Stable bounce and inflation in non-local higher derivative cosmology
原初暴胀的最大问题之一是暴胀时空是过去不完全的。这主要是因为爱因斯坦的GR遭受了类似于空间的大爆炸奇点。最近的研究表明，爱因斯坦引力的无幽灵、非局部高导数紫外线修正可能能够通过非奇异反弹来解决宇宙学大爆炸奇点。在这种非定域宇宙学模型的框架内，我们将研究在过去的大反弹之前的暴胀轨迹周围的亚哈勃和超哈勃扰动，并证明暴胀轨迹具有紫外线完成，并且扰动不受任何病理学的影响。
2012-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial non-Gaussianities of scalar and tensor perturbations in general bounce cosmology: Evading the no-go theorem
指出k-本质场驱动的物质反弹宇宙学不能同时满足张量-标量比和曲率微扰的非高斯性的观测界。在本文中，我们表明，这是不是在更一般的标量张量理论的情况下。为了做到这一点，我们评估的功率谱和双谱的标量和张量扰动的一般合同背景下的Horndeski理论。然后，我们讨论了如何区分收缩模型从膨胀的基础上非高斯签名的张量扰动。
2019-09-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial full bispectra from the general bounce cosmology
本文计算一般反弹宇宙学收缩阶段标量与张量扰动的完整自双谱及交叉双谱，比较两类分支的非高斯振幅和形状，并给出满足理论与观测约束的可行参数空间。
2025-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Parity violation in primordial tensor non-Gaussianities from matter bounce cosmology
本文研究物质弹跳宇宙学中的原初张量非高斯性，发现非动力学耦合下其振幅仍小于慢滚暴胀情形，引入动力学耦合后可增强非高斯性并有望通过宇宙微波背景实验检验。
2024-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-adiabatic Evolution of Primordial Perturbations and non-Gaussinity in Hybrid Approach of Loop Quantum Cosmology
虽然圈量子宇宙学（LQC）预言了Friedmann-Robertson-Walker（FRW）时空在标准慢卷暴胀之前的背景演化的稳健量子反弹，从而解决了大爆炸奇点，但对于宇宙学扰动有几种不同的量子化过程，例如，{ \em变形代数，穿着度规和混合量子化}。本文用混合方法研究了原始微扰的量子反弹效应。这种方法的主要差异是在量子反弹的有效正质量的背景，这是占主导地位的动能的暴胀子场在反弹的演化，而这个质量总是非正的穿着度规的方法。正是这种有效质量的正性，在量子反弹的初始时刻违反了原始微扰的绝热演化。在假设背景的演化受暴胀子在反弹时的动能支配的情况下，我们发现标量和张量扰动的有效势都可以用Pöschl-Teller（PT）势很好地近似描述，这使我们能够找到扰动的解析解，从这些解析表达式中，我们可以详细地研究原始微扰的非绝热演化。特别是，我们推导出它们的量子反弹效应，并研究它们的观测约束。此外，还探讨了量子反弹效应对非高斯性的影响及其对解释CMB中观测到的功率不对称性的意义。
2018-11-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Following the density perturbations through a bounce with AdS/CFT Correspondence
一个反弹宇宙模型，称为耦合标量快子反弹（CSTB）宇宙，已经被证明可以解决视界，平坦性和均匀性问题以及大爆炸奇点问题。此外，从反弹前收缩阶段所产生的原始密度扰动的尺度不变谱被证明是稳定的对时间的演化。在这项工作中，我们研究了详细的动力学的反弹和它的印记上的尺度不变性的频谱。当空间曲率变大时，反弹点附近的引力相互作用动力学可能是强耦合的。没有一个先验的理由来期望物质密度的原始扰动的谱指数可以被保留。通过AdS/CFT对应，将反弹动力学全息编码到弱耦合的对偶Yang-Mills系统的动力学中，我们可以安全地演化出完全可控的宇宙扰动谱。通过这种方式，我们可以比较反弹后的频谱与反弹前的频谱：在CSTB模型中，我们明确地表明，在收缩阶段产生的原始密度扰动的频谱保持其稳定性以及在整个反弹过程中的尺度不变性。
2019-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Curvature bounce in general relativity: background and primordial spectrum
最近的数据表明，宇宙可能是正弯曲的。结合暴胀阶段，这可能导致曲率反弹而不是大爆炸。背景演化，作为控制宇宙演化的参数的函数。还计算了原始张量谱，并强调了模型可能的观测足迹。几个潜在的被认为是一般性的评论是关于“自然”在这种情况下。
2021-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Pre-inflationary primordial perturbations
宇宙微波背景涨落中的大尺度功率亏损可能与前暴胀、反弹或慢卷暴胀之前的超级暴胀阶段的物理学有关，这可以提供暴胀的无奇异实现。我们研究了这种前暴胀演化中的原始扰动，它通常可能由具有不同背景动力学的多个阶段组成，并给出了递归Bogoliubov系数的原始扰动功率谱的普适公式。我们还将我们的公式应用到相应的情况下，并显示了大规模的功率抑制的强度是如何影响的前暴胀物理。
2015-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effects of the ekpyrotic mechanism on inflationary phase in loop quantum cosmologies
Baylor University（贝勒大学）
研究在圈量子宇宙学框架下，ekpyrotic机制如何通过标量场有效状态方程大于1来控制收缩相中的剪切，并确保暴胀阶段足够长以解决宇宙学问题。
2026-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes in Induced Gravity Inflationary Models with Two Scalar Fields
本研究提出含诱导引力项的双标量场暴胀模型，经度规共形变换得到手征宇宙学模型，验证其符合观测数据且可用于原初黑洞形成，估算显示原初黑洞可作为暗物质候选体。
2024-11-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bouncing and inflationary dynamics in quantum cosmology in the de Broglie-Bohm interpretation
该研究在德布罗意-玻姆诠释框架下探究平坦FRW宇宙的量子宇宙学，得到刚性物质量子反弹解，分析暴胀动力学对反弹参数的依赖并结合宇宙学观测给出参数约束。
2023-07-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Genericness of pre-inflationary dynamics and probability of the desired slow-roll inflation in modified loop quantum cosmologies
在修正的圈量子宇宙学框架下研究了空间平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙在混沌和Starobinsky势下的演化.这些模型导致了非奇异的反弹，就像在圈量子宇宙学中一样，但是在能量密度中具有比二次项更高阶的复杂得多的修改的弗里德曼动力学。对于动能占主导地位的反弹，我们得到的解析解，使用不同的近似和比较与各种物理变量的数值演化。结果表明，在两种电位的反弹区，相对误差均小于$0.3\%$。通用功能的动力学，共享圈量子宇宙学，建立使用解析和数值解。研究了动力学中反弹区、过渡区和暴胀区三个不同阶段的详细性质。对于势能主导的反弹，我们定性地描述了它的一般特征，并通过模拟证实，它们都导致了所需的慢卷阶段的混沌膨胀。然而，在Starobinsky势中，势能主导的反弹不能引起任何暴胀相。最后，我们计算所需的慢卷膨胀的概率发生在混沌膨胀和循环量子宇宙学，发现一个非常大的概率宇宙进行通货膨胀。
2019-08-23 astro-ph.CO gr-qc
Primordial features from ekpyrotic bounces
在原始标量功率谱的某些功能是已知的，以改善拟合宇宙学数据。我们研究是否弹跳的情况下，可以保持可行的，如果未来的数据确认存在这样的功能。在暴胀中，轨迹是吸引子的事实允许特征的生成。然而，弹跳场景通常需要微调的初始条件，并且只有Ekpyrotic模型才允许吸引子。我们证明，第一次，ekpyrotic方案可以产生特定的功能，已被认为是在通货膨胀的背景下。
2019-01-29 astro-ph.CO gr-qc
Cyclic Entropy: An Alternative to Inflationary Cosmology
我们讨论如何建立一个无限循环的宇宙模型。一个主要的考虑是使熵循环，这需要在每个循环中将熵重置为零膨胀到转向，收缩，反弹等。在这里，我们通过从加速膨胀产生的外向中选择内向（可见宇宙）来重置转向时的熵。在该模型中，所观察到的均匀性是由反弹时的低熵解释的，所观察到的平坦性是由膨胀和收缩宇宙之间的收缩以及尺寸减小引起的。目前的平坦度预测是非常精确的。
2015-03-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-singular Bounce Cosmology from Lagrange Multiplier $F(R)$ Gravity
在这项工作中，我们研究的背景下的拉格朗日乘子广义$F(R)$引力理论的引力非奇异{反弹宇宙}。我们指定我们的研究通过使用一个特定的变体形式的众所周知的物质{反弹宇宙学}，与比例因子$a(t) = \left(a_0t^2 + 1 \right)^n$，我们证明，对于$n < 1/2$，原始曲率扰动产生的收缩时代。特别是，我们明确地表明，扰动模式退出视界在一个大的负时间在收缩时代，这反过来又使“低曲率”制度，时代的观测指标的计算有关的原始功率谱可以被认为是可靠的。利用拉格朗日乘子$F(R)$引力的重构技术，构造了能实现这种宇宙演化的有效$F(R)$引力的形式，并确定了原初曲率扰动的功率谱.相应地，我们计算了原始曲率扰动的谱指数和张量标量比，我们面对这些与最新的观测数据。我们还解决了原始度规扰动的稳定性问题，为此，我们确定了$F(R)$的形式，它实现了整个宇宙时间范围内的非奇异宇宙学$-\infty < t < \infty$，通过求解弗里德曼方程没有“低曲率”近似。然而，由于所得微分方程的高度复杂性，本研究采用数值方法进行。我们还调查了目前的背景下的能源条件。在标准$F(R)$引力的背景下，还研究了非奇异反弹的现象学。
2019-10-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
$f(R)$-Gravity Generated Post-inflationary Eras and their Effect on Primordial Gravitational Waves
在这项工作中，我们将考虑一个几何产生的后暴胀时代对原始引力波能谱的影响。具体地说，我们将考虑一个后暴胀常数状态方程时代，产生的协同效应的$f(R)$重力和辐射和物质完美的流体。我们将研究两种有趣的情况，一种是状态方程参数$w=-1/3$，在这种情况下，宇宙既不加速也不减速，另一种是$w=0$，因此是一个早期的物质支配时代。为了评价与引力波能谱计算有关的暴胀观测指标，我们还考虑了常数状态方程参数era对$e$ -折叠数的影响。在$w=-1/3$和$w=0$两种情况下，原初引力波的能谱都被放大，但对于$w=0$情况，这种效应更强。
2022-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial non-Gaussianities in single field inflationary models with non-trivial initial states
我们计算的非高斯性，出现在单场，慢卷暴胀模型所产生的任意均匀的初始状态，以及subleading贡献的功率谱。非Bunch-Davies真空初始状态可以出现，如果过渡到单场，慢卷膨胀阶段只发生在可观测模式离开视界之前不久。它们也可以产生于新的高能物理，这些高能物理已经被整合出来了。我们的一般结果的双谱表现出几个功能，以前看到的特殊情况下。
2014-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Geodesically Complete Curvature-Bounce Inflation
Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Beyond Center for Fundamental Concepts in Science, Arizona State University（亚利桑那州立大学基础概念超越中心）
本文提出一个基于普通广义相对论的闭合宇宙模型，利用正真空偏移的标量场实现反弹与膨胀，满足NEC条件且产生与观测一致的膨胀特征。
2026-06-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Universal features of quantum bounce in loop quantum cosmology
本文在圈量子宇宙学（LQC）的{ \em the dressed metric approach}框架下，分析研究了平坦Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙及其线性微扰的演化.假设背景的演化由暴胀子在量子反弹时的动能控制，我们发现在暴胀前阶段，背景的演化及其扰动都与暴胀势无关.在此期间，扰动的有效势可以很好地近似为Pöschl-Teller（PT）势，从中我们可以解析地找到模函数，然后计算出慢卷暴胀开始时相应的Bogoliubov系数，对任何具有单个标量场的暴胀模型都有效。施加Bunch-Davies（BD）真空在收缩阶段之前的反弹时，所有的模式都在哈勃视界内，我们表明，粒子一般是由于前膨胀动力学创建。将它们与慢卷膨胀阶段中获得的结果相匹配，我们研究了膨胀前动力学对标量和张量功率谱的影响，并找到了可以通过当前和即将到来的观测进行测试的特征。特别是，为了与普朗克2015年的数据保持一致，我们发现宇宙自反弹以来至少膨胀了$141$ e倍。
2017-09-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
From Cosmic Bounces to Primordial Black Holes: The Role of Primordial Magnetic Fields
Indian Institute of Technology (Indian School of Mines)（印度理工学院（印度矿业学院））
研究非奇异ekpyrotic反弹产生的原初磁场对原初黑洞形成的作用，通过保留有限波数截断计算曲率谱等，确定原初黑洞丰度，明确有限波数截断和坍缩假设在关联反弹磁生成与原初黑洞丰度中的关键作用。
2026-10-16 astro-ph.CO gr-qc
On primordial trispectrum from exchanging scalar modes in general multiple field inflationary models
本文对具有广义动力学项的多场暴胀模型中交换中间标量模的原始三谱作了补充研究。连同计算不可约贡献的原始三谱在参考。[103]，给出了广义多场模型的首阶本原三谱.
2010-10-06 astro-ph.CO hep-th
G-Bounce Inflation: Towards Nonsingular Inflation Cosmology with Galileon Field
我们研究了一个非奇异的反弹暴胀模型，它可以驱动早期宇宙从一个收缩阶段，反弹到一个普通的暴胀阶段，然后再加热的过程。除了在标准宇宙学方案中避免了大爆炸奇点的反弹外，我们还利用Horndesky理论设计了拉格朗日量的动力学和势形式，从而使反弹宇宙学中的两大问题，即鬼现象和各向异性问题都不会出现。宇宙学扰动既可以产生于收缩相，也可以产生于暴胀相，后者的功率谱是标度不变的，符合观测数据，而前者的扰动具有非平凡的特征，可以通过大尺度结构实验进行检验。我们还将我们的模型拟合到CMB TT功率谱。
2015-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes formation in inflationary $F(R)$ models with scalar fields
Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学索博列夫核物理研究所）
研究通过引入诱导引力项和四阶多项式势能，构建了F(R)引力模型，探讨了原初黑洞的形成及其作为暗物质的可能。
2025-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Enhance Primordial Black Hole Abundance through the Non-linear Processes around Bounce Point
非奇异弹跳宇宙学是暴胀的另一种范式，在爱因斯坦引力的背景下，背景能量密度在弹跳点消失。因此，在密度涨落演化（$δρ$）的非线性效应可能是强的反弹阶段，这可能提供了一种机制，以提高原始黑洞（PBH）的丰度。本文提出了一个全面的说明PBH增强由于反弹阶段。为了计算$δρ$的非线性演化，本文数值求解Raychaudhuri方程。由于非线性过程可能导致反弹点后$δρ$的非高斯概率分布函数，因此以修改的Press-Schechter形式计算PBH丰度。在这种情况下，PBH形成的标准是复杂的，这是由于在反弹阶段期间$δρ$的复杂的非线性演化行为。我们的研究结果表明，反弹阶段确实有潜力提高PBH的丰度充分。此外，还利用PBH丰度约束了反射相位参数，为宇宙微波背景和大尺度结构的测量提供了补充。
2022-07-29 astro-ph.CO
Non-standard primordial fluctuations and nongaussianity in string inflation
在弦论中，暴胀场景通常涉及大量的光标量场，它们的存在可以丰富暴胀时期产生的原初涨落的后暴胀演化。我们提供了一个简单的例子，这样的后暴胀处理内的显式字符串暴胀的建设，使用卡勒模量作为暴胀的框架内的大体积IIB型字符串通量紧致化。我们认为，在这一广泛的类别内的暴胀模型往往有一个选择标量是足够轻的宇宙学相关的，其贡献的原始波动谱可以竞争的标准方式产生的暴胀。因此，这些模型经常预测在普朗克卫星可能观测到的水平f_NL ~ O（10）上的非高斯性，在弯曲子情景的弦实现中，双谱由具有压缩形状的三角形最大化。我们认为，这样一个信号的观测将强烈倾向于弦宇宙学，如这些预测在非常早期的宇宙多场动力学。
2010-07-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unification of a Bounce with a Viable Dark Energy Era in Gauss-Bonnet Gravity
在这项工作中，我们将证明，这是可能的，在一个统一的方式来描述一个原始的反弹与暗能量时代，在高斯-邦纳修改重力的背景下。特别是，早期反弹具有原始标量曲率扰动的近尺度不变功率谱，而暗能量时代是可行的，这意味着它模仿了$Λ$ -冷暗物质模型，并且与普朗克2018年宇宙学参数数据兼容。此外，我们的分析表明，暗能量时代是免费的暗能量振荡，这发生在$f(R)$重力的背景下。我们通过研究高斯-邦纳模型的$f(R)$扩展进一步解决了后一个问题，我们表明，$f(R)$引力部分的行动实际上产生了暗能量振荡的红移$z\sim 4$。
2020-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bounce inflation driven by Higgs field
在这项工作中，我们研究了由希格斯场驱动的反弹暴胀模型。希格斯场通过高斯-邦纳项与引力非最小耦合。我们表明，希格斯场可以驱动一个幂律收缩，然后是一个反弹，然后是一个退出的通货膨胀阶段。分析得到了收缩和膨胀的相位。数值计算得到了从收缩到暴胀的平滑过渡。此外，该模型的功率谱被发现是一致的宇宙学数据。
2018-11-14 astro-ph.CO
Qualitative dynamics and inflationary attractors in loop cosmology
利用量子几何的有效时空描述，研究了空间平坦的各向同性和均匀模型的三种不同圈量子化的定性动力学。这些包括标准圈量子宇宙学（LQC），其最近复兴的修改（称为mLQC-I），以及另一个相关的修改LQC（mLQC-II），其动力学是第一次详细研究。LQC的各种功能，包括量子反弹和前暴胀动力学，被发现是共享的mLQC-I和mLQC-II模型。我们研究了混沌暴胀、分数单值暴胀、Starobinsky势、非最小希格斯暴胀和指数势的动力学普适性质。我们发现了各种临界点，并研究了它们的稳定性，这揭示了所有这些模型在反弹后阶段的各种定性相似之处。LQC和mLQC-II的反弹前定性动力学非常相似，但与mLQC-I有显著不同。在动力学分析中，一些不动点是退化的，中心流形理论被用于分析。对于所有这些势，非微扰的量子引力效应总是导致一个非奇异的暴胀场景，其中一个阶段的超级暴胀由常规暴胀接替。我们证明了暴胀吸引子的存在性，并在指数势的情形下得到了标度解。由于所有的模型同意广义相对论在晚些时候，我们的结果也是使用在经典理论中的定性动力学的一些潜力还没有研究过。
2018-09-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Big-Bounce with Finite-time Singularity: The $F(R)$ Gravity Description
大爆炸宇宙学的另一种观点是大反弹宇宙学。在$F(R)$修正引力的背景下，我们研究了在反弹点处具有IV型奇点的反弹宇宙学。我们调查的哈勃半径的演变，我们详细研究原始的宇宙学扰动的问题。正如我们所证明的，对于奇异反弹，起源于反弹附近的宇宙时代的原始扰动，不产生标度不变的光谱和短波长模式，在这些退出视界后，不冻结，但随时间线性增长。在介绍了宇宙学扰动研究之后，我们讨论了奇异反弹模型的可行性，我们的结果表明奇异反弹必须与另一种宇宙学方案相结合，或者应该进行适当的修改，才能导致可行的宇宙学。对慢滚参数的研究也得到了同样的结果，表明对于一定的参数值，奇异弹跳理论在奇点处是不稳定的。我们还共形变换的约旦框架奇异反弹，正如我们所证明的，爱因斯坦框架度量导致一个大撕裂奇点。因此，约当框架中的IV型奇点在爱因斯坦框架中变成了大撕裂奇点。最后，我们简要地研究了一个广义奇异宇宙模型，它包含两个IV型奇点，具有相当吸引人的特点。
2017-01-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Fuzzy Bounces
本文提出基于比安基恒等式约束的模糊因子涂抹方法，研究两类宇宙学反弹解的稳定性与演化。
2024-04-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Direct Detection of the Primordial Inflationary Gravitational Waves
暴胀宇宙学成功地解释了一些突出的宇宙学问题，包括平坦性、视界和遗迹问题。更引人注目的是实验证实了暴胀量子涨落引起的结构。然而，暴胀时代的物理学尚不清楚。宇宙微波背景（CMB）任务的偏振观测可以探测到暴胀引力波（GW）的张量模效应，并给出暴胀的能量标度。为了探索暴胀物理，需要直接观测暴胀时代产生的引力波。在这篇文章中，我们主张，直接观察这些GWs的灵敏度下降到10** gw（-23），如果前景可以分离，利用目前的预计技术发展是可能的。
2009-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Delicate curvature bounces in the no-boundary wave function and in the late universe
本文结合真空能量衰变与闭合宇宙几何，构造无边界瞬子以描述早期及未来曲率反弹，并分析其发生条件、量子偏离与波函数权重。
2025-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The spectrum of gravitational waves in an f(R) model with a bounce
我们提出了一个暴胀模型之前，反弹的度量$f(R)$理论。在这个模型中，修正的引力只影响宇宙的早期阶段。我们用Bogoliubov系数的方法分析了这种情况下的引力波的预测谱。我们表明，有独特的（振荡）信号的频谱非常低的频率，即，对应于当前进入地平线的模式。
2013-02-08 astro-ph.CO gr-qc 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
Warm bounce in loop quantum cosmology and the prediction for the duration of inflation
我们研究和估计概率预测的持续时间的前膨胀和慢滚阶段后，在循环量子宇宙学的反弹，确定如何在前反弹阶段的辐射的存在影响这些结果。我们提出了我们的分析不同类别的通货膨胀的潜力，其中包括单项幂律混沌类型的潜力，即，为二次，四次和六次潜力，也为希格斯对称性破缺潜力，考虑不同的真空期望值在后一种情况下的值。我们得到的概率密度函数的膨胀e倍的数量和其他相关的数量为每个模型，并产生概率结果从这些分布。这项研究使我们能够讨论在何种条件下，每个模型最终可能导致可观察到的签名的频谱上的宇宙微波背景，否则，也被排除在没有预测足够的量的加速膨胀。辐射对每个模型预测的影响被明确量化。所得到的结果表明，圈量子宇宙学中的暴胀e折叠数不是先验的任意数，但原则上可以是一个可预测的量，即使结果取决于模型和暴胀状态开始之前宇宙中的辐射量。
2020-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Converting entropy to curvature perturbations after a cosmic bounce
我们研究两个领域的反弹宇宙学中，原始的扰动是在一个ekpyrotic或一个物质为主的收缩阶段。我们使用一个非奇异的幽灵凝聚反弹模型来跟踪宇宙的反弹到膨胀阶段的扰动。与绝热扰动相反，在大尺度上，绝热扰动在整个反弹过程中是守恒的，熵扰动在反弹阶段可以显着增长。如果它们在反弹之后被转换成绝热/曲率扰动，则它们通常形成对微波背景中所观察到的温度波动的主要贡献，这可以具有若干有益的含义。对于Ekpyrotic模型，这种机制放松了对Ekpyrotic势的振幅的约束，同时自然地抑制了非高斯性的内在量。对于物质反弹模型，与相关的原始引力波相比，该机制放大了标量扰动。
2016-10-05 astro-ph.CO hep-th
Black hole formation from a general quadratic action for inflationary primordial fluctuations
最新的毫微微和微透镜约束表明，原始黑洞的$\sim 10^{-16} M_\odot$和$\sim 10^{-12} M_\odot$，分别可能构成了大部分的暗物质。我们描述了解析和数值的动态暴胀波动具有随时间变化的传播速度或有效的普朗克质量可以导致丰富的原始黑洞生产。作为一个例子，我们提供了一个特设的DBI类模型。一个非常大的原始频谱起源于一个小的声速通常导致强耦合内的香草有效理论的暴胀微扰。然而，我们指出，幽灵通货膨胀可能能够绕过这个问题。我们还考虑了固体暴胀中黑洞的形成，为此，除了类似的困难之外，我们还强调了再加热过程的重要性。此外，我们审查的基本形式主义的大辐射密度起伏的崩溃，强调适当的选择规范不变变量的相关性。
2019-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational signatures of a non-singular bouncing cosmology
我们研究了一个宇宙学的情况下，通货膨胀之前的反弹。在这种情况下，膨胀的主要缺点之一的原始奇点被非奇异的反弹所取代，在此之前宇宙经历了一个收缩阶段。我们的出发点是Falciano等人（2008）研究的弹跳宇宙学，我们通过详细研究通过弹跳的宇宙学扰动的转移和讨论弹跳宇宙学可能的观测效应来完成。我们着重于对称反弹，计算了收缩、反弹和暴胀阶段的宇宙学扰动演化。我们推导出一个表达式的Mukhanov-Sasaki扰动变量在开始的通货膨胀阶段，以下反弹。而不是在Bunch-Davies真空中，它被发现处于取决于反弹时间尺度的激发态。然后，我们表明，这诱导振荡叠加在近标度不变的原始谱标量和张量扰动。我们讨论了这些振荡在宇宙微波背景和物质功率谱中的影响。我们提出了一种新的方法来间接测量的空间曲率能量密度参数在这个模型的上下文中。
2011-06-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Gravitational Waves of Big Bounce Cosmology in Light of Stochastic Gravitational Wave Background
本研究针对通用大反弹宇宙学，将背景演化参数化为四阶段，解析推导原初引力波谱的显式形式，将反弹情景分为四类并以玩具模型验证，为利用PTA及先进引力波探测器的SGWB信号探索宇宙极早期提供理论工具。
2024-07-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Anatomy of single-field inflationary models for primordial black holes
我们构造了一个解析可解的简化模型，该模型捕捉了大多数单场暴胀模型中原始黑洞（PBH）产生的基本特征。该结构利用了恒定滚转（或慢速滚转）阶段和之前的超慢速滚转阶段之间的Wands对偶性，并且可以通过两个连接抛物线的简单暴胀子势来实现。在这个框架内，有可能制定明确的通货膨胀的情况下，符合CMB的意见和丰富的生产PBH的任意质量。我们量化的曲率功率谱中的峰的形状在不同的暴胀的情况下的变化，并讨论其对探测PBH标量诱导的引力波背景的影响。我们发现，COBE/Firas $μ$ -扭曲约束排除生产PBH重于$10^4 M_\odot$在单场膨胀。
2022-06-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Matter Bounce By Means of Ghost Condensation
假设存在一个经历“鬼凝聚”并具有适当选择的势的标量场，在规则物质和辐射存在的情况下，有可能获得非奇异的弹跳宇宙学。可以选择虚凝聚场的势，使得宇宙学反弹在各向异性应力的存在下是稳定的。与当前宇宙学观测相关的长波长宇宙学波动穿过反弹，而不受产生反弹的新物理学的影响。因此，这个模型允许实现的“物质反弹”的情况下，一个替代暴胀宇宙学的产生所观察到的原始波动，其中的不均匀性起源于量子真空扰动退出哈勃半径在物质为主的收缩阶段。
2010-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Pre-inflationary genesis with CMB B-mode polarization
最近的B模式偏振观测似乎暗示了张量倾斜$n_T\gtrsim 1$在大角度尺度，如果原始信号占主导地位。我们证明了对于一个处于慢卷暴胀前的缓慢膨胀创生阶段的太初宇宙，其太初张量谱将出现一个大尺度截断，即在大尺度下为$n_T\gtrsim 1$，而在小尺度下为$n_T\simeq 0$.我们发现，这种暴胀现象不仅与观测结果相一致，而且预示了BB功率谱的一个大尺度异常，即由于张量扰动振幅的大幅度抑制，在低$l$下几乎看不到再电离凸点，这可能被普朗克极化数据所证伪。
2014-10-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Generalized Non-Minimal Derivative Coupling: Application to Inflation and Primordial Black Hole Production
我们引入暴胀模型，其中暴胀具有依赖于场的非最小导数耦合到爱因斯坦张量，我们命名为GNMDC。这Horndeski长期提供了新的和可区分的通货膨胀的预测框架，改善可能的问题与梯度不稳定性在再加热阶段。我们使用幂律单项式势和指数势研究暴胀现象。我们进一步阐述了暴胀子调制GNMDC的影响，并构建GNMDC项，可以放大小尺度下原始扰动的功率谱，触发PBH产生。GNMDC的一个吸引人的特点是，通货膨胀，以及PBH的生产，可以利用希格斯势实施。
2020-06-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark energy from primordial inflationary quantum fluctuations
我们表明，目前的宇宙加速可以解释为一个几乎无质量的标量场经历量子涨落在原始的通货膨胀。假设它的质量不超过今天的哈勃参数，这个场在宇宙学时代已经被冻结，直到最近才开始主宰宇宙。通过使用超新星的数据，完成从星系调查和宇宙微波背景各向异性的重子声振荡，我们推断的原始暴胀的能量尺度约为几个TeV，这意味着可以忽略不计的张量标量比的原始波动。此外，我们的模型表明，通货膨胀持续了极长的时间。因此，暗能量可能是宇宙暴胀的自然结果，接近于电弱能量标度。
2010-09-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes from an inflationary potential valley
本研究提出一个具有局部极小值的玩具暴胀模型，通过增强曲率扰动高效产生原初黑洞，其质量窗口$10^{16}$--$10^{20}$克可构成全部暗物质。
2023-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Non-Gaussianities from the Trispectra in Multiple Field Inflationary Models
我们研究了多场暴胀模型中三谱的本原非高斯性，这可以看作是多场$k$ -暴胀和多DBI暴胀的推广。我们导出了暴胀子场的全四阶微扰作用量，并计算了在极限$\ca \ll 1$和$\ce \ll1$中微扰的四点关联函数。有三种类型的动量相关的形状函数，产生于三种类型的四点相互作用的顶点。曲率扰动的最终三谱可以用这三个形状函数的变形和置换来表示，并且由$\ca$、$\ce$、$λ$、$Π$确定，这取决于模型的非线性结构以及传递函数$T_{\Rc\Sc}$。我们还讨论了三谱的参数空间，并绘制了三谱的形状图，用于可视化和区分不同的形状。
2009-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Tensor Perturbation in Double Inflationary Scenario with a Break
本文研究了双暴胀模型中存在一个中间破缺阶段时所产生的原初张量扰动。由于跃迁的存在，功率谱偏离真空谱，出现振荡现象。在标量型曲率扰动的情况下，已知这些振荡的振幅可以被增强以导致功率谱大于真空情况下的功率谱。人们可能也期望对张量扰动有类似的增强。不幸的是，它被发现，当状态方程（EOS）参数$w=p/ρ$的中断阶段是一个常数与$w>-1/3$，振荡的幅度从来没有大到足以提高功率谱。相反，我们发现，即使在第一暴胀阶段离开视界并在整个阶段保持超视界的尺度上，功率谱也会受到抑制。我们确定了这种抑制的原因，除了超视界尺度上的领先阶常数解的校正项。我们认为，我们的结果是一般的意义上说，任何中间中断阶段在通货膨胀不能产生增强的张量谱，只要哈勃膨胀率是非增加的时间。
2019-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial non-Gaussianity as a signature of pre-inflationary radiation era
讨论了在暴胀模型中产生的原初非高斯性，其中暴胀之前是辐射时代。结果表明，双谱和三谱的非高斯性由于前暴胀辐射时代的存在而增强。这种情况的一个显著特征是三谱非高斯性大于双谱非高斯性。
2013-02-01 astro-ph.CO
Primordial power spectrum from a matter-Ekpyrotic bounce scenario in loop quantum cosmology
物质反弹和Ekpyrotic方案的联盟经常被研究，试图结合这两个模型的最有前途的功能。由于圈量子宇宙学（LQC）中的非微扰量子几何效应导致了自然的反弹场景，而没有任何能量条件的破坏或微调，因此在这种量子引力背景下研究物质-Ekpyrotic反弹场景是有趣的。在这项工作中，我们探讨了这个统一的唯象模型的空间平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙中充满灰尘和标量场的LQC在一个Ekpyrotic方案，如负势。背景动力学和功率谱的共动曲率扰动的数值分析与各种初始条件和一个适当的选择的初始状态。通过改变初始条件，我们考虑不同的情况下，灰尘和Ekpyrotic领域的优势，在合同阶段。我们使用dressed度规的方法来数值计算的原始功率谱的共动曲率扰动，原来是几乎尺度不变的模式，退出视界中的物质占主导地位的阶段。但是，在一个常数Ekpyrotic状态方程的近似下使用变形代数的方法在早期的工作中得到的功率谱的恒定幅度相比，我们发现，功率谱的大小变化在演化过程中。我们的分析表明，反弹制度只留下印记的模式以外的标度不变制度。然而，对光谱指数的分析表明与观测数据不一致，因此需要进一步改进这种模式。
2020-12-18 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes and oscillating gravitational waves in slow-roll and slow-climb inflation with an intermediate non-inflationary phase
我们提出了一个新的单场暴胀模型，在这个模型中，通常的慢卷暴胀通过一个短暂的中间非暴胀阶段加入到一个新的慢爬升和慢卷暴胀阶段。然后我们证明了在小尺度下原初曲率扰动可以增强，可以产生相当数量的原初黑洞（PBH），它们构成了暗物质的大部分，伴随PBH形成的标量度规扰动诱导的引力波波（GW）可以通过未来的GW实验检测到，最后但并非最不重要的是，我们的模型与最新的宇宙微波背景观测结果是一致的。值得注意的是，GW光谱在紫外区显示出独特的振荡特征，这源于短的非暴胀阶段。在GW谱中检测到这样的振荡可能表明在整个暴胀中存在这样一个非暴胀阶段，从而为我们提供了一个机会，揭示早期宇宙演化中的一个有趣时期，并将我们的模型与其他模型区分开来。
2020-09-01 astro-ph.CO gr-qc
Non-Gaussianity in inflationary scenarios for primordial black holes
工作在一个理想化的框架中，其中一系列阶段的演变定义的第二慢卷参数$η$匹配在一起，我们计算减少的双谱，$f_{\rm NL}$，模型的通货膨胀与一个大的峰值在其原始的功率谱。我们发现，$f_{\rm NL}$通常是近似恒定的规模在峰值所在的，并提供了一个解析近似值。这使我们能够确定的条件下，$f_{\rm NL}$是足够大的原始黑洞（PBH）和标量引起的引力波（SIGW）产生重大影响。再加上功率谱中上升和下降梯度的解析公式，这为设计或快速分析产生PBH和SIGW的暴胀模型提供了一个工具包。
2022-02-01 astro-ph.CO gr-qc
The exponential tail of inflationary fluctuations: consequences for primordial black holes
在早期暴胀期间产生的曲率扰动已知具有接近其最大值的准高斯分布函数，在那里它们受到宇宙微波背景各向异性和大尺度结构的测量的很好的约束。相比之下，这些分布的尾部知之甚少，尽管这部分与罕见的极端物体如原始黑洞有关。我们发现，这些尾巴是高度非高斯的，不能用标准的非高斯展开，这是为了近似的分布接近其最大值。使用随机$δN$形式主义，我们开发了一个通用的框架来计算的尾巴，这被发现有一个指数，而不是高斯，衰减。这些指数尾是不可避免的，并且不需要任何非最小特征，因为它们只是由暴胀子场沿着其势的量子扩散产生的。我们应用我们的形式主义，一些相关的单场，慢卷膨胀的潜力，我们的分析处理证实了与数值结果的比较。我们讨论了在这些模型中的原始黑洞的预期丰度的影响，并强调，它可以从标准的结果不同的几个数量级。特别是，我们发现，潜在的拐点过度产生原始黑洞，除非慢滚是违反。
2020-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Hole Generation in a Two-field Inflationary Model
总结了我们在一类双场暴胀模型中关于原初黑洞产生的工作。关键因素是背景轨迹在场空间中的急转弯。我们表明，某些类的解决方案的运动方程恰恰表现出这种行为。其中，我们找到的解决方案，它描述了一个超慢卷和慢卷阶段的通货膨胀之间的过渡。
2021-12-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stochastic inflationary dynamics beyond slow-roll and consequences for primordial black hole formation
我们考虑了超慢滚阶段中量子扩散对暴胀动力学的影响，这对原始黑洞的形成具有特别重要的意义。我们表明，通过一个充分的分析方法，在随机通货膨胀计算的共动曲率扰动的功率谱匹配精确，在线性水平上，通过求解Mukhanov-Sasaki方程得到的结果，即使在超慢滚阶段的存在下。我们证实了这一结果数值模型中的暴胀子有一个多项式的潜力，并耦合二次的Ricci标量。在途中，我们评估的作用，量子噪声在超慢滚阶段的存在下，并澄清在这种情况下的量子到经典的过渡的问题。
2020-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
