbations
人择原理已被提出来解释观测到的宇宙学常数值。在这里,我们重新审视这一建议,允许宇宙之间的尺度不变的原始宇宙学密度扰动的振幅的变化。我们从玩具暴胀模型中推导出这个振幅的先验概率分布,其中暴胀子势的参数平滑地分布在可能的宇宙中。我们发现,对于这样的概率分布,我们生活在一个典型的,人类允许的宇宙中的可能性通常是相当小的。
2004-09-29 astro-ph gr-qc hep-th
An exact model for evaporating primordial black holes in cosmological space-time
质量范围为$10^{17} - 10^{23}~{\rm gm}$的原生黑洞(PBH)被认为是可能的暗物质候选者,因为它们不受大爆炸核合成的约束,并且表现得像冷的暗物质。如果PBH确实是暗物质,它们就不能被当作渐近平坦时空中的孤立物体。此外,与恒星质量的黑洞相比,霍金粒子从黑洞辐射出去的速度要快得多。在这项工作中,我们得到了一个精确的时间依赖的解决方案,模型蒸发黑洞在宇宙学背景。结果表明,该解考虑了黑洞的三个方面--由霍金辐射引起的质量损失、被质量分布包围的黑洞和宇宙学背景。此外,我们的模型预测,PBH的衰变发生更快的质量较大,但是,\emph{the decay rate reduces for lower mass}。最后,我们讨论了PBH作为暗物质的理论约束的影响。
2022-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Standard Timers from Unstable Primordial Relics
本文提出利用不稳定原始遗迹作为标准计时器追踪宇宙演化,以原始黑洞气泡为例,通过霍金辐射反问题分析质量函数,实现红移-时间关系的校准。
2023-09-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Generation of primordial cosmological density inhomogeneities with scale invariant power spectrum during the standard radiation dominated expansion of the universe
宇宙等离子体中存在的原始密度不均匀性在退耦瞬间的最显著特征是它们在宇宙学上大的同动波长的模范围$k \ll H_{eq}$上的标度不变功率谱${\cal P}(k) \sim k$。我们在实空间中,在他们的关联函数在两个点的特点。我们发现,在宇宙学上大的共同运动距离$r \gg H^{-1}_{eq}$的原始不均匀性(反)相关的$f(r) \sim - r^{-4}$。根据这一观察,我们重新审视了标准宇宙学中所谓的{ \it结构起源问题}。我们的结论与目前对这一问题的看法相矛盾。
2008-10-23 astro-ph gr-qc hep-th
Cosmic Polarization Rotation, Cosmological Models, and the Detectability of Primordial Gravitational Waves
宇宙微波背景偏振观测对宇宙学模型的许多方面进行了检验。在各种宇宙学模型中,有效的赝标量-光子相互作用会导致传播的电磁波线偏振随宇宙学距离的旋转。CMB偏振观测是对这些模型的极好检验,并有可能发现新的基础物理。赝标-光子相互作用正比于赝标场的梯度。从唯象的观点来看,这个梯度可以是中微子数的不对称性,也可以是其他密度流,或者是一个常数矢量。在这些情况下,洛伦兹不变性或CPT可能被有效地违反。在本文中,我们回顾了这些结果,并预计更精确的观测可以告诉我们的基础物理,通货膨胀等更好的准确性,预计在CMB偏振观测普朗克任务将于今年推出。专门的CMB偏振观测器,如B-Pol任务,CMBpol任务和LiteBIRD任务,将在未来更深入地探讨这一基本问题。有了这些灵敏度,有效赝标光子相互作用产生的宇宙极化旋转、原始和大尺度磁场产生的法拉第极化旋转以及张量模效应将有机会被探测和区分。减去的张量模效应可能是由于原始的引力波。我们讨论了直接探测这些原始引力波使用空间GW探测器。
2009-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Transformation of Primordial Cosmological Perturbations Under the General Extended Disformal Transformation
原始的宇宙学扰动是暴胀和随后的动力学过程所培育的种子,最终导致了现在的宇宙。本文研究了规范不变标量和张量扰动在广义非形式变换$g_{μν} \rightarrow A(X,Y,Z)g_{μν} + Φ_μΦ_ν$下的行为,其中$X \equiv -\tfrac{1}{2}ϕ^{;μ}ϕ_{;μ}, Y \equiv ϕ^{;μ}X_{;μ}, Z \equiv X^{;μ}X_{;μ} $和$Φ_μ\equiv Cϕ_{;μ} + DX_{;μ}$,$C$和$D$是$(ϕ,X,Y,Z)$的一般泛函.我们发现在这种变换下,张量扰动是不变的。另一方面,标量曲率扰动只接受了保形项的修正;它至少在线性阶以下与非形式项无关。在完整的Horndeski理论的框架内,校正项变成线性依赖于规范不变的同动密度扰动及其一阶时间导数。在超视界极限,所有这些修正项消失,只剩下原来的标量曲率扰动。换句话说,在完全Horndeski理论的背景下,它在超视界极限的一般扩展非形式变换下是不变的。我们的工作包括一系列关于原始宇宙学扰动的变换或不变性的研究,在我们的一般扩展非形式变换下推广了他们的结果。
2021-08-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Gaussianities in the Cosmological Perturbation Spectrum due to Primordial Anisotropy
我们研究了在各向同性化后离开视界的高动量模的曲率扰动的两点和三点关联函数中的暴胀前各向异性相的可能特征。在这个动量区域中,早期的动力学可以用WKB描述,晚期的动力学可以用非Bunch Davies真空态来描述,该真空态编码了背景时空中的初始各向异性信息。我们计算了正则单场作用量中曲率扰动的双谱。我们发现,在后期的双谱,在任何情况下,是增强的扁平三角形配置以及压缩三角形配置,并计算相应的$f_{NL}$参数。$f_{NL}$参数的角度依赖性和特定的动量依赖性在早期表现为背景各向异性的显著特征。
2012-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological constraints on small-scale primordial non-Gaussianity
本文通过结合PTA、CMB、BAO、PBH丰度数据及LISA信噪比分析,约束小尺度原初功率谱与局域型非高斯性参数空间,发现单色谱产生的SIGW更可能主导PTA观测,并给出f_NL约束为-10.0至1.2。
2025-08-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Hole formation from overlapping cosmological fluctuations
本研究探讨辐射主导宇宙中交叠超视界曲率涨落形成原初黑洞的机制,发现涨落交叠可降低PBH形成阈值,验证了已有解析估计的适用性,并指出曲率剖面对最终PBH质量有显著影响。
2024-02-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum-to-classical transition of primordial cosmological perturbations in de Broglie--Bohm quantum theory
人们普遍认为,通过引力不稳定性产生宇宙中所有结构的经典小不均匀性起源于原始量子宇宙学涨落。然而,这种从量子涨落到经典涨落的转变受到重要概念问题的困扰,其中大多数与标准量子理论在整个宇宙中的应用有关。在本文中,我们将展示如何在德布罗意-玻姆量子理论的框架下,很容易地克服这些问题。这个理论是标准量子理论的替代方案,它提供了对物理现实的客观描述,在那里,相当模糊的测量或观察者概念不起根本作用,因此可以应用于整个宇宙。此外,它允许一个简单和明确的表征的经典极限。
2012-04-05 gr-qc hep-th
Matching WMAP 3-yrs results with the Cosmological Slingshot Primordial Spectrum
我们考虑了最近提出的一个关于原始宇宙学扰动产生的方案,即所谓的宇宙弹弓方案。我们首先得到了弹弓原始功率谱的一般表达式,它扩展了以前的结果,包括在大尺度上的蓝色反弹前的剩余贡献。从这个表达式开始,我们数值计算的CMB的温度和偏振功率谱所产生的弹弓的情况下,并表明,他们很好地匹配标准的WMAP 3年的最佳拟合结果。特别是,如果剩余的蓝色光谱远高于WMAP观测到的最大尺度,弹弓原始光谱只需要将其振幅和光谱指数固定在枢轴尺度k_p=10^{-3}h x Mpc^{-1}上就能很好地拟合数据。我们最后表明,所有可能的独特弹弓签名的CMB功率谱被限制在非常低的多极,因此很难检测到由于大的宇宙方差占主导地位的错误酒吧在这些尺度。
2008-07-03 astro-ph gr-qc hep-th
Cosmological Zero Modes
我们引入了一个新的家庭的原始宇宙学扰动,不是传统的功率谱描述。在线性水平上,这些微扰存在于空间拉普拉斯算子的核中,因此我们称它们为宇宙学零模。计算了这些模式引起的宇宙微波背景温度和偏振各向异性,并利用宇宙方差限制实验预测了它们的探测灵敏度。特别是,我们考虑两种配置的零模式:第一种配置由随机度规扰动所描述的白噪声的“全息屏幕”位于我们的宇宙视界。该白噪声的功率谱的幅度可以被约束为$\lesssim 9 \times 10^{-14}$。第二种配置是超越我们宇宙学视界的原始宇宙。我们表明,这样的一个“充电”$Q$,可以检测到在CMB天空中的距离$11.6 ~ Q^{1/4}\times$地平线半径(或$160~ Q^{1/4}$ Gpc)。更一般地说,对宇宙学零模的观测探测可以揭示出超越我们可观测视界的原始宇宙中的非微扰现象。
2017-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Can primordial magnetic fields seeded by electroweak strings cause an alignment of quasar axes on cosmological scales?
在早期宇宙的电弱相变中形成的非拓扑电弱弦的衰变可能在今天的宇宙中留下可观察到的印记。这样的弦可以自然地产生原始的磁场。于是原星系倾向于形成其旋转轴与外部磁场平行的星系,而且,外部磁场产生的扭矩迫使星系轴与磁场对齐,即使这两个轴最初并不对齐。这可以解释类星体偏振矢量的排列(观察到的,但尚未解释)。我们证明了两个环状电弱弦所留下的磁场的形状可以解释类星体极化矢量的非平凡排列,并对未来的观测做出预测。
2010-08-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological perturbation theory of primordial compact sources
Université Libre de Bruxelles(布鲁塞尔自由大学);International Solvay Institutes(国际索尔维研究所);Brussels Laboratory of the Universe (BLU-ULB)(布鲁塞尔宇宙实验室);Birla Institute of Technology and Science, Pilani, Hyderabad Campus(比拉科技与科学学院,皮拉尼海德拉巴校区);Institute of Theoretical Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University(查理大学数学物理学院理论物理研究所)
本文基于位置空间理论,构建了宇宙学扰动模型,用于研究局部原初引力波源。通过广义谐波度规解耦,避免标量-向量-张量分解,推导出幂律宇宙中度规扰动的闭合表达式,至二极子阶。
2026-04-10 gr-qc hep-th
Spatial correlations of primordial density fluctuations in the standard cosmological model
我们重新审视了标准Friedmann-Robertson-Walker宇宙学的{\it结构起源问题},指出了流行分析中的一个不合理的近似。我们遵循统计力学的一般程序来修正这个问题,而不使用有争议的近似值。我们的结论与当前的智慧相矛盾,并揭示了原始宇宙结构起源的意想不到的情景。我们表明,在宇宙等离子体辐射主导的宇宙膨胀过程中的标准物理运行在解耦尺度不变的密度各向异性的时间在宇宙学大的共动体积。标度不变性被证明是一个直接的后果的因果关系约束所施加的短FRW同动视界在去耦,强烈抑制宇宙学大的同动波长的密度波动的功率谱。这些宇宙学密度各向异性的整体振幅是固定的功率谱在共动模式的波长短于因果视界的时间,可以媲美的振幅的原始宇宙学不均匀性的印记在宇宙微波背景辐射。
2006-07-10 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmological constraints on primordial black holes produced in the near-critical gravitational collapse
假设近临界引力坍缩产生的原初黑洞在特定尺度上有一个尖峰,以一种与密度涨落的统计分布相当无关的方式计算了其质量函数.将其与各种宇宙学对它们的质量谱的约束进行比较,发现坍缩成黑洞的区域的体积分数作为视界质量的函数的一些新的被排除的范围。
1998-07-24 astro-ph gr-qc
Holonomy corrections to the cosmological primordial tensor power spectrum
圈量子引力是非微扰引力的主要候选理论之一。在此框架下,导出了FLRW背景下引力子传播方程的完整修正。我们调查的后果,在de-Sitter和慢卷暴胀,为n=-1/2的张量功率谱的这些修正。根据Barbero-Immirzi参数的值,可以预期几个观测特征。
2008-05-03 astro-ph gr-qc hep-ph
On primordial cosmological density fluctuations in the Einstein-Cartan gravity and COBE data
研究了Einstein-Cartan引力场中理想流体的协变和规范不变流体流方法中的宇宙学密度涨落,并导出了相应的Raychaudhuri型二阶非齐次耦合微分演化方程.在弱相互作用尺度下,自旋的量子涨落触发了原初密度的不均匀性。这些不均匀性,然后精确地演变到测量值COBE任务在解耦的规模。
1998-11-25 astro-ph gr-qc hep-ph
An analysis of helium primordial nucleosynthesis with a variable cosmological coupling
早期宇宙中氦的合成取决于许多输入参数,包括核合成发生期间的引力耦合值。为了追踪$G$在原初核合成中的影响,我们用半解析方法计算了氦的原初丰度作为引力耦合的函数。具体地说,我们利用Brans-Dicke理论构造了一个具有变化的$G$的宇宙学模型。核合成期的$G$值越大,预测的氦丰度越大。利用原始氦丰度的观测资料,建立了$G$随时间变化的约束条件。
2001-05-17 astro-ph gr-qc
Equivalence between formulations in Cosmological Perturbation Theory: The primordial magnetic fields as an example
目前,宇宙学扰动理论已成为理论宇宙学的标准和有用的工具。在这项工作中,我们比较了1+3协变形式主义微扰理论(埃利斯等人)。对于规范不变量方法(Bruni等人),我们证明了这些形式主义的等价性,以确定在磁成因的扰动变量(规范选择)的选择。我们通过微扰理论分析了原始磁场的演化,并讨论了这两种方法之间的异同。我们得到了麦克斯韦方程组,并给出了一个用泊松规范写成的宇宙发电机方程,计算了原始磁场的演化。最后讨论了这些形式在磁成因研究中的应用前景。
2014-07-21 gr-qc
On the Phase-Space Volume of Primordial Cosmological Perturbations
我们展示了如何确定典型的相空间体积$Γ$的原始引力波在暴胀阶段,这是不变的压缩。在长波长范围内发现了$Γ$的表达式。定义为$Γ$模常数的对数的纯真空初态的准经典熵保持为零,尽管产生了涨落(产生了实引力子)。
1998-06-15 astro-ph gr-qc
Induced gravitational waves in a general cosmological background
在宇宙学扰动理论中,二阶项不可避免地会产生引力波。最值得注意的是,所谓的诱导引力波是原始波动谱小尺度部分的窗口,也是原始黑洞场景的关键对应物。然而,半解析解只在物质和辐射支配时代才被发现。本文给出了在一般宇宙学背景下具有常值状态方程的亚视界尺度下诱导引力波的新的解析积分公式。我们还讨论了应用到一个峰值原始标量功率谱和原始黑洞的情况。
2020-02-23 gr-qc
Analytic Approximations for the Primordial Power Spectrum with Israel Junction Conditions
该研究对比宇宙暴胀前阶段的不同匹配条件,指出Contaldi等人的标量扰动连接条件与Israel连接条件不符,且广义相对论匹配下的功率谱不现实,进而提出一种支持有限时长相变的半解析原初功率谱模型。
2024-05-13 astro-ph.CO gr-qc
Holes in the walls: primordial black holes as a solution to the cosmological domain wall problem
我们提出了一种方案,在这种方案中,宇宙学域壁和磁问题的解决没有任何微调的初始条件或参数的拉格朗日的基本场理论。在这种情况下,域壁将早期宇宙的单极子扫出(展开),然后快速的原始黑洞将域壁包围,改变其拓扑结构并摧毁它们。我们进一步发现,从畴壁释放的(旧真空)能量密度可以缓解但不能解决宇宙学的平坦性问题。
2005-09-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes from Spatially Varying Cosmological Constant Induced by Field Fluctuations in Extra Dimensions
本文提出超大质量黑洞可能源于暴胀期间额外维度标量场量子涨落导致的空间不均匀暗能量畴的直接坍缩,并指出该机制与脉冲星计时阵列观测到的随机引力波背景证据相吻合。
2024-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Pushing the Primordial Frontier: Cosmological Collider Signatures at Strong Mixing
University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学);Universidad de Chile(智利大学);Universidad del Bío-Bío(比奥比奥大学)
研究多场暴胀中原初非高斯性,通过构建修饰传播子等方法,在强混合下推导树级双谱积分表示,得到双谱贡献表达式及标度律,为强混合暴胀相关研究打开新窗口并建立框架。
2026-07-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A string-inspired running-vacuum-model of cosmology, primordial-black-hole dark matter, and the current tensions in cosmological data
该研究提出一种带反常与挠率的弦启发宇宙学运动真空模型,可缓解H₀与结构增长宇宙学张力,提升暴胀期原初黑洞密度,使其可作为暗物质组分并在辐射主导期引力波中留痕。
2023-06-13 gr-qc hep-ph hep-th
Primordial magnetic fields induced by cosmological particle creation
我们研究了辐射主导期开始时标量带电粒子产生的随机电流所产生的原始磁场。我们发现,对于10^(-6)GeV \leq m \leq 10^2 GeV的质量范围,一个足够强度的场在银河系尺度上相干地产生,从而产生不同的银河系磁场产生机制,同时仍然与观测和理论约束相一致。
1998-04-07 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmological Gravitational Waves from Isocurvature Fluctuations
本文综述了初始等曲率涨落诱导产生宇宙学引力波的相关机制,及其在暗物质与原初黑洞主导的早期宇宙研究中的应用。
2023-11-03 astro-ph.CO gr-qc
The Quantum Information of Cosmological Correlations
已经证明,起源于暴胀的原始扰动仅通过幺正演化被驱动到经典。然而,它们与环境(如光子)的耦合以及随后的退相干使宇宙学相关性量子化,在此过程中丢失了原始信息。我们认为,由此产生的宇宙学关联的量子性是由量子不和谐,它捕捉非经典行为超越量子纠缠。通过将环境视为一个量子信道,在这个信道中,包含在微扰中的原始信息被传输给我们,我们就可以问,这些信息中有多少是不可访问的。我们表明,这个信息量是由联合原始扰动环境系统的不和谐。为了说明这一点,我们将联合系统建模为混合双模高斯态,并表明量子不和谐依赖于退相干发生的基础。
2015-01-08 gr-qc hep-th quant-ph
Primordial Magnetic Fields from the Post-Inflationary Universe
我们探讨宇宙学的磁场发生在后暴胀宇宙,当暴胀子振荡周围的潜在的最小值和宇宙是有效地由冷物质占主导地位。在再加热之前的这个时期,宇宙学背景可以显著地产生大尺度的磁场。通过考虑暴胀期间和暴胀之后的磁生作用,我们证明了在Mpc尺度上可以产生强于10^{-15} G的磁场,而不需要理论上的强耦合,也不需要产生太大的电场来支配宇宙。
2014-05-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial magnetic fields generated by the non-adiabatic fluctuations at pre-recombination era
在预复合时代,宇宙学密度涨落可以通过汤姆森散射自然产生磁场。在以往的研究中,只考虑了初始绝热涨落产生的磁场。本文基于宇宙学扰动理论,利用光子流体和重子流体之间的紧耦合近似,研究了由原初非绝热涨落产生的宇宙学磁场.结果表明,在紧耦合近似的一阶展开下,非绝热涨落产生的磁场是可以产生的。这一结果与绝热初始涨落的情况相反,绝热初始涨落的情况下只能产生二阶的磁场。在一个一般的情况下,原始密度扰动包含小的非绝热波动上的主要绝热的顶部,我们表明,领先的磁场的来源是由二阶耦合的绝热和非绝热波动。我们计算了当非绝热涨落具有蓝色功率谱时所产生的磁场的功率谱,这是最近的宇宙学观测所提出的。
2011-11-25 astro-ph.CO gr-qc
Polarized Cosmological Gravitational Waves from Primordial Helical Turbulence
我们证明了一阶相变过程中产生的螺旋湍流产生了圆偏振的宇宙引力波(GW)。对于相变模型的极端情况,这些GW的特征频率在$10^{-3}$ -$10^{-2}$ Hz附近,能量密度参数高达$10^{-12}$ - $10^{-11}$。简要讨论了检测的可能性。
2005-09-29 astro-ph gr-qc nlin.CD
Cosmological magnetic helicity and birefrigence from primordial torsion in Lorentz violation theories
宇宙学磁螺旋度被认为是宇宙中磁场放大的基本因素。最近Semikoz和Sokoloff [Phys Rev Lett 92(2004):131.301.]表明种子场的弱并不一定意味着磁宇宙螺旋度的弱。本文推导了Riemann-Cartan时空中基于平扭光子非最小耦合的发电机方程。从这个推导,我们可以从宇宙学的磁螺旋度,计算出一个平坦的扭转场产生银河发电机种子的必要条件。这个发电机方程的一个特点是电阻率依赖于Ricci标量曲率。这一特征也存在于湍流发电机模型中。这里的有效电导率是利用$R(Γ)F^{2}$拉格朗日的平扭模得到的,其中R是指Ricci-Cartan时空。计算了磁场的功率谱。光子的双折射与挠率的半极小耦合自然地产生洛伦兹破坏。尽管Dobado和Maroto [Mod Phys Lett A 12:3003(1997)]之前已经研究了原始扭转在光传播各向异性中的作用,但他们使用QED拉格朗日的费米子部分进行了研究,而我们使用光子部分获得了类似的结果。他们也使用了伪挠迹,而我们这里用挠迹本身来计算。
2011-10-14 astro-ph.CO gr-qc
The cosmological gravitational wave background from primordial density perturbations
我们讨论了辐射时代原始密度扰动演化产生的引力波背景。在二阶微扰膨胀中,密度涨落会产生引力波。我们从这个机制计算引力波的功率谱,并表明,在原则上,未来的引力波探测器可以用来限制原始功率谱的尺度上大大不同于目前正在探索的大尺度结构。作为例子,我们计算的引力波背景产生的幂律谱的所有尺度上,和一个单一的尺度上的δ函数功率谱。
2006-12-01 astro-ph gr-qc hep-ph