Probing the primordial Universe with MeerKAT and DES
人们通常认为，我们需要等到下一代的调查，如欧几里得，LSST和SKA，以改善目前最好的约束原始非高斯普朗克实验。我们表明，两个当代的调查，与SKA前体MeerKAT和暗能量调查（DES），可以结合使用多示踪剂技术，以提供一个准确的测量$f_{\rm NL}$，是三倍优于普朗克。
2016-12-09 astro-ph.CO
Primordial black holes from supersymmetry in the early universe
标准模型的超对称扩展一般预测，在早期宇宙中，标量凝聚体可以形成，并在衰变之前分裂成Q球。如果Q球在一段时间内占据能量密度的主导地位，那么它们数量密度的相对较大的波动可能导致原始黑洞（PBH）的形成。其他与超对称无关的标量场也可以扮演类似的角色。对于一般的带电标量场，这种强大的机制可以在观测约束允许的整个质量范围内产生黑洞，其丰度足以解释某些参数范围内的所有暗物质。在超对称性的情况下，质量范围由上面的$10^{23}$ g限制。我们还评论的作用，拓扑缺陷可以发挥PBH形成以类似的方式。
2017-07-21 astro-ph.CO
Comprehensively Constraining Ultra-Light Primordial Black Holes Through Relic Formation and Early Mergers
本文研究超轻原初黑洞在BBN前蒸发产生的遗迹及早期并合，扩展了对其暗物质比例和坍缩比例的约束范围。
2025-06-19 astro-ph.CO
Limits on Semiclassical Fluctuations in the Primordial Universe
我们将限制半经典波动，可能存在于原始扰动谱。如果暴胀前的某些特征在膨胀中幸存下来，或者可以由任何终止暴胀的机制产生，这些特征就会出现。我们研究了两种可能的模型，这样的剩余波动，这两个都打破了大尺度上的CMB的各向同性。我们首先考虑一个原始微扰傅立叶模的半经典涨落。我们分析的第二种情况是空间某处的半经典高斯凸点。这些模型进行了测试与七年的WMAP数据使用马尔可夫链蒙特卡罗贝叶斯分析，我们把这些波动的限制。单个傅里叶模式中波动幅度的上限为a<=10^（-4），而对于高斯凸块，a<=10^（-3）。
2013-02-28 astro-ph.CO
Massive primordial black holes in contemporary universe
根据银河系中心超大质量黑洞的现有观测资料和银河系近太阳质量黑洞的质量分布，对原始原始黑洞（PBH）的对数正态质量谱参数进行了近似调整.再加上多光子带隙构成了宇宙学暗物质的全部或一个显著的质量分数的假设，它允许固定原始质谱的参数。通过这种方式，发现预测的MACHO数密度比观测值低约一个数量级。一个可能的解决方案，这一争议可能规定的非各向同性和非均匀分布的MACHO或修改的原始频谱，例如，假设一个叠加的两个最大对数正态谱的PBH。另一种可能性是MACHO不是PBH，而是死亡的原始致密星。
2020-06-07 astro-ph.CO
Constraining the early universe with primordial black holes
在这篇论文中，我们考虑了非高斯性对原初黑洞丰度的影响，以及这种影响的意义。结果表明，即使是小的非高斯参数可以有很大的影响，可以放在原始曲率扰动功率谱的约束-这可以变得更强或更弱的一个数量级。超视界曲率扰动模式在PBH形成的时间的影响被认为是，它表明，这些对PBH的形成影响不大，但可以有一个间接的影响，由于模式耦合到水平尺度模式在非高斯的存在下的PBH的丰度。通过考虑模态耦合对CMB尺度模态的影响，许多模型可以被排除作为产生足够多的PBH以构成暗物质的机制。
2018-01-26 astro-ph.CO
Primordial power spectra for curved inflating universes
计算并绘制了最佳拟合普朗克2018弯曲宇宙参数的精确数值原始原始功率谱。结果发现，光谱具有通用的截止和振荡的可观察窗口内的曲率水平允许当前CMB测量，并提供了一个更好的适合当前的数据。推导弯曲宇宙的Mukhanov-Sasaki方程的介绍和分析，并讨论了弯曲制度内的量子和经典初始条件的通货膨胀的理论意义。
2019-12-14 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Non-Gaussianity in the Cosmic Microwave Background
在过去的几十年里，观测宇宙学的进展给了我们一个宇宙学的标准模型。我们知道宇宙的组成只有百分之几。随着更多雄心勃勃的实验的进行，我们希望超越宇宙是由什么组成的知识，了解为什么宇宙是这样的。在这篇评论文章中，我们专注于原始的非高斯性，作为宇宙动力学物理学在最早的时刻的探测。我们讨论了1）暴胀模型的理论预测及其在宇宙微波背景（CMB）各向异性中的观测结果; 2）以CMB为基础的估计器，用于约束原始非高斯性，重点是双谱模板; 3）当前对非高斯性的约束以及我们希望在不久的将来实现的目标;以及4）CMB中的非高斯性的非原始源，诸如由于二阶效应引起的双谱、初级-透镜-次级CMB之间的三向互相关以及可能的仪器效应。
2010-07-07 astro-ph.CO
Massive Neutrinos and Magnetic Fields in the Early Universe
原始磁场和大质量中微子可以在CMB温度和极化中留下有趣的信号。我们对辐射主导的宇宙中的一般微扰进行了系统的分析，考虑了任何原始磁场，并包括中微子质量的领先阶效应。我们证明了大质量中微子从性质上改变了由磁场引起的大尺度扰动，但这种影响比以前声称的要小得多。我们计算的CMB功率谱来源于不均匀的原始磁场，从中微子去耦之前和之后，包括标量，矢量和张量模式，并始终模拟密度和各向异性应力源之间的相关性。在附录中，我们提出了一般的级数解的可能规则的原始扰动。
2010-02-10 astro-ph.CO
Primordial electric fields before recombination in the early Universe
本文的工作是对前人关于原始电磁场研究的补充。本文讨论了三个重要问题：原初电场的演化、复合前等离子体中的电孤子和粒子密度孤子以及它们对宇宙微波背景功率谱的影响。详细的计算表明，在大尺度和小尺度上，原始电场都因朗道阻尼效应而耗散，对频谱没有影响。而在复合前，等离子体中存在稳定传播的孤立波，其传播速度明显低于重子声振荡，且只在极小尺度下起作用。另一方面，孤子的振幅很弱，对重子声学振荡的相位贡献很小，所以在谱上只存在关于这种电孤波的信息。总之，作为宇宙学相关专著，忽略电磁场（至少是电场）是计算宇宙微波背景的合理处理方式。然而，质子密度涨落在以稳定孤波传播的同时，表现为KdV方程的形式，这为寻找涨落的起源提供了可能性，从而促进了星系的生成和演化。
2021-02-03 astro-ph.CO
Primordial Black Holes: sirens of the early Universe
原始黑洞（PBH）通常是在早期宇宙中形成的轻黑洞。有许多形成机制，包括大密度扰动的坍缩、宇宙弦环和气泡碰撞。形成的PBH的数量受到其蒸发和透镜效应以及动力学效应的严格限制。因此，PBH是早期宇宙物理学的一个强有力的探测器，特别是暴胀模型。它们也是潜在的冷暗物质候选者。
2014-03-05 astro-ph.CO gr-qc
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
The Effect of Primordial Anti-Biasing on the Local Measurement of the Key Cosmological Parameters
由普朗克卫星扫描的宇宙微波背景（CMB）温度场得到的线性密度功率谱的密度参数和振幅的最佳拟合值与由观测到的局域宇宙中的星系团丰度估计的值明显不一致。基本上，观察到的星系团计数显着低于标准平坦LambdaCDM模型的预测，其关键宇宙学参数设置为普朗克最佳拟合值。我们表明，这种不一致的本地和早期宇宙之间可以很好地解决，而不会失败目前青睐的平坦的LambdaCDM宇宙学，如果本地宇宙对应于一个区域嵌入在一个波峰的原始引力势场。将正原初势条件引入到星系团晕质量函数的理论预言中，我们证明了观测到的较低的星系团数密度实际上与普朗克宇宙完全一致。
2014-02-03 astro-ph.CO
Massive Primordial Black Holes in Contemporary and Young Universe (old predictions and new data)
简要回顾了最近的天文数据，表明宇宙中存在大量的重黑洞（BH）。传统的天体物理学和宇宙学无法解释如此多的黑洞。1963年的论文的机制进行了描述，至少定性地解释了观测数据。特别是，预测大规模的原始黑洞可以是宇宙学的暗物质“粒子”进行了讨论。
2018-08-29 astro-ph.CO hep-ph
Primordial black holes with mass $10^{16}-10^{17}$ g and reionization of the Universe
质量为$10^{16}-10^{17}$ g的原始黑洞（PBH）几乎可以逃脱观测的限制，因此可以从本质上对暗物质密度做出贡献。霍金蒸发这种PBH产生稳定的$γ$ -和$e^{\pm}$ -辐射在MeV的能量范围内，可以被普通物质吸收。简化的估计表明，一小部分蒸发的能量必须被重子物质吸收，这足以加热物质，使其在红移$z\sim 5... 10$处完全电离。结果被发现是接近边界的情况下出现的效果，是什么使它敏感的近似使用。在我们的近似中，对于PBH质量$z\sim 5$ g，气体电离度达到50-100%，其丰度对应于上限。
2015-02-25 astro-ph.CO
Mini-review on the production of Primordial Black Holes from First-Order Phase Transitions in the Early Universe
Indian Institute of Science Education and Research Berhampur（印度科学教育与研究学院贝尔哈姆普尔分校）；Zewail City of Science and Technology（泽维尔科学与技术城）
本文综述了早期宇宙中一阶相变产生原初黑洞的机制，讨论了不同模型下的形成过程及与原初黑洞性质的关系。
2025-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter from Evaporating Primordial Black Holes in the Early Universe
本文研究早期宇宙中占主导的原初黑洞在核合成前蒸发产生暗物质的冻结机制，考虑两种形成机制下的连续质量谱，并给出该场景解释极早期暗物质产生的条件。
2024-06-10 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Perturbation of Dark Matter as a Novel Probe of Very Early Universe
暗物质（DM）是唯一可能的候选者，将远离大爆炸核合成（BBN）之前的热平衡，根据目前的DM搜索。在这项工作中，我们报告了一个通用的方案，原始扰动的暗物质（PPDM）可以有效地产生和编码的原始信息的非常早期的宇宙再加热时代。给出了PPDM整个演化过程的解析解。首次得到了原初引力波（PGW）对再加热过程的新的强约束。结果表明，PGW与原始曲率扰动（PCP）的比值不仅与慢滚谱指数有关，而且强烈地依赖于再加热时暴胀子的衰变过程。对于非常一般的再加热过程，我们的结果提供了一个自然的解释，在目前的观测PGW的缺乏。
2017-11-01 astro-ph.CO hep-ph
Primordial fluctuations of scale factor in closed Universe in Einstein$-$Cartan gravity
我们考虑一个均匀的和各向同性的宇宙，描述了作为一个广义坐标的比例因子的minisuperspace拉格朗日。我们证明了封闭宇宙的能量为零。我们将不确定原理应用于该拉格朗日量，并提出标度因子的量子不确定性导致物质密度的原始波动。我们在爱因斯坦的$-$-嘉当引力理论中使用了早期宇宙的动力学，该理论消除了大爆炸奇异性，并用非奇异反弹代替。高度弯曲时空中的量子粒子产生会产生有限周期的宇宙暴胀，这与普朗克卫星数据一致。从膨胀的原始涨落中，我们确定了宇宙微波背景中温度涨落的大小，它是基本粒子热自由度和粒子产生系数的函数，而粒子产生系数是唯一未知的参数。
2019-02-25 astro-ph.CO gr-qc
Probing the origin of our universe through primordial gravitational waves by Ali CMB project
这是《中国科学》物理、力学和天文邀请的一个研究亮点。
2016-05-10 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Primordial perturbations in a rainbow universe with running Newton constant
我们计算了彩虹宇宙中原初微扰的谱指数。我们允许牛顿常数$G$运行在（超）普朗克能量，我们认为真空和热扰动。如果彩虹度规是一个广义Horava-Lifshitz色散关系，我们发现，只有当$G$渐近趋于零可以匹配的光谱指数的观测值和解决的视界问题，无论是真空和热扰动。对于真空涨落，观测约束意味着原始宇宙的膨胀既可以加速也可以减速，而在热扰动的情况下，只允许减速膨胀。
2016-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing the primordial Universe with 21-cm line from cosmic dawn/epoch of reionization
在宇宙最遥远的地方，中性氢的21厘米超精细跃迁是唯一可以用来示踪大尺度结构的物质。许多仪器已经工作并计划测量21厘米线信号，特别是，探测全球EoR信号的实验（EDGES）最近报告了第一次探测到吸收信号，这对应于再电离（EoR）时期的21厘米线全球信号。未来的大型射电望远镜，平方公里阵列（SKA）将能够提供21厘米线发射/吸收信号的高精度测量。本文综述了从EoR到暗时代的21 cm线全球信号和涨落信号的研究现状，总结了由最近的EDGES结果和SKA未来的观测所激发的我们如何探测原始宇宙的最新研究。我们重点讨论了两个应用的约束宇宙学的EDGES结果：对原始磁场和原始功率谱的约束。我们还讨论了潜在的未来SKA探测的暴胀宇宙，通过讨论预期的约束的原始功率谱，其绝热性，和原始的非高斯性从未来的观测21厘米波动。
2023-03-14 astro-ph.CO hep-th
Primordial power spectra from an emergent universe: basic results and clarifications
涌现宇宙学模型，连同大爆炸和弹跳的场景，是早期宇宙的可能描述之一。这项工作的目的是澄清在这个特定的框架下的原始张量功率谱的一些一般特征。特别是，一些天真的信念得到纠正。使用一个玩具模型，我们调查所需的条件，以产生一个尺度不变的频谱，并显示在何种程度上该频谱可以表现出局部功能敏感的尺度因子演变的细节附近的过渡时间。
2018-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Direct Probe of the Evolutionary History of the Primordial Universe
从哈勃和拉迈特利用星系发现膨胀宇宙到最近利用标准烛光发现加速宇宙，直接测量宇宙尺度因子a（t）的演化在宇宙学标准模型的建立中起着核心作用。在这封信中，我们表明，这样的测量可以扩展到原始宇宙使用质量场作为标准时钟，为负责大爆炸的场景提供直接证据。这是对经典和量子原始标准钟概念的简短而非技术性的介绍。
2016-08-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Gravitational Waves Spectrum in the Coupled-Scalar-Tachyon Bounce Universe
本文详细推导了耦合标量-超光速粒子反弹宇宙中原初度规微扰张量模的运动方程。我们求解了反弹前收缩期和反弹后膨胀期的引力波方程。为了与张量扰动的解相匹配，我们将反弹过程理想化，同时保留了反弹宇宙的基本物理性质。我们提出了两个匹配条件：一个是保证引力波函数的连续性，另一个是尊重反弹动力学的对称性。匹配条件连接了引力波解在反弹前后的两个独立模态。我们进一步分析了反弹宇宙中引力波谱的尺度依赖性和时间依赖性，并与单场暴胀情形下的原初谱进行了比较。我们讨论了早期宇宙物理学的影响，目前的模型独立的观测签名提取的反弹宇宙。
2019-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The muon abundance in the primordial Universe
μ子丰度是理解有关原始宇宙性质的几个基本问题所必需的。在本文中，我们评估的生产和衰变率的μ子在宇宙等离子体作为温度的函数。这使我们能够确定μ子丰度何时消失。当宇宙冷却到$kT_\mathrm{disappear}\approx 4.135$ MeV以下时，μ子的衰变率将超过产生率，μ子将准瞬间从宇宙中消失。有趣的是，我们发现在$T_\mathrm{disappear}$的μ子数几乎等于重子丰度。
2021-03-25 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Non-thermal photons and direct photodissociation of H2, HD and HeH+ in the chemistry of the primordial Universe
在许多天体物理环境中，除了热源和恒星源之外，来自原子和分子内部阶梯之间的辐射跃迁的非热光子是一个重要的光子源。在目前的工作中的反应速率的计算，直接光解的一些分子在早期宇宙化学的相关，特别是，计算包括非热光子来自原始氢和氦原子的重组的情况下的H2，HD和HeH+。新的影响的分数丰度的化学物种的调查和HeH+的热光子的光解速率的拟合。
2017-06-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
CMB Spectral Distortions: A Multimessenger Probe of the Primordial Universe
本文回顾CMB谱畸变研究的关键科学目标，提出结合下一代实验与引力波、21厘米宇宙学等互补探针，可实现对奇异物理场景的模型区分，为原初宇宙研究提供新的多信使探测路径。
2024-06-18 astro-ph.CO hep-ph
Stochastic gravitational wave background from accreting primordial black hole binaries during early inspiral stage
本文研究了早期宇宙中原始黑洞双星在其早期螺旋阶段吸积周围高密度辐射时产生的随机引力波背景。我们首先证明了由于原始黑洞质量的快速增加，从原始黑洞双星产生的引力波振幅具有修正项。这些修正项是由于质量的一阶和二阶时间导数的非零以及它们对四极矩张量的整体二阶时间导数的贡献而产生的。我们发现，这些修正项中的一些项不仅与主项相比是重要的，而且在早期宇宙的某些时间范围内甚至占主导地位。这些修正项的意义不仅在于单个PBH双星产生的引力波振幅，而且还在于它们产生的整个随机引力波背景。我们表明，这种吸积的原始黑洞双星产生的谱密度位于一些目前和未来的引力波探测器的可探测范围内。
2019-11-18 astro-ph.CO gr-qc
Evaporation of Primordial Black Holes in the Early Universe: Mass and Spin Distributions
本研究考察早期宇宙中具有非平凡质量与自旋分布的原初黑洞的霍金蒸发，证明分布形状显著影响多种宇宙学可观测量，并发布支持任意分布的 FRISBHEE 新版本。
2023-07-28 astro-ph.CO hep-ph
Solar Mass Primordial Black Holes in Moduli Dominated Universe
我们探讨了在早期物质支配时期，太阳质量区域周围产生原始黑洞的前景。在大爆炸核合成之前，当一个模场开始支配宇宙的能量密度时，早期的物质主导时代就出现了。在物质主导的时期，辐射压力的缺乏增强了原初密度波动的引力坍缩导致的原初黑洞的形成。特别是，我们发现，原始黑洞产生的$0.1-10~M_{\odot}$质量范围内的一个有利的选择参数的理论。然而，它们无法解释LIGO/Virgo引力波搜索探测到的所有合并事件。在这种情况下，原始黑洞形成的总暗物质丰度约为$4\%$，其中$95\%$属于LIGO/Virgo一致的质量范围。其余的暗物质可能以粒子的形式存在，这些粒子是在再加热过程中模量场衰变产生的。
2021-12-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
Anisotropy of phase transition gravitational wave and its implication for primordial seeds of the Universe
我们定量地研究了原初密度涨落如何影响相变引力波（PTGW）的各向异性。各向异性的PTGW在重组之前很久就产生了，并且没有丝绸阻尼，它可能揭示了由暴胀或替代品引起的密度扰动。我们发现PTGW各向异性功率谱的新行为。PTGW各向异性在所有尺度上都强于宇宙微波背景温度的各向异性，早期积分的Sachs-Wolfe效应使高$\ell$多次波增强约1个数量级。此外，原始功率谱在小尺度上的差异表现出更显着的PTGW各向异性的角功率谱相比，宇宙微波背景。这些性质可能为理解我们早期宇宙的原始密度扰动提供新的线索，从而完善我们对暴胀理论的理解。以暗物质模型中的纳赫兹PTGW为例，我们得到了PTGW各向异性的振幅，比各向同性的PTGW能谱弱4 ~ 3个数量级。
2022-04-27 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational waves from a universe filled with primordial black holes
质量为$m_\mathrm{PBH}<10^9\mathrm{g}$的超轻原始黑洞在大爆炸核合成之前蒸发，因此不能直接受到约束。然而，它们可以如此丰富，以至于它们在短暂的时间内主导宇宙内容（在通过霍金蒸发重新加热宇宙之前）。如果发生这种情况，它们就会支持小尺度下的大宇宙学涨落，从而通过二阶效应诱发引力波的产生。与原始黑洞相反，这些引力波在蒸发后仍然存在，因此可以用来限制这种情况。在这项工作中，我们表明，诱导引力波不会导致一个反反应的问题，相对丰度的黑洞在形成，表示$ Ω_\mathrm{PBH,f} $，应该是这样的$ Ω_\mathrm{PBH,f} <10^{-4}(m_\mathrm{PBH}/10^9\mathrm{g})^{-1/4}$。特别是，原始黑洞在其形成时间上占主导地位的情况都被排除在外（假设膨胀的$m_\mathrm{PBH}>10\, \mathrm{g}$在$ρ^{1/4}<10^{16}\mathrm{GeV}$进行）。这为超轻的原始黑洞设置了第一个限制。
2021-03-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Holes in a Radiation-Dominated Universe
Bowdoin College（鲍登学院）；Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Kenyon College（肯扬学院）；Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
通过3+1广义相对论模拟，研究辐射主导时期超密区域直接坍缩形成原初黑洞的阈值，发现临界密度扰动在0.77到0.83之间。
2026-06-29 astro-ph.CO gr-qc
Primordial flares, flux tubes, MHD waves in the early universe and genesis of cosmic gamma ray bursts
本文指出，伽马射线暴的能量来源类似于触发太阳和恒星瞬态活动现象的能量来源，如耀斑、通量管中的等离子体加速流以及磁流体波的能量耗散和粒子加速。我们从现象学上详细研究了下列可能触发伽马射线暴的能量源：（i）宇宙原始耀斑，可能是星系间或星系团区域内类似太阳耀斑的现象，（ii）可能由原始磁通量的对流坍缩形成的原始磁通量管（iii）起源于银河系或星系团的大尺度磁场扰动产生的MHD波的非线性相互作用和耗散。我们详细研究了上述每一种现象，并考虑到这些过程是否是伽马射线暴的能量来源。考虑到观测结果和宇宙环境中普遍存在的物理条件的相似性，以下研究表明，最有可能产生伽马射线暴的一种有希望的能源可能是原始耀斑。
2009-09-11 astro-ph.CO astro-ph.SR
Primordial Universe with radiation and Bose-Einstein condensate
在这项工作中，我们推导出一个方案，其中早期宇宙由{辐射流体}和玻色-爱因斯坦凝聚体。分析了引力自相互作用的可能性，这种引力自相互作用是由引力玻色-爱因斯坦凝聚体引起的。宇宙尺度因子的经典行为是由一个与玻色-爱因斯坦流体有关的参数决定的，该流体具有弹跳或大挤压解。之后我们继续计算Wheeler-DeWitt方程的有限范数波包解。应用量子力学的多世界解释研究了标度因子的行为。量子宇宙学模型不存在奇点。
2018-12-11 astro-ph.CO gr-qc
Evolution of Primordial Dark Matter Planets in the Early Universe
在最近的一篇论文中，我们讨论了DM在高红移时形成完全由DM组成的原始行星的可能性，这是没有探测到DM的原因之一（因为周围DM粒子的通量会因此减少）。在本文中，我们讨论了这些DM对象的宇宙膨胀的演变。随着宇宙的膨胀，这些物体上会有DM、氦和氢层（详细讨论）的吸积。当它们积累越来越多的质量时，这些层被加热，导致核反应，当达到临界厚度时，这些核反应会燃烧H和He。在这些DM物体质量较重的情况下，物质可以爆炸性地喷射出来。它发现，喷射的时间尺度小于其他紧凑的对象，如中子星（导致x射线爆发）。这些能量闪光可能是这些密集DM物体的可能观测特征。
2022-05-16 astro-ph.CO physics.gen-ph
Reheating the Universe Once More: The Dissipation of Acoustic Waves as a Novel Probe of Primordial Inhomogeneities on Even Smaller Scales
我们提供了一个简单的，但强大的范围内的原始曲率扰动$10^4 {\rm Mpc}^{-1} < k < 10^5 {\rm Mpc}^{-1}$，这还没有受到限制，到目前为止，不像低波数模式。这些尺度上的微扰在原初核合成之后但在红移$z \sim 2 \times 10^6$之前通过Silk阻尼耗散了它们的声振荡能量，并重新加热了光子浴，而没有引起CMB扭曲。这种{ \it声学再加热}导致重子光子比的降低。通过结合独立的测量探测核合成时代和周围的重组时代，我们发现在上述波数范围内的曲率扰动的振幅的上限为${\cal P}_ζ< 0.06$。超大质量黑洞的影响也进行了讨论。
2014-08-08 astro-ph.CO gr-qc
Effects of a Geometrically Realized Early Dark Energy Era on the Spectrum of Primordial Gravitational Waves
在这项工作中，我们调查的几何产生的早期暗能量时代的原始引力波的能谱的影响。早期的暗能量时代，我们选择它有一个恒定的状态方程参数$w$，是协同产生的适当的$f(R)$重力的存在下的物质和辐射完美的流体。正如我们所证明的，预测信号的$f(R)$原始引力波的能谱放大，可以检测到，对于各种再加热温度，特别是对于大的再加热温度。信号幅度取决于早期暗能量时代的持续时间和状态参数的暗能量方程的值，后者对放大的影响更为关键。具体地，当状态方程参数接近de Sitter值$w=-1$时，发生放大。关于早期的暗能量时代的持续时间，我们发现，最大的放大发生在早期的暗能量时代开始在温度$T=0.85\,$ eV，直到$T=7.8\,$ eV。此外，我们研究了一个类似的情况下，发生放大，早期的暗能量时代开始在$T=0.29\,$电子伏特，并持续到温度增加$ΔT\sim 1.7\,$电子伏特。
2022-06-01 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black hole evolution in two-fluid cosmology
早期宇宙中的几个过程可能导致不同质量的原始黑洞的形成。这些黑洞将通过吸积和发射过程与宇宙等离子体相互作用。这种相互作用可能影响了宇宙的动力学，并产生了相当大的熵。本文研究了原初黑洞的存在对早期宇宙演化的影响。我们采用一个具有辐射和原始黑洞气体的双流体宇宙模型。后者是仿照不同的初始质量函数，考虑到可用的约束条件的初始原始黑洞丰度。我们发现，某些人口与狭窄的初始质量函数是能够产生显着的变化的标度因子和熵。
2020-03-20 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Rotating Black Holes
原始黑洞形成于早期的后膨胀时期，在预热过程中物质占主导地位，利用已知的物理学结合关于量子引力作用的合理推测，为暗物质的来源提供了一条新的途径。这里考虑两种情况：普朗克尺度遗迹的幸存和形成小行星尺度质量的原始黑洞的早期宇宙吸积情景。
2020-03-26 astro-ph.CO gr-qc
Evolution of Primordial Black Holes in Loop Quantum Gravity
本文在圈量子引力的背景下研究了原初黑洞的演化。首先计算了不同宇宙时代宇宙的尺度因子和能量密度，然后以此为输入研究了原始黑洞的演化。我们的估计表明，在圈量子引力中，辐射吸积并不影响原初黑洞的演化，尽管与爱因斯坦理论或标量张量理论相比，在早期宇宙中可能形成更多的原初黑洞。
2011-11-24 astro-ph.CO gr-qc
Reheating with Thermal Dissipation and Primordial Gravitational Waves
Tohoku University（东北大学）；KEK（高能加速器研究机构）；Graduate University for Advanced Studies (Sokendai)（日本高级师范学院）
该研究探讨了热耗散驱动的再加热过程对原初引力波谱的影响，提出通过观测引力波谱来探测再加热物理的新途径。
2026-03-10 astro-ph.CO hep-ph
Preheating of the Universe by cosmic rays from primordial supernovae at the beginning of cosmic reionization
来自宇宙再电离期的21厘米信号可以揭示z~30-10原始星系际介质（IGM）的加热历史。有人认为，来自第一个吸积黑洞的X射线可以在这些早期时期显著加热宇宙。在这里，我们提出了另一个IGM加热机制与第一批恒星。从先前的工作中得知，终结大质量第三星族恒星生命的强大超新星（SNe）的残余物可以很容易地从它们的宿主暗物质微晕中扩展到周围的IGM中，这得益于来自祖星的紫外线辐射对晕气体的光蒸发。我们认为，在这样的残余物的演化过程中，SN动能的一个显着的部分可以投入到低能量（E<30 MeV）的宇宙射线，最终将逃逸到IGM。这些次相对论性的宇宙射线可以在宇宙中传播，并在与第一批星系和类星体相关的更强大的再电离/加热机制发挥作用之前，将IGM加热约10-100 K。因此，未来的21厘米观测可以限制第一颗超新星的能量，并提供有关原始IGM中磁场的信息。
2015-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Primordial black hole formation from cosmological fluctuations
该研究围绕原初宇宙学涨落的原初黑洞形成阈值展开，回顾相关解析与数值结果，为通过原初黑洞丰度观测约束早期宇宙提供支撑。
2024-12-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Thermodynamics of the Primordial Universe
本文综述原初宇宙热力学，结合引力、粒子物理与热力学，基于标准宇宙学模型和粒子物理标准模型，分析平衡与非平衡过程，揭示热历史对宇宙演化的关键作用。
2024-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black-hole formation and heavy r-process element synthesis from the cosmological QCD transition. Two aspects of an inhomogeneous early Universe
TU Dresden（德累斯顿工业大学）；Deutsches Zentrum für Astrophysik (DZA)（德国天体物理中心）；DESY（德国电子同步辐射研究所）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Center for Advanced Systems Understanding (CASUS)（先进系统理解中心）；University of Wrocław（弗罗茨瓦夫大学）；University of Rostock（罗斯托克大学）
研究探讨了原始黑洞在宇宙黑暗时代和暗物质候选中的作用，以及QCD相变对原始黑洞形成和重r过程元素合成的影响。
2025-07-08 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Quantum mechanical study of the high-temperature $\mathrm{H}^+ + \mathrm{HD} \to \mathrm{D}^+ + \mathrm{H}_2$ reaction for the primordial universe chemistry
我们使用与时间无关的反应碰撞的量子力学公式来研究态到态的$\mathrm{H}^+ + \mathrm{HD} \to \mathrm{D}^+ + \mathrm{H}_2$化学反应。我们计算的碰撞能量高达1.8电子伏特和速率系数的温度高达10000开尔文的横截面。我们认为HD的最低振动水平$v=0$和旋转水平$j=0$ 4，和H $_2$的振动水平$v'=0$ 3和旋转水平$j'=0$ 9。对于低于4000开尔文的温度，速率系数强烈地随初始转动能级$j$变化，这取决于反应是吸热的（$j\le 2$）还是放热的（$j\ge 3$）。随着最终振动量子数$v'$的增加，反应的可能性也越来越小。我们的研究结果说明了在原始宇宙化学的背景下研究状态到状态反应的重要性。
2019-02-05 astro-ph.CO physics.chem-ph
Separate Universes Do Not Constrain Primordial Black Hole Formation
卡尔和霍金证明了被平坦的FRW宇宙包围的球形过密区域的适当大小不可能是任意大的，否则该区域会自我封闭并成为一个独立的宇宙。从这个结果中，他们得出了一个连接过密区域的大小和密度的条件，确保它是我们宇宙的一部分。卡尔利用这个条件得到了密度波动幅度的上限，并得出了这样的结论：对于较小的幅度，原始黑洞的形成是可能的，而较大的幅度则表明存在一个独立的宇宙。相比之下，我们发现，最大值的出现并不是避免分离宇宙的结果，而是自然产生于所选切片的几何形状。用一个体积涨落变量代替密度揭示了涨落是一个独立的宇宙当且仅当这个变量在超视界尺度上发散。因此，卡尔和霍金的条件并没有对密度涨落造成物理约束。原始黑洞形成的初始曲率波动幅度大于对应的最大密度波动幅度的动力学以前没有被详细考虑，所以我们比较它的振幅较小的著名的情况下，通过提出嵌入和共形图的两种类型的尘埃时空。
2011-06-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black hole formation in the matter-dominated phase of the Universe
我们研究了宇宙中物质主导阶段的原始黑洞形成，其中引力坍缩中的非球形效应起着至关重要的作用。这与辐射主导时代的黑洞形成鲜明对比。应用Zel'dovich近似、Thorne箍猜想和Doroshkevich概率分布，导出了原始黑洞的产生概率$β_{0}$.即使视界入口处的密度涨落$σ$为1阶，所得的数值结果也是适用的。对于$σ\ll 1$，我们找到了一个半解析公式$β_{0}\simeq 0.05556 σ^{5}$，它与Khlopov-Polnarev公式相当.我们发现，对于$σ\lesssim 0.05$，物质主导时代的产生概率远大于辐射主导时代的产生概率，而对于$σ\gtrsim 0.05$，两者具有可比性。我们还讨论了如何$σ$可以写在原始曲率扰动。
2016-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Axion-like particles from primordial black holes shining through the Universe
我们考虑一个宇宙学的情况下，非常早期的宇宙经历了一个短暂的时代，由于形成了大量的原始黑洞（PBH）的质量$M \lesssim 10^{9}\,\textrm{g}$，大爆炸核合成之前蒸发的物质统治。在这种情况下，霍金辐射将是一种非热机制，产生类轴子粒子（ALP）的宇宙背景。我们假设这些ALP只与光子耦合的最小场景。在超轻ALP（$m_a \lesssim 10^{-9}\,\textrm{eV}$）的情况下，宇宙磁场可能会触发ALP-光子转换，而对于质量$m_a \gtrsim 10\,\textrm{eV}$，光子对中的自发ALP衰变将是有效的。我们研究了这些机制对宇宙X射线背景的影响，对星系团中X射线光度过剩的影响，以及对宇宙再电离过程的影响。
2021-09-02 astro-ph.CO hep-ph
Shocks from Exploding Primordial Black Holes in the Early Universe
Vrije Universiteit Brussel（布鲁塞尔自由大学）；The International Solvay Institutes（国际索尔维研究所）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；CERN（欧洲核子研究组织）；Universität Zürich（苏黎世大学）
研究低质量原初黑洞霍金辐射对早期宇宙等离子体的能量沉积，揭示其引发水动力学激波的机制，发现激波能局部恢复电弱对称性，为早期宇宙非平衡动力学提供新视角。
2026-03-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Hunt for Primordial Interactions in the Large Scale Structures of the Universe
理解我们今天在天空中观察到的宇宙结构的原始机制是宇宙学的主要目标之一。这种机制的主要范例是由暴胀情景提供的，暴胀是宇宙演化的早期阶段的一段剧烈加速膨胀时期。虽然我们目前对暴胀物理学的了解仅限于符合观测的唯象模型，但对暴胀过程中发生的粒子内容和相互作用的精确理解将为我们对高能基础物理学的理解提供突破。本文综述了宇宙大尺度结构中原初相互作用印记模型的理论研究进展。我们特别关注这种相互作用对暗物质晕的统计分布的影响，提供了一个一致的治疗所需的步骤，以连接在膨胀过程中产生的场之间的相关性，所有的方式晚时间的相关性晕。
2021-06-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
