Comment on "Inflation with a graceful exit and entrance driven by Hawking radiation"
Modak和Singleton [Phys. Rev. D 86,123515(2012)]提出了宇宙暴胀的类霍金辐射,它有一个自然的“打开”和一个自然的“关闭”机制。这种类似霍金的辐射导致了一种有效的负压“流体”,这导致了早期宇宙的快速膨胀。讨论了FRW模型在早期宇宙中不可能发生开启机制,因为它的视界是视视界而不是事件视界。因此,我们不能应用几何光学近似,这是隧道方法的必要条件。结果表明,该模型在视界出口处的宇宙微波背景(CMB)中预测了一个大于COBE归一化约束的$\fracρ{m_{pl}^4}$值。
2014-04-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Theoretical constraints on brane inflation and cosmic superstring radiation
我们分析的一致性膜膨胀导致宇宙超弦的形成和随后的辐射这些宇宙超弦的理论约束。我们首先研究最近阐明的超引力约束膜膨胀模型的影响。我们证明了D3/D 7和D3/反D3膜膨胀都受到非平凡的约束。这两个模型都可以证明满足这些约束,但对于D3/D 7的情况,暴胀机制可能有重要的后果。然后,我们分析了强大的理论约束类型的允许辐射的宇宙超弦,如果他们形成,这样的约束不适用于他们的场论类似物。我们认为,在一个扭曲的背景下,人们可能会期望轴辐射相对于引力辐射增强,neithe F-弦或D-弦可以发射轴辐射,而FD-弦不能引起Neveu-Schwarz-Neveu-Schwarz粒子发射,其Ramond-Ramond粒子发射是不明确的。
2015-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation with a graceful exit and entrance driven by Hawking radiation
我们提出了一个宇宙膨胀模型,它有一个自然的“打开”和一个自然的“关闭”机制。在我们的模型中,暴胀是由发生在弗里德曼-罗伯逊-沃克(FRW)时空中的霍金辐射驱动的。这种类似霍金的辐射导致了一种有效的负压“流体”,这导致了早期宇宙的快速膨胀。随着宇宙的膨胀,FRW霍金温度降低,暴胀膨胀关闭,并自然过渡到辐射主导宇宙的幂律膨胀。“开启”机制更多的是推测性的,但它是基于一个共同的假设,即在量子引力理论中,在非常高的温度/高密度下,霍金辐射将停止。将这一推测应用于非常早期的宇宙意味着FRW时空的类霍金辐射将被关闭,因此由这种辐射驱动的暴胀也将关闭。
2012-12-13 gr-qc hep-th
Natural exit of fresh inflation to a radiation dominated universe
当暴胀子场与引力耦合时,我们研究了从一个新的暴胀场景到一个辐射主导的宇宙的转变。我们表明,这种转变是非常自然的,当这种耦合是$ξ=1/4$在新鲜的通货膨胀结束。这是一个非常重要的结果,表明新的暴胀有一个自然的出口到辐射主导的时代。
2013-07-23 gr-qc hep-ph hep-th
Radiation Driven Inflation
提出了一种新的无标量场方法来研究宇宙暴胀。在统一膜宇宙学的框架内,暴胀宇宙和辐射支配宇宙是由同一能量密度支配的两个不同的相。二级相变(哈勃常数呈现有限的跳跃)自然出现并作为退出机制。不需要重新加热。无需微调即可实现所需的e折叠次数。
2008-06-20 gr-qc hep-th
A radiation-like era before inflation
我们表明,在空间平坦的de Sitter宇宙中,对于最小耦合标量场的小超空间,Wheeler-DeWitt方程的半经典近似提示存在由引力波函数的非绝热项驱动的初始幂律演化,其作用类似于辐射。因此,这个简单的模型描述了暴胀从先前的类辐射膨胀开始的过程,在这一过程中,宇宙学常数已经存在,但还在继续。
2008-10-13 gr-qc hep-th
From inflation to late time acceleration with a decaying vacuum coupled to radiation or matter
我们考虑广义相对论与物质和辐射,这些流体之一被耦合到真空。我们发现,如果耦合流体在早期具有负的能量密度,宇宙动力学将从暴胀阶段开始。然后,总是有一个有限的标度因子奇异性,但当真空和物质耦合时,物质密度表现为负辐射密度。此外,当真空与物质耦合而不是与辐射耦合时,显然更容易达到LCDM模型的收敛。研究了两类理论来说明这些结果。
2014-04-14 astro-ph.CO gr-qc
Emission of primordial bosonic radiation during inflation
利用统一旋量场论研究了幂律暴胀过程中中性无质量$(1, 2)\hbar$ -自旋玻色子的辐射。我们表明,在暴胀过程中,引力子和光子的波长(在物理坐标上)随哈勃半径的增加而增加:$λ_{Ph} \sim a/H$。计算了与这些玻色子有关的量子作用量,结果是普朗克常量的一个分数。
2018-06-13 gr-qc hep-th
Dark matter and radiation production during warm inflation in a curved Universe-an irreversible thermodynamic approach
我们利用具有物质产生/湮没的开放系统的不可逆热力学,在暖暴胀模型的框架下研究了由于标量场衰变而产生的暗物质粒子。我们考虑了在均匀各向同性的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker(FLRW)宇宙中,标量场、辐射和暗物质作为相互作用的三组分宇宙流体,并考虑了曲率项.将开放系统热力学和引力场方程应用于三组分宇宙流体,推广了基本的标量场-辐射相互作用模型,它是暖暴胀模型的理论基础。此外,衰变(创建)压力描述的物质生产被明确认为是宇宙学流体能量动量张量的一部分。一个特定的理论模型,描述相干振荡标量波,被认为是。特别是,我们调查的曲率项在早期宇宙的动力学演化的作用,通过考虑数值解的引力场方程。我们的结果表明,尽管宇宙在暴胀时代结束时变得平坦,但曲率项(如果存在的话)可能仍然在宇宙演化的最初阶段发挥重要作用。
2023-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Explosive particle production in non-commutative inflation
我们考虑一个最近在文献中提出的暴胀模型,其中暴胀是由时空的非对易性对能量密度的修正引起的。我们表明,这种模型的典型的非常快速的通货膨胀是负责的粒子生产的爆发,结束通货膨胀,并导致辐射为主的阶段。我们分析估计这些粒子的能量密度,我们面对更精确的数值计算的结果。我们估计了在辐射能量密度的反作用克服非对易效应并自然终止暴胀之前的暴胀e折叠数。
2012-12-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Evolution of Vacuum Fluctuations of an Ultra-Light Massive Scalar Field generated during and before Inflation
我们考虑一个超轻标量场,其质量相当于(或轻于)当前宇宙的哈勃参数,并计算了在膨胀期间和之前产生的真空涨落的能量动量张量的时间演化,直到后期的辐射主导和物质主导的宇宙。物态方程从早期宇宙的$w=1/3$转变到现在的$w=-1$,它可以给出我们今天观测到的暗能量的候选者。然后,它在$w=-1$和$1$之间振荡,能量密度的振幅衰减为$a^{-3}$。如果涨落是在哈勃参数$H_I \lesssim 10^{-5} M_{\rm Pl}$的普通暴胀过程中产生的,其中$M_{\rm Pl}$是约化的普朗克尺度,我们需要一个非常大的e折叠数$N \gtrsim 10^{12}$来解释目前的$10^{-3} {\rm eV}$量级的暗能量。如果在普通暴胀之前存在一个具有大哈勃参数$H_P \sim M_{\rm Pl}$的普朗克宇宙,则普朗克暴胀的e折叠数$N \sim 240$是足够的.
2015-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New Quantum Phase of the Universe before Inflation and its Cosmological and Dark Energy Implications
宇宙的物理历史是通过在宇宙的标准模型中包含与观测一致的暴胀之前的量子普朗克和超普朗克相来完成的。一个新的量子先驱相出现在普朗克尺度之外。我们将de Sitter宇宙推广到量子领域:经典量子de Sitter对偶。结果是:经典和量子对偶德西特温度和熵自然包括在内,不同的(经典,半经典,量子普朗克和超普朗克)德西特制度的特点,在一个精确和统一的方式。相关的宇宙学的例子,如通货膨胀和暗能量的描述。这允许以简单和一致的方式找到:量子暴胀谱及其CMB观测值,特别是包括经典已知的暴胀谱及其量子修正。宇宙纪元及其量子前兆的统一图景出现了,宇宙学常数是宇宙的真空能量、熵和温度,为宇宙学常数问题提供了线索(节略)。
2019-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Before the Bang
虽然暴胀是一个非常成功的宇宙学范式,但几乎可以肯定的是,在它开始之前一定发生了什么。暴胀前阶段是否具有任何理论或现象学意义?量子引力会在这个故事中扮演什么有趣的角色吗?这些是我们想在这篇为2013年引力研究基金会“引力论文奖”竞赛写的文章中探讨的一些问题。
2013-07-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Origin of time before inflation from a topological phase transition
我们研究宇宙的起源(或前通货膨胀)的建议,在宇宙中的原始时空遭受了全球拓扑相变,从一个4D欧氏流形的渐近4D双曲之一。我们引入了一个复数时间$τ$,使得在拓扑相变开始后,它的实部成为主导。在大爆炸之前,$τ$是一个类空坐标,因此可以认为是一个反转变量。在相变之后转换为因果变量。形式主义解决了在一个自然的方式量子经典过渡的几何相对论量子波动:$σ$,它有一个几何起源。
2017-07-18 gr-qc hep-th
Magnetic fields from inflation: the transition to the radiation era
我们计算了暴胀过程中产生的大尺度磁场对标量度规扰动的贡献。我们发现,除了通常的被动和补偿模式,磁场也有助于从通货膨胀的恒定模式。这与不存在这种模式的磁场的因果(暴胀后)产生不同,并且它可能导致显著的非高斯CMB各向异性。
2012-07-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Eternal inflation in a dissipative and radiation environment: Heated demise of eternity
永恒暴胀是在暖暴胀的背景下研究的。我们专注于不同的工具来分析耗散的影响和存在的热辐射浴上的波动为主的制度,哈勃地区的自我复制可以发生。我们探索的工具是阈值暴胀子场和阈值数量的e-折叠必要的建立一个自我复制制度和计数的哈勃区域,使用广义条件的波动为主的制度的发生。我们得到的功能依赖于这些量的耗散和温度。对Fokker-Planck方程进行了Sturm-Liouville分析,得到了存在永恒暴胀的概率和存在永恒点的概率。我们已经考虑了具有混沌和山顶势形式的单项势的暴胀模型的典型情况。我们的研究结果表明,温暖的通货膨胀往往最初有利于一个自我繁殖制度的耗散值较小的发病。随着耗散的增加,它变得比冷膨胀更硬(即,在没有耗散的情况下),以实现所分析的两种类型的模型的自我复制制度。结果进行解释,并给出明确的解析表达式,只要这是可能的。
2016-03-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effects on the CMB from Compactification Before Inflation
许多超越标准模型的理论都包含额外维度,尽管这些维度还没有被直接观测到。在这项工作中,我们考虑的可能性的紧化机制,既允许额外的维度,并与目前的观测兼容。这种紧化预计留下的CMB上的签名,通过改变低l多极的振幅,依赖于通货膨胀的量。最近发现的低多极CMB异常可能是这一点的证据。在我们的模型中,我们假设时空是四维时空和平坦额外维度的产物。在紧化之前,四维时空和额外维度都可以独立地膨胀或收缩。考虑到物理约束,我们探讨了这些不同的模型的观测结果和可扩展性。
2017-04-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Conformal Boundary Ansatz for Warm Inflation Initialization: A Toy Model
University of Hyderabad(海德拉巴大学);MANUU(新印度国立大学)
本文提出通过经典共形边界条件确定性初始化温暖膨胀,证明共形Weyl映射可提供有限的初始辐射密度,展示在亚普朗克温度下宇宙自然进入弱耗散态。
2026-04-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Graceful Exit to Radiation Domination in the Starobinsky Model: A Dynamical Realization
Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校)
该研究通过耦合标量场衰变与辐射反作用的动力学方程,数值验证了Starobinsky模型能自然实现暴胀后优雅退出并进入辐射主导阶段,满足再加热成功准则。
2026-10-02 astro-ph.CO gr-qc
Scale invariance and a gravitational model with non-eternal inflation
我们提出了一个3 + 1维引力模型,该模型在早期导致膨胀,随后是辐射和物质主导的时代,随后在后期加速。暴胀和晚期加速都接近于德西特,有效宇宙学常数之间有很大的等级。没有标量场作为暴胀的媒介,从暴胀到辐射主导时期的过渡是平滑的。这个模型的设计是,它产生的代价是放弃洛伦兹不变性的引力部门,迪拉克Born Infeld型共形标量理论时,宇宙是共形平坦的。然而,它类似于弱弯曲时空中具有Gibbons-Hawking-York边界项的爱因斯坦引力。
2012-04-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
To Positivity and Beyond, where Higgs-Dilaton Inflation has never gone before
研究了在有效场论描述的Higgs-Dilaton暴胀模型中散射振幅(超越)正性的后果。通过要求EFT与酉,因果,局部和Lorentz不变UV完成兼容,我们推导出对第一高阶导数算子的Wilson系数的约束。我们表明,所允许的值的限制是一致的希格斯-膨胀模型的唯象应用。
2020-01-13 gr-qc hep-ph hep-th
Dynamical Evolution and Graceful Exit in Quartic Warm Inflation
该研究针对四次方势驱动的暖暴胀开展无近似全非线性动力学分析,结合符合普朗克约束的线性温度依赖耗散系数数值求解耦合方程,证实强耗散区可实现平滑优雅退出并得到对应再加热温度。
2025-11-19 astro-ph.CO gr-qc
Radiation-dominated bouncing model with slow contraction and inflation
本研究提出一种仅含辐射流体的简单非奇异暴胀模型,通过量子宇宙学效应实现反弹与超60个e折叠的暴胀,其标量扰动谱近标度不变且振幅符合观测。
2023-10-24 astro-ph.CO gr-qc
Scale-invariance as the origin of dark radiation?
最近的宇宙学数据支持宇宙中存在R^2暴胀和一定量的非标准暗辐射。我们表明,高能量标度不变性的框架可以解释这些数据。这种对称性的自发破缺为引力提供了普朗克质量,为粒子物理提供了电弱尺度。我们发现,相应的无质量的Nambu-Goldstone玻色子--然后,我们扩展了讨论的相互作用与希格斯膨胀和一般类的暴胀模型,在那里的粒子是允许的,并可能形成暗辐射。因此,我们对一般尺度不变的暴胀模型的再加热温度提出了一个下限。
2014-11-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Hole Dark Matter and LIGO/Virgo Merger Rate from Inflation with Running Spectral Indices: Formation in the Matter- and/or Radiation-Dominated Universe
我们研究的可能性来解释整个暗物质丰度的原始黑洞(PBH)或解释合并率的双黑洞估计的引力波探测LIGO/处女座。我们假设PBH起源于一个辐射或物质占主导地位的时代,从大的原始曲率扰动产生的通货膨胀。我们采取一个简单的模型无关的方法,考虑通货膨胀与大运行的频谱指数参数化的$n_\text{s}, α_\text{s}$,和$β_\text{s}$与观测范围一致。合并率由具有辐射主导时代产生的$\mathcal{O}(10)$ $M_{\odot}$质量的PBH拟合。那么跑步的跑法应该是$β_\text{s} \sim 0.025$,可以通过以后的观察来检验。另一方面,如果适当实现一组运行参数,则暗物质的整体丰度与早期物质主导时代产生的具有小行星质量的PBH($\mathcal{O}(10^{-17})~M_{\odot}$)一致。
2018-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stability analysis for the background equations for inflation with dissipation and in a viscous radiation bath
体粘滞的影响进行检查的膨胀动力学中的耗散和热化。对包含暴胀子耗散和辐射体粘性效应的背景暴胀子演化方程进行了完整的稳定性分析。分析了三种有代表性的粘性不可逆热力学方法:Eckart非因果理论,Israel-Stewart的线性因果理论和最近的非线性因果粘性理论。结果发现,因果理论允许更大的体积粘度之前遇到的不稳定性相比,noncausative Eckart理论。它也表明,因果理论往往会抑制由于体积粘性压力的辐射产生,因为这些理论中隐含的松弛效应的存在。将量子场论导出的体粘滞系数应用于温膨胀模型的建立,分析了体粘滞系数对温膨胀持续时间的影响。体压的处理也将与冷膨胀动力学中膨胀后的再加热阶段和辐射主导的区域有关,尽管在这两个领域的工作做得很少,但本文中开发的方法可以扩展到适用于这些其他问题。
2012-12-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Introduction to the number of $e$-folds in slow-roll inflation
本文综述慢滚暴胀中的 e 折叠数,辨析 $N_e$、$N_T$ 与 $N$ 的定义,并阐明 $N$ 作为演化变量和暴胀预言计算参数的用途。
2024-08-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Is warm inflation quasi-stable?
本工作涉及的非平衡态热力学是与暖膨胀的情况。前提是绝热辐射产生过程完全成立,即辐射稀释完全被耗散项抵消。在这一假设下,发现辐射粒子数、温度、辐射能量密度和压力都是守恒的--这与暖膨胀动力学的本质相矛盾。然而,这种精确的绝热辐射产生过程在任何现实的热膨胀分析中都不会发生。在慢滚近似中,这最多在零阶处成立。最后指出,可变的宇宙学常数可以适应非平衡热力学描述的暖暴胀准稳定过程。
2021-12-17 gr-qc
Reply to Comment on "Inflation with a graceful exit and entrance driven by Hawking radiation"
评论[1,arXiv:1308.5573]提出了两点关于我们的工作[2,arXiv:1207.0230]。第一个问题是,人们不能使用隧道图像来获得弗里德曼-罗伯逊-沃克(FRW)时空中的温度和粒子产生率。文[1]提出的第二个意见是,文[2,3]提出的类霍金暴胀辐射模型与观测到的标量和张量扰动谱不一致。我们表明,第一个评论是题外话-我们不使用隧道方法在我们的作品[2,3]。[1]中的第二个批评来自于作者在不同时间评估的量--他在暴胀的“膨胀”点评估了我们模型的参数,然后将其与在"视界出口“点评估的标量和张量扰动进行了比较。
2014-03-07 gr-qc hep-th
Energy Radiation by Cosmic Superstrings in Brane Inflation
本文研究了弯曲膜暴胀模型中宇宙D弦圈能量损失的主要方法。结果表明,Ramond-Ramond场辐射的能量损失比引力波辐射的能量损失要大许多个数量级。这两种能量损失机制的比例取决于暴胀的能量尺度、弦论的质量尺度以及它是单喉暴胀还是多喉暴胀。这可能对不久的将来宇宙超弦的探测产生重要影响。我们认为,来自宇宙微波背景各向异性和大爆炸核合成的束缚是制约宇宙超弦网络物理参数的主要宇宙学来源,而基于引力波的实验的作用可能是次要的。
2008-01-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Non-Commutative Inflation
我们展示了如何辐射占主导地位的宇宙时空量子化可能会引起通货膨胀的辐射温度超过普朗克温度。我们考虑色散关系与最大动量(即最小康普顿波长,或空间量子),注意到其中一些导致trans-Planckian分支,其中能量随着动量的减少而增加。这个特征转化为负辐射压力,在明确定义的情况下,转化为暴胀状态方程。这样,我们就不用暴胀子场就能实现暴胀的情形。当辐射冷却到普朗克温度以下时,暴胀优雅地退出标准的大爆炸宇宙,省去了一段时间的再加热。在这种情况下,辐射浴中的热涨落将产生宇宙尺度上的曲率涨落,其振幅和光谱可以调整到与观测一致。
2001-08-26 astro-ph gr-qc hep-ph
Evidence for bouncing evolution before inflation after BICEP2
BICEP 2合作报告了一个原始宇宙微波背景(CMB)B模式的检测与张量标量比$r=0.20^{+0.07}_{-0.05}$(68% C.L.)。然而,这个结果与最近的普朗克极限,$r<0.11$(95% C.L.),关于约束通货膨胀模型。在这封信中,我们考虑了一个暴胀宇宙学,它具有一个先前的非奇异反弹,这引起了原始扰动的可观测特征。一个有趣的现象是,无论是原始标量和张量模式可以有一个阶梯功能的功率谱,这很好地抵消了张量多余的功率在CMB温度功率谱。通过进行全局分析,我们获得了68%的C. L。从Planck+WP和BICEP 2数据一起对模型参数的约束:跳跃尺度$\log_{10}(k_{\rm b}/{\rm Mpc}^{-1})=-2.4\pm0.2$和反弹与暴胀的频谱振幅比$r_B\equiv P_{\rm m} / A_{\rm s} = 0.71\pm0.09$。我们的结果表明,反弹暴胀情景可以同时解释Planck和BICEP 2观测,比标准的$Λ$ CDM模型更好,并且可以通过未来的CMB偏振测量进行验证。
2014-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining Quantum Initial Conditions before Inflation
我们从理论上和观测上研究不同的选择初始条件的原始模式的功能,在一个时代之前的通货膨胀。通过推导几种不同的量子真空处方所产生的可观测量的预测,我们证明了真空的某些选择在理论上是可以从观测上区分的。通过贝叶斯分析将这些预测与普朗克2018年的观测结果进行比较,没有明显的证据表明任何量子真空处方优于其他处方。此外,我们考虑冻结的初始条件,表示在大爆炸奇点的白噪声初始状态。在一定的假设下,宇宙学一致性模型和冻结初始条件对宇宙微波背景各向异性的预测是一致的。因此,冻结初始条件可能提供另一种理论范式来解释以前根据量子真空的膨胀理解的观测。
2021-09-07 astro-ph.CO gr-qc
Can Gibbons-Hawking Radiation and Inflation Arise Due to Spacetime Quanta?
在这项研究中,我们提供了一个替代重新解释的吉本斯-霍金辐射以及通货膨胀。利用L.C. Céleri等人,在反德西特空间中,我们证明了Gibbons-霍金辐射是有关空间的一种固有性质,它是由于存在一个标量场而产生的,该标量场的量子"携带"一个长度$l$(即双曲面曲率的半径)。此外,在Tsallis q-框架下,我们提出了一个依赖于非广延参数$q$的暴胀模型。这种暴胀的主要来源是前面提到的同一个标量场。受观测数据的约束,q参数与模型的其他参数一起被用来估计暴胀结束的时间以及再加热温度。后者与Gibbons-Hawking温度有关。因此,本模型提供了一个关于宇宙背景辐射(CMB)的性质的另一种观点。
2020-05-07 gr-qc
A First Principles Warm Inflation Model that Solves the Cosmological Horizon/Flatness Problems
提出了一个解决视界/平坦性问题的量子场论温暴胀模型。该模型从粒子物理学的基本动力学出发,得到了宇宙尺度因子轨迹,该轨迹开始于辐射主导的区域,进入暴胀区域,然后平稳地退出回到辐射主导的区域,在整个演化过程中辐射不可忽略。
1999-05-18 astro-ph gr-qc hep-ph
From inflation to dark energy through a dynamical Lambda: an attempt at alleviating fundamental cosmic puzzles
经过几十年成功的热大爆炸范式,宇宙学仍然缺乏一个框架,在这个框架中,宇宙的早期暴胀阶段顺利地匹配辐射时代,并演化到现在的“准”德西特时空。同样有趣的是,有效真空能量密度的当前值远远小于引发暴胀的值。在这篇论文中,我们提出了一类新的宇宙学,它能够克服或大大缓解这些尖锐的宇宙难题。由衰减的真空能量密度提供动力,时空从纯非奇异的德西特真空阶段出现,“优雅地”从暴胀退出到辐射阶段,随后是暗物质和真空状态,最后演化到后期的德西特阶段。
2013-08-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Gaussian Signatures in the Cosmic Background Radiation from Warm Inflation
我们计算了热膨胀过程中产生的引力场涨落的双谱,其中真空势的耗散是结构形成的机制。由于标量场的自相互作用,双谱是非零的。我们比较的预测与标准的,或“过冷”,通货膨胀模型,并考虑这些水平的非高斯性的双谱的宇宙微波背景的可探测性。我们发现,非高斯性的水平温暖和过冷的通货膨胀是可比的,并超过--由于其他物理效应的双谱的贡献。我们还得出结论,由此产生的双谱值将无法检测到的宇宙微波背景的MAP和普朗克测量卫星。
2002-06-28 astro-ph gr-qc hep-ph
Long-range enhanced mutual information from inflation
宇宙学原始扰动的量子起源是引力和量子物理相互作用的基石框架。本文研究了在压缩态下曲率微扰场填充的辐射支配宇宙中两个空间区域之间的互信息。我们发现一个增强相对于通常的互信息的闵可夫斯基真空由于动量模式受粒子生产过程中的通货膨胀。这一结果支持了我们先前的主张,即在辐射时代形成的原始黑洞(PBH)之间存在长程相关。
2021-03-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Statistical Anisotropy from Anisotropic Inflation
我们回顾了各向异性膨胀率的暴胀方案。一个各向异性的暴胀宇宙可以通过一个与暴胀子耦合的矢量场来实现,它可以被看作是宇宙无毛猜想的反例。我们展示了各向异性膨胀的一般性,并得到了一个普适性质。我们在各向异性暴胀中建立了宇宙学扰动理论。利用这种形式,我们证明了各向异性暴胀引起的统计各向异性的原始波动。我们还解释了利用宇宙微波背景辐射(CMB)检验各向异性暴胀的方法。
2012-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effects of Radiation on Primordial Non-Gaussianity
我们研究了单场慢卷暴胀情形下的非高斯特征,在这种情形下暴胀之前是辐射纪元。在这种情况下,双谱和三谱非高斯性都得到增强。有趣的是,在这种情况下的三光谱不依赖于慢滚参数,因此$τ_{NL}$大于$f_{NL}$,这可能是这样的前暴胀辐射时代的签名。
2012-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation, space-borne interferometers and the expansion history of the Universe
根据常识,即使假设星载探测器的灵敏度是最乐观的,在几兆赫到几赫兹之间,暴胀引力子的光谱能量密度也可以安全地忽略不计。在这个分析中,我们表明,如果在核合成之前,后暴胀演化包括一系列比辐射膨胀更快或更慢的阶段,这个结论是回避。因此,与传统的知识相反,它表明,低于一个分数的Hz的频谱能量密度的遗迹引力子可能超过(甚至八个数量级)的假设下获得的信号辐射主导整个膨胀历史之前,轻核的形成。由于光谱的斜率和振幅特别反映了暴胀动力学和随后的减速演化,因此有可能将残余引力子的贡献与其他(晚期)引力辐射爆发相关联,例如,与TeV尺度下假定的强烈一级相变相关联。因此,在兆赫范围内对残余引力子的光谱能量密度的任何限制同时限制了暴胀后的膨胀历史和暴胀的初始数据。
2022-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter as an Inflationary Relic in Warm Inflation
Institute for Basic Science (IBS)(基础科学研究院);Ashoka University(阿肖卡大学);Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics(大学间天体物理中心)
研究表明暖暴胀结束后,强耗散过程迅速减弱,残留的暴胀子凝聚体演化为冷暗物质,其质量由观测暗物质丰度确定为约0.02 MeV。
2026-06-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation and Linear Expansion in the Radiation Dominated era in Jordan-Brans-Dicke Cosmology
本文研究Jordan-Brans-Dicke宇宙学中辐射主导时期的演化,发现早期指数膨胀、晚期线性膨胀,并存在可能的刚性物质尺度不变阶段,物质引入导致减速。
2018-01-09 gr-qc
Cyclic Inflation
我们提出了一个暴胀模型,是测地线完整的,不受transplanckian问题。在大多数暴胀模型中,deSitter背景中的无质量(共形)标量场波动会产生标度不变谱。在这项工作中,我们实现了尺度不变的扰动,从(共形)辐射的热波动在辐射为主的收缩时代之前,通货膨胀。当模式在收缩阶段退出哈勃半径时,确实会产生尺度不变的波动。经过许多周期后,我们进入了幂律暴胀阶段,将前一个收缩阶段产生的模式扩展到我们今天观察到的规模。
2008-12-17 astro-ph gr-qc hep-th
Inhomogeneous fluids for warm inflation
研究了热膨胀的非均匀流体模型。早期的加速是由非均匀流体支持的,非均匀流体与辐射的耦合导致了暴胀后的辐射主导时代。对几个算例进行了分析,讨论了强耗散区,验证了模型对最新普朗克数据的适用性。
2015-05-20 gr-qc
Tracking Pre-inflation Era from density perturbation spectra
暴胀模型最大的成就之一是预言了CMB涨落的平坦功率谱。这个预言是基于过去无穷远的de-Sitter真空的假设。然而,暴胀的真正的过去无穷大预计将由空间的辐射和曲率主导。我们认为前暴胀时期是由辐射和曲率以及暴胀势所主导的。我们导出了这一时期标量场的精确解,得到了暴胀子真空涨落引起的精确功率谱。结果表明,在亚视界尺度下,功率谱几乎是平坦的,而在超视界尺度下,功率谱偏离平坦,这对前暴胀时期的辐射和曲率非常敏感。
2018-10-16 gr-qc
Exact Perturbations for inflation with smooth exit
哈伯率或标量场势的玩具模型已经被用来分析从暴胀到辐射时代的平滑过渡中标量扰动的放大。我们使用的哈勃速率是从衰减的真空宇宙学中一致产生的,它从近德西特膨胀到辐射支配平稳地演变。我们找到了超视界扰动(标量和张量)的精确解,以及真空和辐射主导时代的亚视界扰动。超视界标量扰动的标准守恒量对于增长模是常数,对于衰减模是零。
1998-04-09 gr-qc
Dynamical black holes in the inflationary epoch
Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR, CONICET/CIC/UNLP)(阿根廷射电天文研究所)
研究暴胀时期黑洞的演化,结合广义McVittie几何,分析黑洞与宇宙背景的耦合、霍金蒸发和辐射吸积的影响,确定黑洞质量上限。
2026-05-11 gr-qc
Fresh inflation: a warm inflationary model from a zero temperature initial state
在有限温度暴胀的框架下,考虑了服从伽玛定律的二元混合流体。该模型是针对无对称破缺的四次标量势而建立的。假设膨胀开始时辐射能量密度为零,并在膨胀阶段保持在GUT温度以下。此外,提供了必要的e折叠数和足够的辐射能量密度的大统一体重子生成可以发生在附近的最低能量配置。
2001-03-05 gr-qc hep-ph
Constraints on single-field inflation with WMAP, SPT and ACT data -- A last-minute stand before Planck
我们用前\textit{Planck} CMB数据约束单场暴胀模型。这里使用的数据是为期9年的威尔金森微波各向异性探测器(\textit{WMAP})数据、南极望远镜(SPT)数据和阿塔卡马宇宙学望远镜(ACT)数据。通过加入光谱指数参数的运行,我们发现$χ^2$提高了$Δχ^2=8.44$的因子,这强烈地表明了该参数从当前数据的偏好。此外,我们还发现,即使在不同的主尺度下,谱指数$α_s$的变化也不会太大,这表明功率谱的幂律展开直到一阶项都是足够精确的。此外,我们发现$r-n_{s}$的联合约束对单场暴胀模型给出了非常严格的约束,并且具有幂律势$ϕ^{p}$的模型只有当$0.9 \lesssim p \lesssim 2.1$时才能生存,因此在\textit{Planck}数据之前,已经排除了一大类暴胀模型。最后,我们使用$f_{NL}$数据来约束非平凡声速$c_s$。我们发现,目前的约束是占主导地位的功率谱约束,有一些不一致的约束,从$f_{NL}$。这就提出了\textit{WMAP}数据的功率谱和双谱之间的一致性的重要问题。
2013-07-22 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
Gravitational waves constraints on post-inflationary phases stiffer than radiation
我们指出,存在的后暴胀阶段比辐射硬导致生产的随机引力波(GW)的背景,其对数能谱(在临界单位)是典型的“蓝色”在高频率。最大谱斜率(对于大于$10^{-16}$ Hz的当前频率)是一阶的,并且它与支配几何形状的演化的刚性等离子体的最大声速有关。刚性阶段的持续时间是至关重要的决定由GW的反作用离开地平线期间德西特阶段和重新进入期间的刚性阶段。因此,最大(暴胀)曲率标度必须微调到小于大尺度测量($H_{dS}\laq 10^{-6}~M_{P}$)设定的极限值,以便具有足够长的刚性相位,达到$1~{\rm TeV}$量级的能量标度,如果我们希望刚性相位接触强子时代(对应于$T_{had}\sim 140~{\rm MeV}$),则甚至更低。通过更积极地看待我们的练习,我们看到,如果暴胀阶段之后是一个刚性阶段,则存在一种吸引人的“引力子再加热”的可能性,其有效温度通常可以相当低。
1998-06-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Axion dark matter from Higgs inflation with an intermediate $H_*$
为了容纳QCD轴子作为暗物质(DM)在模型中,其中Peccei-Quinn(PQ)对称性被打破之前结束的通货膨胀,一个相对较低的规模的通货膨胀,以避免边界DM等曲率波动,$H_* \lesssim \mathcal{O}(10^9)\,$ GeV。我们构建了一个简单的模型,其中标准模型希格斯场是非最小耦合到Palatini引力和作为暴胀子,导致膨胀$H_* \sim 10^8\,$ GeV的规模。当PQ对称性破缺的能量尺度远大于暴胀的尺度时,我们发现,在这种情况下,对于四次希格斯自耦合$λ_ϕ= 0.1$,构成所有DM的轴子所需的轴子质量是$m_0 \lesssim 0.05{\rm \,μeV}$,这对应于PQ破缺尺度$v_σ\gtrsim 10^{14}\,$ GeV和张量标量比$r \sim 10^{-12}$。因此,未来对相关QCD轴子质量尺度敏感的实验可以揭示宇宙在暴胀结束之前的物理学。
2019-08-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quintessential $α$-attractor inflation: A dynamical systems analysis
本文通过动力系统分析,将quintessential $\alpha$-attractor暴胀模型转化为紧致状态空间上的正则系统,完整描述解空间,并引入新方法利用辐射主导不动点线获取quintessence演化初始数据。
2024-02-07 astro-ph.CO gr-qc