CMB at 2x2 order: the dissipation of primordial acoustic waves and the observable part of the associated energy release
由于光子的扩散，光子-重子流体中的原始小尺度扰动的丝绸阻尼不可避免地在CMB中产生光谱失真。利用所提出的CMB实验PIXIE，有可能测量这些畸变，从而将原始功率谱限制在共动波数50 Mpc^{-1} < k < 10^4 Mpc^{-1}。由于宇宙微波背景辐射在这些尺度上的原始涨落被丝绸阻尼完全消除，这些扭曲可能是揭示暴胀物理学中不可观测方面的唯一途径。一个一致的原始耗散问题的治疗需要去二阶微扰理论，而热化这些扭曲需要考虑康普顿散射能量转移的二阶。在这里，我们给出了一个完整的2x2治疗的创建和演变的频谱失真，由于声耗散过程中，一贯包括偏振和光子混合的影响，在自由流制度。我们发现，存储在小尺度温度扰动中的总能量的1/3（比以前的估计大9/4）会产生可观察到的光谱失真，而剩下的2/3只会提高CMB的平均温度，这种影响是不可观察的。在高红移时，耗散主要是通过四极各向异性介导的，而在复合后，特殊的运动是最重要的。在复合期间，较高多极子的阻尼也是显著的。我们使用CosmoTherm计算几个例子的平均失真，分析它们对原始功率谱参数的依赖性。对于最适合的WMAP 7宇宙学之一，n_S=1.027和n_run=-0.034，重子物质的冷却实际上补偿了μ时代声耗散的加热。（节略）
2012-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Spiky CMB distortions from primordial bubbles
在多维势中，在暴胀期间可能通过量子隧穿成核的原始气泡可能留下了一些目前可探测到的遗迹。这些气泡在辐射时代转变为黑洞，这可能解释了LIGO黑洞、超大质量黑洞，并可能在暗物质中发挥重要作用。通常，这些黑洞被向外传播的球形声波包形式的能量赤字所包围。在这项工作中，我们研究如何在重组的时间之前，宇宙等离子体的扰动消散，导致CMB的光谱失真。我们发现在最后一个散射面上可能存在一些罕见的包含巨大黑洞的区域，这些区域产生了潜在的可检测的$μ$型畸变的点状信号。
2020-03-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effect of intermediate Minkowskian evolution on CMB bispectrum
我们考虑一个非暴胀的早期宇宙场景，其中相关的标量扰动在某个点被冻结，但随后被冻结，并在热时代之前遵循一个漫长的近闵可夫斯基的演化。这一中间阶段在CMB 3点函数上留下了特定的印记，在很大程度上独立于微观物理学的细节。特别地，CMB双谱在多极l空间中以大致恒定的振幅经历振荡。后者是在相反的振荡双谱增强的扁平三角形的限制，预测通货膨胀与非束-戴维斯真空。考虑到双谱的这一点和其他特殊特征，普朗克数据所施加的严格约束可能不适用。CMB 3点函数被闵可夫斯基演化的持续时间平方的倒数所抑制，但对于相对较短的中间闵可夫斯基阶段可以具有可观测的大小。
2014-04-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Position Space CMB Anomalies from Multi-Stream Inflation
临时畴壁是在多流暴胀的分叉时期产生的。计算了这种畴壁对旁观者场扰动的观测效应，我们认为暴胀扰动与旁观者场的情况有相似之处。畴壁在天空中诱导出一个优先方向，影响扰动的角分布。产生多极子的相关抑制以及在优选方向上的多极矩的对准。多流暴胀的其他观测方面，包括半球不对称性和冷点也简要回顾。
2013-10-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Massless (pseudo-)scalar seeds of CMB anisotropy
一个非常弱耦合的无质量（伪）标量的原始随机背景可以播种CMB各向异性，当大规模的波动，他们的应力张量重新进入地平线上的物质占主导地位的时代。的CMB各向异性和种子的能谱的多极系数之间的一般关系。观测到的各向异性的幅度和倾斜可以重现的尺度不变的轴子光谱，预测在一个特别对称的类弦宇宙学背景。
1998-06-01 astro-ph gr-qc hep-ph
Perturbations in loop quantum cosmology
精确宇宙学的时代使我们能够精确地确定许多重要的宇宙学参数，特别是通过CMB。用这些观测来对抗圈量子宇宙学为我们提供了一个强有力的理论测试。要做到这一点，我们需要详细了解宇宙早期量子引力阶段非均匀扰动的产生和演化。在这里，我们描述如何圈量子宇宙学提供了一个完整的暴胀范式，这是符合所观察到的功率谱的CMB。
2012-04-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gauge Fields and Inflation
宇宙微波背景（CMB）的各向同性和均匀性有利于“标量驱动”的早期宇宙暴胀模型。另一方面，非标量场，特别是规范场，在所有高能粒子物理模型中是常见的，这些模型被提议在当前CMB观测所设定的暴胀能量标度的上限下工作。在这篇评论中，我们考虑的作用和后果，理论和观测，规范场可以在暴胀时代。规范场可能在暴胀期间在背景中开启，或者可能在宇宙扰动的水平上变得相关。有两类主要的模型与规范场的背景下，模型显示违反宇宙无毛定理和那些导致各向同性FLRW宇宙学，尊重宇宙无毛定理。只有在宇宙微扰水平上才开启规范场的模型，可能是原始磁场的来源。我们还回顾了这些模型在CMB和/或原始宇宙磁场上的具体观测特征。我们的讨论将主要集中在通货膨胀时期，只有一个简短的讨论后通货膨胀（p）再加热时代。
2013-03-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Space-time Evolution and CMB Anisotropies from Quantum Gravity
我们提出了一个宇宙演化的方案，即从具有共形不变性的量子态开始，经过暴胀时代，然后过渡到传统的爱因斯坦时空。时空动力学是在四维可重整化共形引力的基础上发展起来的可重整化高阶导数量子引力。基于暴胀背景下的线性微扰理论，我们模拟了引力标量、矢量和张量扰动的演化，并计算了位于大爆炸起始点的跃迁谱。所得到的光谱覆盖了解释均匀CMB中微小各向异性的原始光谱的范围。
2006-11-30 astro-ph gr-qc hep-th
Constraints on just enough inflation preceded by a thermal era
如果暴胀时代之前是一个辐射主导的时代，其中暴胀子也是在热平衡在一些非常早期的时间，然后CMB数据的地方（去耦）暴胀子量子的共动温度的上限。此外，如果考虑“刚好足够”的暴胀模型，其中暴胀的e-折叠的数量刚好足以解决视界和平坦性问题，那么我们得到暴胀期间哈勃参数的下限$H_{\rm inf}$，这与张量扰动的上限严重冲突。或者，对$H_{\rm inf}$施加上限意味着，只有当暴胀前宇宙热浴中的相对论自由度非常大（大于$10^9$或$10^{11})$）时，这些情景才与数据相容。我们不知道在哪些情况下可以满足这一要求。
2016-01-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB power spectra induced by primordial cross-bispectra between metric perturbations and vector fields
本文研究了由暴胀模型中暴胀子和矢量场耦合产生的度规微扰和矢量场的互双谱所产生的宇宙微波背景辐射的温度和偏振各向异性。如果再加热后矢量场仍然存在，则辐射占优时期由矢量场组成的各向异性应力会增强原初标量和张量涨落。我们表明，通过这种增强的原始交叉双谱产生不仅CMB双谱，但CMB功率谱。一般来说，我们可以预期这种交叉双谱产生标量和张量涨落之间的非平凡模式耦合信号。然而，我们明确表明，这种模式耦合信号不出现在CMB功率谱。通过对CMB标量模功率谱的数值分析，我们发现，虽然这些交叉双谱的信号小于初级非电磁信号，但它们具有一些特征，例如温度和偏振模式的负自相关。另一方面，信号从张量模式几乎是可比的主要非电磁的，因此观察到的$B$模式频谱的形状可能偏离预测在非电磁的情况下。这些印记可能有助于我们判断早期宇宙中标量场和矢量场之间是否存在耦合。
2012-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Loop quantum gravity effects on inflation and the CMB
在圈量子宇宙学中，宇宙避免了大爆炸奇点，并经历了早期和短暂的超级膨胀阶段。在超暴胀过程中，对动力学的非微扰量子修正驱动暴胀子场上升到它的势峰，从而为标准暴胀设置了初始条件。我们发现，这种效应可以提高足够高的通货膨胀，以实现足够的e-折叠在标准的通货膨胀时代。我们分析了超膨胀后慢卷被破坏时产生的宇宙学扰动，并表明，环路量子效应原则上可以在CMB的最大尺度上留下间接的签名，一些功率损失和光谱指数的运行。
2004-10-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmological Inflation: Theory and Observations
在这篇文章中，我们回顾了宇宙膨胀理论，特别关注它在非常小的物理学和非常大的观测之间提供的美丽联系。我们解释了如何在暴胀时代的量子力学波动成为宏观密度波动，在宇宙微波背景（CMB）留下明显的印记。我们描述的物理各向异性的CMB温度和偏振，并讨论如何CMB观测可以用来探测原始宇宙。
2009-08-04 astro-ph gr-qc hep-ph
Observing the Inflationary Reheating
再加热是连接暴胀和随后的热大爆炸阶段的时期。这个时代在概念上非常重要，但在观测上却知之甚少。我们表明，目前的普朗克卫星测量的宇宙微波背景（CMB）的各向异性约束的再加热时代的运动学性质的暴胀模型。这一结果是通过推导《通货膨胀百科全书》中约200个模型的再加热参数的边缘化后验分布得到的。通过每个模型的统计证据来解释数据，我们表明普朗克2013年的测量导致后验到先验体积平均减少40%。对再热进行一些额外的假设，如指定一个平均状态方程参数，或将分析集中在特殊的情况下，可以增强或减少这种约束。我们的研究还表明，贝叶斯证据的模型可以大大影响的再加热属性。因此，当前CMB数据的精度是这样的，估计一个模型的观测性能，现在需要纳入有关其再加热历史的信息。
2015-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
First CMB Constraints on the Inflationary Reheating Temperature
本文首次给出了由宇宙微波背景（CMB）数据得到的单场暴胀再加热年代的贝叶斯约束。在证明了这个时代可以完全由所谓的再加热参数的特点，我们表明，它是由7年威尔金森微波各向异性探测器（WMAP7）的所有大，小字段模型的数据的约束。我们的方法的一个有趣的特点是，它产生的再加热温度的下限，可以结合与引力子生产的上限。对于大场模型，我们发现再加热的能量尺度高于大型强子对撞机探测的能量尺度，在95%的置信度下，Ereh> 17.3 TeV。对于小场模型，我们得到了两个西格玛下限Ereh> 890 TeV的平均状态方程在再加热=-0.3和Ereh> 390 GeV的=-0.2。<wreh><wreh>这些限制的物理起源是教学解释的慢滚近似的装置。最后，当对所有可能的再加热历史进行边缘化时，WMAP7数据在压力下推动了大规模的暴胀（在95%的置信度下p <2.2，其中p是大场势的幂指数），而它们在小场模型中略微有利于超普朗克场的期望值。
2010-08-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Circular beam correction to the CMB power spectrum
在高精度CMB测量的时代，系统效应开始限制提取更微妙的宇宙学信息的能力。随着CMB实验努力获得更高的角分辨率和灵敏度，实验光束的非圆性变得越来越重要。在多极子大于束宽时，非圆束对功率谱的影响是重要的。对于最近具有高角分辨率的实验，功率谱估计的最佳方法在计算上是禁止的，并且使用次优方法，例如伪CI方法。我们提供了一个分析框架，用于校正波束非圆度和非均匀天空覆盖（包括不完整/掩蔽的天空地图）的影响的功率谱。该方法是微扰从非圆形的光束的失真，允许快速计算时，光束是轻度非圆形的。当非圆形光束效应是重要的，我们主张，它是计算上有利的，采用“软”的方位角切趾掩模，其球谐变换消失与m的快速下降。
2006-08-24 astro-ph gr-qc hep-th
Sensitivity of inflationary predictions to pre-inflationary phases
当暴胀的次数不太大时，暴胀的预测对暴胀前的条件有多敏感？为了解决这个问题，我们考虑一个简单的模型，在暴胀时代之前是一个由辐射流体主导的时代，辐射流体仅与暴胀子引力耦合，并延伸到普朗克时代。我们发现，在早期，存在一个自然的广义Bunch-Davies真空态的微扰的耦合暴胀-重力-流体系统。通过这种初始状态的选择，模型预测了在大尺度下单场慢卷暴胀的标准功率谱的有趣偏差。然而，这些偏差太小，在不久的将来的CMB观测中无法观察到。
2016-01-19 gr-qc hep-th
