Observable Primordial Gravitational Waves from Cosmic Inflation
本文回顾了暴胀产生原初引力波随机背景的机制,探讨了暴胀后刚性期对引力波的增强作用使其达到可观测水平,并在混合暴胀与Palatini引力模型中展示了具体实例。
2023-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological observables in multi-field inflation with a non-flat field space
使用$δN$形式主义,在一个通用的多场暴胀驱动的非平坦场空间背景的情况下,我们重新审视的各种宇宙学观测,如标量/张量功率谱,标量/张量谱倾斜,非高斯参数,张量-标量比,以及这些观测的各种运行的解析表达式。在我们的后向形式主义方法中,观测量的后续表达式自动包括超出首阶慢滚展开的项,从而在次首阶校正许多表达式。为了将我们的分析与以前的结果正确地联系起来,我们重新推导了(众所周知的)(单场)表达式在我们的通用公式的极限情况下。此外,根据普朗克的结果,我们检查的相容性的一致性关系内的慢滚制度的两个字段轮盘赌多瞬子通货膨胀实现的背景下,大体积的情况下。
2014-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observable Chiral Gravitational Waves from Inflation in String Theory
我们考虑了IIB型弦论中暴胀过程中引力波的产生,以及在小场暴胀中观测到引力波的可能性。我们表明,规范场激发一组重合的D 7膜,本身的临界模量稳定,因此内在的膨胀在弦论,再加上轴子场从散装通量,可以作为一个旁观者部门在通货膨胀。这导致大量手征引力波的产生,即使是相对较小的轴子-规范场耦合值。我们扩展到包括一个单值的轴子,并证明,在这两种情况下,可观察到的水平的引力波产生在小场膨胀的弦论,具有最大手征的频谱。最后,我们证明了与模量稳定和任意(大或小字段)的主机模型的暴胀动力学的一致性,考虑作为一个明确的例子Kahler模量通货膨胀。
2018-11-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modular Inflation Observables and $j$-Inflation Phenomenology
模暴胀是对两个自守暴胀场的限制,它是弯曲目标空间的多场标量场理论的一个基于群的一般框架,可以用共动曲率微扰${\cal R}$和等曲率微扰张量$S^{IJ}$来参数化.本文描述了这些扰动的动力学和可观的,并认为在一些详细的特殊情况下,模块膨胀作为一个广泛的两个领域的通货膨胀理论与共形平坦的目标空间。它表明,非模块化性质的模块化形式的衍生物导致CMB观测模块不变的通货膨胀理论,一般是从几乎全纯的模块化形式。$j$ -通货膨胀的模型的现象学进行比较,从普朗克卫星和BICEP 2/凯克阵列数据最近的观测约束。
2017-06-27 astro-ph.CO hep-th
Curvature corrections to Starobinsky inflation can explain the ACT results
本文研究了高阶曲率项对Starobinsky暴胀的修正,通过推导有效标量势并计算相关宇宙学参数,证明这些修正能更好地解释ACT观测数据。
2025-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Influence on observation from IR divergence during inflation -- Multi field inflation --
我们提出了一种方法来规范在暴胀过程中产生的波动,其红外(IR)校正发散几何。在单场暴胀模型的情况下,最近,我们提出了一种解决IR发散问题的方法。在那里,我们引入了新的扰动变量,更好地模仿实际可观察的波动,并证明了这些变量的关联函数的规律性。在本文中,我们将以前的讨论推广到多场暴胀模型。我们表明,只要我们考虑的情况下,非线性相互作用作用的有限的持续时间,可观察到的波动是免费的IR发散的多场模型,太。与单场模型不同,在讨论观测量时,我们需要考虑量子退相干的影响,它从宇宙早期自然形成的初始量子态所包含的各种可能性中提取出宇宙的独特历史。
2009-07-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Gaussianity from Excited Initial Inflationary States
我们用一种与模型无关的方法研究了初始暴胀激发态产生压缩极限$f_{NL}$的过程。我们将“兴奋”限定为Bunch Davies态的Bogoliubov变换。我们同时施加的约束,可观察到的功率谱是近尺度不变的至少三十年,今天可观察到的模式是subhorizon在通货膨胀的开始,而不会引起显着的反作用。我们证明了在超视界演化可以忽略的单场暴胀模型中,大多数激发的初始暴胀态不会产生可观测的压缩极限$f_{NL}$。其中一个模式处于Bunch Davies状态而其它两个模式处于具有$0.01<|β_k|\leq0.1$的激发态的情况可产生压缩极限$f_{NL}$,其可通过未来实验检测。
2013-03-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The geometry of inflationary observables: lifts, flows, equivalence classes
本文利用Eisenhart提升将标量场动力学转化为弯曲场空间中的测地线运动,证明暴胀可观测量可由二维提升场空间流形的几何性质表示,从而脱离具体模型仅用几何量流描述暴胀。
2023-07-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation does not create entanglement in local observables
本文通过相对论量子信息方法比较德西特与闵可夫斯基时空中标量场的纠缠,发现暴胀虽增加大尺度纠缠,却减少局域模式纠缠,证明暴胀不在局域可观测量间产生纠缠。
2024-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reconciling galaxy cluster shapes, measured by theorists vs observers
如果正确校准,星系团的形状可以用来研究许多物理过程:从恒星形成的反馈和淬火,到暗物质的性质。理论家经常使用模拟粒子的惯性矩来测量形状。相反,我们创建模拟(光学,X射线,强透镜和弱透镜)观测的二十二个最大的质量($\sim10^{14.7}\,M_\odot$)松弛集群在BAHAMAS模拟。我们发现,可观察到的形状的措施是圆。即使将惯性矩投影到2D中并在匹配的半径下进行评估,它们也会高估椭圆率56%(与可观测的强透镜相比)和430%(与可观测的弱透镜相比)。因此,我们提出了匹配的数量和测试他们使用的八个放松星系团从{ \emph哈勃太空望远镜}和{ \emph钱德拉X射线天文台}的观测。我们还向社区发布了HST数据简化和透镜分析软件。在真实的团簇中,所有半径处的椭圆率和取向角都是强相关的。在模拟的星系团中,内部($<r_{\mathrm{vir}}/20$)区域的椭圆率变得不耦合:例如,中央星系团星系的偏差更大。这可能表明来自活动星系核的反馈的过度有效的实施。未来利用团簇形状作为半径的函数将需要更好地理解核心重子过程。利用任何规模的形状都需要对模拟进行校准,一直延伸到模拟观测。
2020-11-03 astro-ph.CO
Tilt and Running of Cosmological Observables in Generalized Single-Field Inflation
采用有效场论方法研究暴胀微扰,详细分析了曲率生成的拉格朗日算子对各种观测量的影响,重点是它们的尺度运行。在二次阶,我们解决了运动方程在下一个领先的领先阶在一个非常普遍的单场膨胀理论的广义慢滚近似。我们推导出由此产生的功率谱,它的倾斜和运行。然后,我们专注于原始的非高斯振幅f_{NL}来源于一个特定的相互作用项的贡献。我们表明,运行的f_{NL}可以大大大于慢滚参数所规定的。
2010-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observational Signatures of Gravitational Couplings in DBI Inflation
在标量-张量理论中,标量场一般与引力非平凡地耦合。研究了具有非最小耦合暴胀子和Dirac-Born-Infeld(DBI)动力学项的暴胀模型的可观测性质。在我们的蒙特卡罗模拟的先验假设,我们发现这些模型可以产生新的有趣的可观察的签名。我们的讨论集中在弦论启发的相对论D膜暴胀的唯象模型。虽然成功的弦论建设的紫外DBI膜膨胀仍然难以捉摸,我们表明,在适当的区域的参数空间,它是可能的,使用宇宙学观测探测的非最小耦合。幸运的是,观测上最有希望的参数范围包括模型,该模型在与WMAP 5年数据一致的范围内产生中间水平的非高斯性,并受到普朗克卫星的进一步限制。
2010-01-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gauge Invariance, Polar Coordinates and Inflation
指出了在类希格斯暴胀模型的宇宙学观测量的量子修正中解决表观规范依赖性的必要性。我们强调的事实是,这种规范的依赖性是由于使用一个不对称的背景电流,这是特定的坐标系的选择在标量流形。有利于简单的复杂性,我们进一步提出了一个实用的捷径,规范独立的通货膨胀观测值通过使用有效的潜力从一个类似极性的背景电流的选择。我们证明了这一捷径的几个明确的例子,并提出了一个规范独立的预测,在阿贝尔希格斯模型的通货膨胀观测。此外,Nielsen的规范依赖的身份,我们表明,对于任何理论的所有订单,规范不变的电流项给出了规范独立的有效潜力,从而规范不变的通货膨胀观测。
2021-03-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Choice of Quantum Vacuum for Inflation Observables
University of Edinburgh(爱丁堡大学);Universidade do Estado do Rio de Janeiro(里约热内卢州立大学)
本文研究了在暴胀时期采用α真空而非标准Bunch-Davies真空对暴胀观测量的影响,比较了不同初始真空状态下的标量谱指数、其运行及运行的运行,并论证了α真空的能量尺度可截断于哈勃尺度,不违反当前实验限制。
2026-02-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Les Houches lectures on inflationary observables and string theory
这些讲座涵盖了通货膨胀的一些基本机制的理论结构和现象学。由于暴胀对量子引力效应的敏感性,对这个问题的全面处理需要“紫外线完成”,同时使用低能场论对可观测量进行了优雅的参数化。弦论为暴胀提供了新的机制,其中一些受到重要的观测测试,高度紫外敏感的张量模式测量就是一个主要的例子。虽然紫外线的完成是不能直接通过实验获得的,但其中一些机制有助于激发对与数据分析相关的低能理论和特征空间进行更系统的分析,包括搜索功率谱中的非高斯性和附加结构。我们包括弦紧化的教学概述,重点是候选的膨胀子和它们的对称结构。在最后一课中,我们讨论了暴胀中的思想-实验观测量问题,发展了依赖于弦论中标量势结构的规范-引力对偶性的一般化。
2013-11-10 astro-ph.CO hep-th
Inflationary observables in loop quantum cosmology
在考虑体积反修正的情况下,计算了圈量子宇宙学中线性标量和张量扰动产生的宇宙学观测量的全集合。背景暴胀的解决方案被发现在量子校正的线性顺序,根据量子化参数的值,他们服从一个确切的或扰动的幂律展开共形时间。的同动曲率扰动被证明是保守的,在大尺度下,就像在经典的情况。得到并求解了相应的Mukhanov方程。结合张量模的结果,这产生了标量和张量指数,它们的运行,以及张量与标量的比率,它们都是量子校正中的一阶。后者在现象学场景中可能是相当大的。相反,一个纯粹的minisuperspace参数化,晶格细化参数化是一致的异常取消和我们的背景解决方案和线性扰动的结果。讨论了微扰模超光速传播时参数化的选择问题,并得出了量子时空结构的结论。
2011-03-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stimulated creation of quanta during inflation and the observable universe
暴胀提供了一种解释宇宙结构起源的自然机制。暴胀过程中原初不均匀性的产生可以通过真空中量子的自发产生来理解。我们表明,当相应的{ \it刺激}创造的量子被认为是,宇宙的状态在开始的暴胀的特点是不稀释的暴胀膨胀,可以印在频谱的原始不均匀性。宇宙微波背景和星系分布中的非高斯性(特别是在所谓的压缩组态中)可以告诉我们,当弯曲时空中的量子场论首次作为一种合理的有效理论出现时,宇宙的状态是什么。
2011-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Tachyon inflation in the Large-$N$ formalism
我们研究快子膨胀的大$N$形式主义,它需要一个处方的小哈勃流慢滚参数$ε_1$作为大量的$e$折叠$N$的函数。这导致通过模型在大$N$上的行为对模型进行分类。除了扰动$N$类,我们介绍了多项式和指数类的$ε_1$参数。有了这种形式主义,我们重建了大量的潜力,以前在文献中使用的快子膨胀。我们还从多项式类中得到了新的势族。我们通过计算哈勃流慢滚参数中的二阶宇宙学观测量来表征超光速粒子暴胀的实现。这使我们能够观察快子和正则单场暴胀之间的可观察差异。根据普朗克2015年的数据对可观测量的分析显示了其中一些模型的可行性,主要是多项式和指数类的某些实现。
2015-10-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observable Gravitational Waves From Kinetically Modified Non-Minimal Inflation
我们考虑超对称(SUSY)和非SUSY模型的混沌膨胀的基础上最简单的幂律势与指数n=2和4。我们提出了一个方便的非最小引力耦合和一个非最小动力学项,主要是对于n=4,确保BICEP 2/Keck阵列和普朗克结果所青睐的暴胀观测。暴胀可以达到亚普朗克暴胀值与相应的有效理论保持微扰么正性的普朗克尺度。
2015-10-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The Scale Factor Potential Approach to Inflation
我们提出了一种新的方法来研究通货膨胀的模型独立的方式,特别是详细说明所涉及的可观的,通过引入的“标度因子潜力”。通过它的使用,人们可以立即确定通货膨胀结束,这对应于它的第一个(和全局)最小值。另外,我们用e-折叠数作为自变量,用它的对数表示暴胀观测量。作为一个例子,我们构建了一类新的标量势,可以导致所需的谱指数和张量标量比,即$n_s \approx 0.965$和$r \sim 10^{-4}$为60 $e$倍,与观察一致。
2020-05-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Perturbative Reheating After Multiple-Field Inflation: The Impact on Primordial Observables
我们研究了多场暴胀模型中微扰再热对原始观测量的影响。通过突然衰变计算,我们得到了局域型非线性参数$f_{\rm NL}^{\rm local}$、标量谱指数$n_ζ$和张量标量比$r_T$随暴胀场衰变率变化的解析表达式.我们比较我们的分析结果,一个完全数值的经典场论模拟,发现极好的协议。我们发现,$f_{\rm NL}$,$n_ζ$和$r_T$的再加热阶段的敏感性在很大程度上取决于基本的暴胀模型。我们量化这种敏感性,并讨论必须满足的条件,如果可观察到的预测是不敏感的动态再加热。我们证明,在完成再加热,所有的可观察量采取有限范围内的值,其限制完全由通货膨胀期间的条件。此外,在这两个领域的波动起着重要的作用,在确定充分依赖的动态再加热的观测。通过将我们的形式应用于两个具体例子,我们证明了再加热动力学变化引起的$f_{\rm NL}$、$n_ζ$和$r_T$的变化完全在普朗克的敏感度范围内,因此,在预测多场暴胀模型时必须考虑再加热的影响。我们的最终表达式是非常一般的,包括范围广泛的两个领域的暴胀模型,包括标准的曲率的情况。我们的结果允许一个更统一的方法来研究两个领域的通货膨胀,包括微扰再加热的影响。因此,整个类别的模型可以一起研究,允许更系统的方法通过观察来深入了解早期宇宙的物理学。
2014-04-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non Bunch Davies group coherent states, and their quantum signatures in CMB observables
我们接近的问题,找到广义状态的物质领域在德西特宇宙,移动从组理论的观点。这对暴胀期间的宇宙学扰动和其他CMB观测量有着深远的影响。在一个系统的推导中,我们发现所有允许的一般性,这样一个国家可能有,在相干态的要求。此外,我们还展示了它们与更熟悉的激发初态的关系,这些激发初态通常用于暴胀。
2020-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Frame-dependence of higher-order inflationary observables in scalar-tensor theories
在标量-张量引力理论的背景下,我们在慢滚近似下计算三阶校正谱指数。计算是在Einstein系和Jordan系中采用标量和张量扰动的格林函数方法进行的。然后,利用哈勃慢滚参数在两个框架之间的相互关系,我们发现框架是等价的三阶。由于哈勃慢滚参数与潜在的慢滚参数有关,我们用后者来表示观测量,后者显然是不变的。然而,相同的暴胀子偏移导致在两个框架中的不同预测,因为e折叠的数量的定义不同。为了说明这种效应,我们考虑了一个非最小暴胀模型,发现预测的差异随着非最小耦合的增加而增加,并且它实际上可以大于观测量的一阶和三阶结果之间的差异。最后,我们证明了各种结束的通货膨胀条件上的可观测量的效果。鉴于未来实验灵敏度的提高,这些效应对于暴胀模型的分析将变得重要。
2017-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Quantum Window Onto Early Inflation
早期宇宙的暴胀是高能区域最有希望的引力探测之一。然而,可观察的尺度提供了进入通货膨胀动态的有限窗口。在这篇文章中,我们认为,量子修正的经典动力学的宇宙场使我们能够探测更早的时代的暴胀阶段,并延长了许多数量级的窗口。我们指出,无论是在可观察尺度的宇宙学波动的统计,和观众领域,在许多后通货膨胀过程中发挥重要作用,获得的字段位移,是敏感的通货膨胀时代的一个更长的阶段。
2017-10-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Optimizing future experimental probes of inflation
暴胀宇宙范式的许多新实现的发现导致了一个简并问题:许多不同的暴胀拉格朗日量产生相同的微扰谱。解决这个问题需要未来发现额外的观测量,超越标量绝热和张量两点函数的CMB尺度。简并的一个重要来源出现在模型中,其中密度扰动是由非暴胀自由度产生的,例如,通过曲率或调制再加热。我们认为曲率的情况下,这一类的代表,并分析退化与单场,典型的通货膨胀的结果,如果曲率去未被发现的未来的观测。我们执行Monte Carlo潜在的重建在没有区分的可观,如非高斯或isocurvature模式。由此产生的简并是相当大的,从未来的探测器,如CMBPol光谱参数的改进测量,提供更好的情况。给定一个简并破坏的观测,观测量仍然必须被反演以获得暴胀势,不同的观测结果导致不同质量的重建。我们发现,未来的检测等曲率模式或张量谱指数的精确测量将使最成功的重建中存在的曲率。
2010-12-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Signatures of the Very Early Universe: Inflation, Spatial Curvature and Large Scale Anomalies
一个短暂的暴胀阶段可能不会抹去原始宇宙的所有痕迹。相关的观测量包括空间曲率和微波背景或大尺度结构中的“异常”。现在的曲率$Ω_{K,0}$反映了初始曲率$Ω_{K,\mathrm{start}}$,而异常的角度大小取决于$k_\mathrm{start}$,即暴胀开始时的共动视界大小。我们估计后验的$Ω_{K,\mathrm{start}}$和$k_\mathrm{start}$使用当前的数据和模拟,并表明,如果任何一个量被测量到有一个非零值,都有可能是可观察的。从$Ω_{K,\mathrm{start}}$和$k_\mathrm{start}$到现在观测值的映射强烈依赖于原始状态方程;对于给定的$Ω_{K,\mathrm{start}}$,$Ω_{K,0}$跨越十个数量级,而一个简单而一般的关系将$Ω_{K,0}$和$k_\mathrm{start}$联系起来。我们表明,$Ω_{K,0}$目前的界限意味着,如果$k_\mathrm{start}$是可测量的,曲率已经很小的通货膨胀开始时。最后,由于能量密度在暴胀过程中变化缓慢,原初引力波的约束要求在一个短暂的暴胀阶段之前有一个非平凡的暴胀前阶段,这对$Ω_{K,\mathrm{start}}$的期望值有关键的影响。
2015-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observable Gravity Waves from Supersymmetric Hybrid Inflation II
结果表明,张量标量比接近r = 0.03,这可以观察到的普朗克,实现在超对称混合暴胀模型与TeV尺度的软超对称破缺条款。这扩展了我们之前的分析,该分析也发现r <~ 0.03,但使用了中间尺度软项。其他宇宙学观测,如标量光谱指数与WMAP数据吻合得很好。
2010-12-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Red Spectral Tilt and Observable Gravity Waves in Shifted Hybrid Inflation
我们考虑了具有红色倾斜标量谱指数n_s的超对称移位混合暴胀模型,该模型与WMAP的7年中心值一致。如果包括非最小超重力修正,这些模型还可以支持高达r = 0.02的张量与标量比,这可以被普朗克卫星观测到。与标准的超对称混合暴胀情形相反,通过规范对称性破缺产生的拓扑缺陷在理论的位移版本中被暴胀掉。
2011-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Computing observables in curved multifield models of inflation - A guide (with code) to the transport method
我们描述了如何应用输运方法来计算在广泛的多场模型中的暴胀观测值。该方法是有效的,包括场景与弯曲的字段空间的度量,违反慢滚条件和转弯的轨迹在字段空间。它可以用于任意的质谱,包括大量的模式和模型与准单场动力学。在本说明中,我们侧重于实际问题。它附带了一个Mathematica代码,可用于探索合适的模型,或作为进一步开发的基础。
2016-01-19 astro-ph.CO hep-th
Inflation with the Starobinsky potential in Loop Quantum Cosmology
利用圈量子宇宙学(LQC)的技术,研究了普朗克数据支持的Starobinsky势的暴胀情景的自洽预暴胀扩展。结果进行了比较,与二次潜在的先前研究。普朗克尺度完成的暴胀范式和可观察到的签名LQC被发现是强大的暴胀势的变化下。从量子反弹到暴胀结束的整个演化过程,都与观测相符。所需的慢滚阶段的发生几乎是不可避免的,自然的初始条件存在的背景和扰动,由此产生的功率谱与最近的观测结果一致。存在初始数据,其中功率谱的量子引力修正是潜在可观察的。
2016-05-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observable Small-scale Effects of Thermal Inflation
热暴胀是原初暴胀之后的一个短暂的低能暴胀,它解决了超对称宇宙学中的模量问题。在热膨胀的情况下,原始的功率谱是适度的红移在大尺度上,但抑制的1/50的尺度小于视界大小在开始的热膨胀。我们比较了热膨胀模型与温暖的暗物质和$Λ$ CDM方案通过研究CMB光谱失真,晕丰度,和21厘米氢线。
2020-02-13 astro-ph.CO
Large non-Gaussian Halo Bias from Single Field Inflation
本文计算了单场暴胀中非Bunch-Davies初态的非高斯大尺度结构观测量。这些场景可以从压缩(但可观察)的动量配置中获得大量的原始非高斯性。它们在晕轮偏置中产生一个项,该项可能比局部偏置的贡献更强烈地依赖于尺度。我们还讨论了产生可观察签名所需的理论考虑。
2012-09-26 astro-ph.CO gr-qc
Influence of gauge artifact on adiabatic and entropy perturbations during inflation
在最近的出版物中,我们提出了一种方法来计算局部可观测宇宙中的规范不变变量,它仅限于整个宇宙的一部分。为了提供可观测涨落的理论预言,我们需要在局域宇宙中保持规范不变性,这被称为真正的规范不变性。真正的规范不变性的重要性是突出的原始波动在红外(IR)极限的研究。在要求真正的规范不变性时,保证了对原始波动的IR回路校正的稳定性。真正的规范不变性也会对可检测的涨落产生影响。我们证明了在可观测尺度下,如果我们要求真正的规范不变性,用常规微扰理论计算的双谱在压缩极限中消失。这表明,传统的双谱,在这个限制,占主导地位的计量人工制品,这是无法观察到的。这些研究是在通货膨胀的单场模型中进行阐述的。在本文中,我们将我们的论点推广到多场模型的通货膨胀,其中,除了绝热场,熵场可以参与生成的原始波动。我们将发现熵场可以产生可观测的涨落,这些涨落不能被局域宇宙中的规范变换所消除。
2011-05-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Loop effects and infrared divergences in slow-roll inflation
环路修正慢卷通货膨胀中的观测发散不差于权力的日志的比例因子,温伯格定理扩展到准单场通货膨胀模型。要求微扰理论在原初暴胀期间是有效的,导致了对有效拉格朗日量的限制。这导致了暴胀真空的一些有趣的限制和巧合。
2013-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Generalized Slow Roll in the Unified Effective Field Theory of Inflation
我们提供了一个紧凑的和统一的治疗的有效场论(EFT)的通货膨胀的功率谱可观的完整的一套运营商,导致二阶运动方程的度量扰动在空间和时间的导数,包括Horndeski和GLPV理论。我们将ADM形式的EFT算子与标量和张量方程中的四个附加自由时间函数联系起来。使用广义慢滚形式主义,我们表明,每个功率谱可以描述为一个单一的源,是其各自的声音地平线的函数的积分。有了这种对应关系,现有的模型独立的源函数的约束,可以简单地重新解释在更一般的通货膨胀的背景下。通过扩大这些来源周围的优化冻结期,我们还提供了这些光谱的特征,在五个慢辊层次结构的领导秩序的形式是紧凑和准确的,只要EFT系数变化的时间尺度大于一个efold。我们还阐明了EFT中的幺正规范观测量与后暴胀宇宙中的同动规范观测量之间的关系。
2019-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Large tensor mode, field range bound and consistency in generalized G-inflation
我们系统地证明了在势驱动的广义G-暴胀模型中,可以避免来自强耦合尺度下新物理的量子修正,同时产生可观测的张量模。有效作用量可以近似为树级作用量,因此,尽管我们在暴胀的能量标度以下引入了新的质量标度,但这些模型在内部是一致的。虽然可观测的张量模是由次强耦合尺度场偏移产生的,但这并不是对Lyth边界的逃避,因为模型包括更高导数的非正则动力学项,并且场的有效重新标度将导致超普朗克场偏移。我们认为,增强的动力学项的暴胀屏蔽与其他领域的相互作用,保持系统弱耦合暴胀期间。
2015-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational wave constraints on the observable inflation
在大爆炸核合成(BBN)期间,早期宇宙中产生的引力波(GW)对相对论自由度$N_{\rm eff}$的数量有贡献。通过使用对$N_{\rm eff}$的约束,我们提出了一个新的界限,宇宙可以有多大的视界出口之间的最大可观测尺度的今天和通货膨胀的结束膨胀。我们讨论了通货膨胀模型的影响,并展示了新的约束条件如何影响模型的选择。我们还讨论了当前和计划中的GW天文台(如LIGO和LISA)的敏感性,并表明它们可能施加的约束总是比BBN约束不那么严格。
2020-12-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Generalized Pole Inflation: Hilltop, Natural, and Chaotic Inflationary Attractors
最近出现了一种新的暴胀模型分析,其中暴胀观测量是由暴胀子动力学项中的极点结构决定的,而不是暴胀子势的形状。我们全面研究这个框架与任意顺序的极点考虑到可能的额外的极点在动力学项或潜在的。根据设置,正则势成为山顶或高原模型的形式,自然膨胀,幂律膨胀或单项/多项式混沌膨胀的变体。我们证明了这些模型的吸引子行为,并计算了从额外的极点到暴胀观测量的修正。
2016-08-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Minimal Extensions of the $α$-Starobinsky Model: Reconciling ACT DR6 and Reheating Constraints
Universitas Gadjah Mada(加查马达大学);Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga(苏南卡拉贾伊斯兰国立大学)
针对ACT DR6数据与标准α-Starobinsky模型预测的标量谱指数差异,提出两种单参数极小扩展(指数乘法和多项式加法修正),将ns移入1σ置信区间,并满足张标比约束和再加热温度要求。
2026-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Tachyonic Encore: A universal shift of inflationary observables
University of Groningen(格罗宁根大学);Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学物理科学研究所);Instituto de Física Téorica UAM-CSIC(马德里自治大学-西班牙国家研究委员会理论物理研究所)
提出一种与暴胀子势无关的机制,通过轻轴子旁观者场在暴胀后的超视界尺度上的瞬态快子相,增强曲率功率谱,压低张标比,并偏移标量谱指数,从而调和原本被排除的暴胀势与CMB观测。
2026-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Conditions for observable bi and tri-spectra in two-field slow-roll inflation
我们发现限制通货膨胀的动力学,产生一个大的本地双谱和/或三谱在两个领域的慢卷通货膨胀。这导致了非高斯参数之间的简单关系,简化了Suyama-Yamaguchi不等式,并产生了三谱参数tNL和gNL之间的新结果。
2013-02-20 astro-ph.CO
Sharp Predictions from Eternal Inflation Patches in D-brane Inflation
我们数值生成六维景观的D3膜膨胀和确定补丁的永恒的通货膨胀附近足够平坦的拐点的潜力。我们表明,合理的措施,选择补丁的永恒的通货膨胀的景观产生尖锐的预测的光谱性质的原始扰动可观察到的尺度。这些包括标量倾斜0.936,标量倾斜-0.00103,不可检测的小张量和非高斯性,以及不可观察的空间曲率。我们的结果明确地表明,精密宇宙学探测的弦景观的统计特性和宇宙的量子态暗示的措施的组合。
2015-12-09 astro-ph.CO hep-th
Discrepancy between cosmological and electroweak observables in Higgs Inflation
在这项工作中,我们重新审视了非最小耦合希格斯暴胀的情况下,并调查其观测的可行性,根据目前的宇宙微波背景,重子声学振荡和Ia型超新星的数据。我们探讨了Coleman-Weinberg近似对原始宇宙中Higgs势的影响,通过两圈级的重整化群方法将暴胀尺度下的拉格朗日参数预测与电弱观测量联系起来。作为主要的结果,我们发现,在电弱尺度上的观察是在分析中使用的宇宙学数据集得到的约束不一致。具体地说,一个$\approx 8σ$ -膨胀参数和顶夸克质量的电弱值之间的差异被发现,这表明,一个显着的偏离所分析的情况下所需要的宇宙学数据。
2021-05-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observable Gravitational Waves From Higgs Inflation in SUGRA
我们考虑模型的混沌通货膨胀的共轭对希格斯超场参与自发破缺的大统一对称性的规模假设其超对称值的实部驱动。采用具有与c-成比例的突出移位对称部分和与c+成比例的微小违反的二次Kaehler势,包括在对数中,我们表明,暴胀观测值与最近的普朗克和Bicep 2/Keck阵列结果设置非常匹配,例如,0.012<=c+/c-<1/N其中-N<0是对数的前因子。此外,我们分析了几种可能的稳定机制的非暴胀伴随超场仅使用二次项。在所有情况下,暴胀可以达到次普朗克暴胀值与相应的有效理论保留微扰么正性普朗克尺度。
2018-01-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Revising the observable consequences of slow-roll inflation
本文研究了(单场)慢卷暴胀宇宙中原初微扰的产生。在动量空间中,这些(高斯)扰动的特征在于零均值和非零方差$Δ^2(k, t)$。然而,在位置空间中,方差在紫外线处发散。位置空间中有限方差的要求迫使人们正则化$Δ^2(k, t)$。这可以(也应该)通过膨胀宇宙中的适当重整化以独特的方式实现。这影响了预测的标量和张量功率谱(当模式获得经典属性时进行评估),今天是在可观察的尺度上的波长。因此,慢卷暴胀对CMB各向异性的影响被显著改变。我们发现一个非平凡的变化的一致性条件,涉及张量标量比$r$的光谱指数。例如,一个精确的尺度不变张量功率谱$n_t=0$现在与非零比率$r\approx 0.12\pm0.06$兼容,这是标准预测($r=-8n_t$)所禁止的。遗留的引力波对宇宙微波背景辐射的影响可能很快就在计划的测量范围内,这将为新的预测提供一个重要的测试。
2009-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Solution for cosmological observables in the Starobinsky model of inflation
本文聚焦暴胀的 Starobinsky 模型,通过建立连接暴胀与再加热的方程及模型一致性关系,推导了标量谱指数、张标比等宇宙学观测量及各阶段 e-folds 数,发现该模型与当前原初扰动测量结果高度吻合。
2024-03-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reheating, Multifield Inflation and the Fate of the Primordial Observables
研究了双场暴胀模型中微扰再加热对曲率微扰的影响。我们用数值方法研究了fNL、ns和r对再加热过程的敏感性,并给出了简单的定性论据来解释我们的结果。通常,如果在再加热开始时存在大的非高斯信号,则在再加热结束时它将保持非零。除非所有的等曲率模式已经完全衰变开始前的再加热,我们发现,非线性参数,f_NL,可以敏感的再加热时间尺度,这种依赖性是最明显的“失控”的通货膨胀的潜力,只有在一个方向上的最小值。对于在两个方向上都有极小值的势,如果在每个场的衰变率之间存在一个温和的等级,f_NL也可以对再加热敏感。在所研究的模型中,我们发现谱指数n_s对场衰减率的大变化相当不敏感,这表明n_s是一个比非线性参数f_NL更鲁棒的暴胀观测值。我们的结果意味着,如果再加热的物理被适当地考虑,则可以可靠地使用双场暴胀模型之间的区别,特别是f_NL的统计。
2012-09-19 astro-ph.CO gr-qc
Observable induced gravitational waves from an early matter phase
假设暴胀之后是一个物质占主导地位的阶段,这对应于一个低温的再加热$T_r<10^9\rm{GeV}$,我们评估的引力波的频谱诱导后暴胀宇宙。我们的工作与模型的山顶膨胀增强原始标量谱在小尺度上,这可能会导致形成原始黑洞。我们发现,较低的再热温度导致的引力波的能量密度范围内的空间和地球上的引力波探测器的生产。
2013-03-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Microwave Background Observables of Small Field Models of Inflation
我们构造了一类单小场暴胀模型,它可以预言,与流行的智慧相反,在宇宙微波背景各向异性中可观测到的引力波信号。谱指数,它的运行,张量标量比和e折叠的数量可以覆盖所有的参数空间目前允许的宇宙学观测。这类模型的一个独特之处是它们能够根据最近的宇宙微波背景观测结果预测负谱指数。我们从有效场论的角度讨论了新的一类模型,并表明,如果无量纲三线性耦合是小的,所需的一致性,然后观察到的光谱指数运行意味着一个高尺度的通货膨胀,因此可观察到的引力波信号。所有的模型在较小的尺度上都有一个不同的预测,即更高的功率,这使得它们很容易被检测到。
2010-08-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
WIMP Dark Matter Inflation with Observable Gravity Waves
我们提出了一个成功的暴胀模型的基础上$λϕ^4$潜在的标准模型(SM)的单重暴胀$ϕ$,质量约TeV或更少,也起着弱相互作用的标量暗物质粒子(WIMP)的作用。暴胀后产生的WIMP遗迹丰度与目前的观测结果一致。谱指数$n_s$位于WMAP 1- $σ$的范围内,而普朗克卫星观测到的张量标量比(重力波的一个规范度量)估计在0.003 ~ 0.007之间。完整的$Z_2$宇称保证标量WIMP绝对稳定。
2010-07-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
$R^2\log R$ quantum corrections and the inflationary observables
本文研究了Ricci标量中具有平方项和对数项的暴胀模型,其中引力作用量为$f(R)=R+αR^2+βR^2 \ln R$。这些条款预计将产生从一个循环的修正涉及弯曲的时空中的物质场。谱指数$n_s$和张量标量比产生$10^{-4}\lesssim r\lesssim0.03$和$0.94\lesssim n_s \lesssim 0.99$。即$r$比预测$r\sim 10^{-3}$的原始Starobinsky模型大或小一个数量级。$r$的进一步增强给出尺度不变$n_s\sim 1$或更高。其他的暴胀观测量是$d n_s/d\ln k \gtrsim -5.2 \times 10^{-4},\, μ\lesssim 2.1 \times 10^{-8} ,\, y \lesssim 2.6 \times 10^{-9}$。尽管$r$增强,但如果最近的BICEP 2测量成立,则该模型不受欢迎。
2014-04-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Grand Unification Higgs-$\mathcal{R}^2$ Inflation: Complementarity between Proton Decay and CMB Observables
Marmara University(马尔马拉大学);Ankara University(安卡拉大学);University of Warsaw(华沙大学)
该研究提出基于SO(10)大统一理论的Higgs-$\mathcal{R}^2$膨胀模型,通过结合CMB观测与质子衰变实验,解决宇宙膨胀参数的张力问题。
2026-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic Ultra Slow Roll Inflation
研究了随机通货膨胀背景下的超慢滚模型。使用随机$δN$形式主义,我们计算的平均数的$e$倍,功率谱,双谱和随机修正到这些可观的。我们正确地再现了已知的领先的经典贡献,这些宇宙学观测值,同时我们表明,分数修正宇宙学观测值诱导随机动力学的功率谱的顺序。此外,我们考虑了一个假设的设置包含两个吸收障碍的两侧的场配置和计算的第一边界交叉与经典运动和量子跳跃的概率。这种分析包括dS时空中测试标量场的量子涨落的布朗运动的极限。
2019-01-21 astro-ph.CO hep-th
Dynamical systems of eternal inflation: A possible solution to the problems of entropy, measure, observables and initial conditions
非平衡统计力学主要有两种方法:一种是利用随机过程,另一种是利用动力系统。为了模拟通货膨胀期间的动态,人们通常采用随机描述,这是已知的遭受严重的概念问题。为了克服这些问题和/或获得更多的洞察力,我们开发了一个动态系统的方法。分析中的一个关键假设是混沌假设,这是遍历假设对非哈密顿系统的自然推广。引力系统不熟悉的特征是,由于宇宙视界和黑洞视界的存在,局部相空间轨迹可以再现或逃逸。我们认为,视界的影响可以使用动力系统进行研究,并应用所谓的热力学形式主义,以获得平衡(或Sinai-Ruelle-Bowen)的变分原理的措施。我们证明了唯一的物理测度不是刘维尔测度(即无熵问题),而是定义在局部轨迹上(即无可观测量问题)并仅支持无限轨迹(即无初始条件问题)的平衡测度(即无测度问题)。唯象方面的波动定理进行了讨论。
2012-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th