The nonlinear redshift space probability distribution function in models with local primordial non-Gaussianity
利用椭球坍缩近似研究了具有局域f_{nl}型原初非高斯性的密度场的非线性红移空间演化。利用初始非高斯剪切场本征值的联合分布，计算了演化的红移空间概率分布函数（PDF）。结果表明，类似于实空间分析，非线性红移空间PDF的欠密尾明显不同于高斯初始条件下的欠密尾。在非零f_{nl}存在的情况下，我们还导出了Kaiser公式的最低阶修正.
2010-08-02 astro-ph.CO
Effect of nonlinearity between density and curvature perturbations on the primordial black hole formation
我们研究了密度和曲率扰动之间的非线性关系对PBH形成的影响。通过计算密度扰动的方差和偏度，我们得到了非高斯性质。作为一个标准PBH的形成，使用的压缩函数，它被发现，需要较大的曲率扰动，由于非线性效应。我们估计PBH丰度的基础上的Press-Schechter形式主义与非高斯概率密度函数在辐射占主导地位的时代。研究发现，非线性效应对PBH的形成有轻微的抑制作用，这种抑制作用与原始曲率扰动具有局部非高斯形式和非线性参数$f_\text{NL} \sim -1$时的抑制作用相当.
2019-03-07 astro-ph.CO
Nonlinear Perturbation Theory Integrated with Nonlocal Bias, Redshift-space Distortions, and Primordial Non-Gaussianity
将引力不稳定性的标准非线性微扰理论推广到包含非定域偏差、红移空间畸变和原初非高斯性。我们表明，当地欧拉偏差是不相容的当地拉格朗日偏差在非线性政权。在一般微扰理论中，欧拉偏差和拉格朗日偏差是非局部相关的。导出了有偏密度扰动的欧拉核和拉格朗日核之间的关系。原始的非高斯性和红移空间扭曲的影响也纳入我们的一般形式主义，和图解方法进行了介绍。考虑了存在偏置时高阶扰动的顶点逼近问题。拉格朗日偏差的恢复被证明是必不可少的处理偏置计划在一个一般的框架。
2011-03-15 astro-ph.CO
Primordial magnetic fields and gravitational baryogenesis in nonlinear electrodynamics
本文在非线性电动力学的框架下，评述了原初磁场的放大和引力重子生成机制，即通过Ricci标量曲率与重子流之间的耦合，在宇宙中产生重子不对称性的机制。为了研究原初磁场强度的放大，我们写下规范不变波动方程，然后在宇宙的三个不同时代（德西特时代、再加热时代和辐射主导时代）求解它们（在长波近似下）。利用观测到的银河系磁场的振幅和重子的不对称性，分别用无量纲参数$r\sim 10^{-37}$和$η_B\lesssim 9\times 10^{-11}$表征，得到了进入非线性电动力学的参数约束条件.
2009-07-21 astro-ph.CO
Impact of nonlinear overdensity statistics on primordial black hole abundance
最近的研究表明，如果考虑到超密度扰动和曲率扰动之间的非线性关系，超密度统计中引入了非高斯性，从而改变了预期的原始黑洞丰度。这是探索通过使用的overdensities和曲率扰动之间的非线性关系到第二阶负偏度和正峰度的目的是在降低和增加的丰度，而丰度可比高斯扰动通过调整曲率功率谱的振幅。非零偏度和峰度的影响进行了研究，使用玩具模型狄拉克三角洲和对数正态曲率功率谱，以及从$α-$吸引子模型能够原始黑洞生产。最后，将Press-Schechter方法的非线性计算结果与峰值理论进行了比较。
2020-07-16 astro-ph.CO gr-qc
Primordial density and BAO reconstruction
我们提出了一种新的方法来重建原始（线性）密度场的估计的非线性位移场。位移场的发散给出了重建的密度场。我们求解了一维宇宙学中的非线性位移场并给出了重建结果。新的重构算法恢复了大量的线性模态，显著减小了非线性阻尼尺度。成功的1D重建结果意味着新算法在3D情况下也应该是一种有前途的技术。
2016-09-22 astro-ph.CO
Nonlinear Evolution of the Matter Trispectrum with Primordial Parity Violation
本文在有效场论框架下计算了宇称奇物质四点谱函数到单圈阶的非线性演化，证明了红外发散相消并推导了紫外反项，数值评估了其对重子声学振荡的影响。
2025-10-07 astro-ph.CO
Refining the nonlinear modelling of primordial oscillatory features
本文在时间切片微扰理论框架下改进原初振荡特征的非线性建模，推导含原初振荡与BAO混合项等的解析表达式，与COLA模拟一致，为未来巡天提供新计算。
2025-07-08 astro-ph.CO
Bias, redshift space distortions and primordial nongaussianity of nonlinear transformations: application to Lyman alpha forest
在大尺度上，物质密度场的非线性变换可以看作是密度场本身的有偏示踪。一个非线性变换也修改了红移空间的扭曲在同一个限制，引起的速度偏差。在具有原始非高斯性的模型中，非线性变换在大尺度上产生尺度依赖的偏差。我们推导出这些一般的非线性变换的解析表达式。这些偏差可以完全用最终场的一点分布函数（PDF）和变换参数来表示。我们的分析允许设计具有几乎任意偏置特性的非线性变换，其可用于在大规模聚类极限中增加信号。我们将结果应用于Lyman-alpha森林的电离平衡模型，其中Lyman-alpha通量F通过非线性变换与密度扰动δ相关。速度偏差可以表示为莱曼α通量PDF的平均值。在z=2.4时，我们预测速度偏差为-0.1，而观测值为-0.13 +/- 0.03。偏置和原始非高斯偏置依赖于变换的参数。因此，偏差的测量可以用来约束这些参数，并且对于电离背景强度的合理值，我们可以将预测与观测相匹配。与观测值相匹配，我们预测原始非高斯性偏差与偏差的比率具有相反的符号和较低的幅度，比高度偏置的星系的相应值，但这取决于模型参数，也可以消失或改变符号。
2012-01-03 astro-ph.CO
Nonlinear reconstruction of features in the primordial power spectrum from large-scale structure
近年来，在星系巡天中一直在寻找原始功率谱中的潜在特征，因为这些特征有助于理解暴胀的本质。迄今为止的零探测表明，任何这样的特征都应该相当微弱，而下一代星系巡天以其前所未有的规模和精度，能够比以前施加更强的限制。然而，即使这样的原始特征曾经存在于早期宇宙中，它们也会由于结构形成而在低红移的非线性区域中被显着阻尼，这使得它们很难在实际观测中直接检测到。一个潜在的方法来解决这个挑战，探索的特点是撤销宇宙进化，即，使用重建来获得近似线性密度场。通过采用一组N体模拟，在这里，我们表明，最近提出的非线性重建算法可以有效地检索阻尼振荡功能从晕目录和提高测量的准确性的特征参数（假设这样的原始功能确实存在）。我们做了Fisher分析来预测非线性重建如何影响约束能力，并发现它可以导致对类似于调查的特征幅度的更鲁棒的约束。将非线性重建与其他改善约束的方法（例如增加调查量和比例尺范围）进行比较，这表明有可能实现后者所做的，但成本较低。
2022-06-27 astro-ph.CO
Study of Nonlinear Evolution of Spacetime Fluctuations in Quantum Gravity Inflation for Deriving Primordial Spectrum
本文研究可重整化量子引力暴胀中时空涨落的非线性演化，推导并数值求解演化方程，发现早期非线性项有助于在超出共动普朗克尺度的范围内维持初始尺度不变性，为推导精确原初谱和解决宇宙学张力提供基础。
2024-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Physics in the Nonlinear Universe: signatures of inflationary resonances, excitations, and scale dependence
University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）；NSF-Simons AI Institute for the Sky (SkAI)（NSF-西蒙斯天空人工智能研究所（SkAI））；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Center for Particle Cosmology, Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学物理与天文学系粒子宇宙学中心）
研究通过模拟分析多种原始非高斯性模板，探讨其在晚期密度场中的非线性特征，发现弱引力透镜数据在特定尺度下可提供有力约束。
2026-03-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Pushing the Primordial Frontier: Exact Linear Solutions in Multifield Inflation
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Universidad de Chile（智利大学）；Universidad del Bío-Bío（比奥比奥大学）
本文给出双场暴胀系统中原初曲率扰动与等曲率扰动耦合的精确解析解，覆盖强耦合与轻场等区域，并推导出原初功率谱的闭合形式。
2026-10-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Non-linear statistics of primordial black holes from gaussian curvature perturbations
我们发展了由原初曲率扰动的高斯谱产生的原初黑洞的非线性统计。这是通过采用压缩函数作为主要的统计变量的约束下，即：a）过密度有一个高峰值在一个点$\vec{x}_0$，b）压缩函数具有最大值在平滑尺度$R$，最后，c）在其最大值的压缩函数幅度高于阈值触发引力坍缩成一个黑洞的初始过密度。我们的计算允许的事实，即注定要形成PBH的补丁可能有各种轮廓形状和大小。预测的PBH丰度取决于原始波动的功率谱。对于一个非常峰值的功率谱，我们的非线性统计，一个基于线性超密度和一个基于使用曲率扰动，都预测一个狭窄的分布PBH质量和可比的丰度。对于更宽的功率谱，线性超密度统计高估了原始黑洞的丰度，而曲率统计低估了原始黑洞的丰度;另外，对于非常大的平滑尺度，丰度不再由平均超密度的贡献决定，而是由平均超密度的整体统计实现决定。
2020-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Multi-disformal invariance of nonlinear primordial perturbations
我们研究非正式的变换的度量在宇宙学的背景下。我们首先考虑标量场$ϕ$产生的非正式变换，并证明了在标量场是齐次的均匀$ϕ$切片上的曲率和张量扰动在非正式变换下是非线性不变的。然后讨论了曲率和张量扰动的发展方程在全非线性阶空间梯度展开和线性阶空间梯度展开下的变换性质。特别是，我们表明，转换可以描述在两个典型的不同的方式：一个清楚地显示了物理不变性和其他的因果结构，显示了明显的变化。最后，我们考虑一种新型的非形式变换，其中多分量标量场发挥作用，我们称之为“多非形式变换”。我们证明了曲率和张量扰动在线性阶是不变的，并且在非线性阶也是不变的，只要系统达到绝热极限。
2015-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Nonlinear Dynamics of Preheating after Multifield Inflation with Nonminimal Couplings
我们研究后膨胀动力学的多场模型涉及非最小耦合使用晶格模拟捕捉显着的非线性效应，如反反应和再散射。我们测量的有效状态方程和典型的时间尺度的开始热化，这可能会影响通常的映射之间的预测原始扰动谱和测量的各向异性的宇宙微波背景辐射。对于大的值的非最小耦合常数，我们发现，有效的粒子生产，产生几乎瞬时预热。此外，强单场吸引子的行为，先前确定的持续，直到预热结束，从而抑制多场模型的典型签名。因此，我们发现，在这类模型中的原始观测值的预测保留了最新的观察密切配合。
2019-10-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
fNL - gNL mixing in the matter density field at higher orders
在本文中，我们研究如何原始的非高斯性有助于非线性微扰秩序的密度场在大尺度上的物质占主导地位的时代的扩展。广义相对论是一种本质上非线性的理论，它在度规场和密度场之间建立了一种非线性关系。用曲率扰动zeta表示度量扰动，已知非线性在物质密度场的非线性扰动中产生有效的非高斯项，即使原始zeta是高斯的。在这里，我们概括这些结果的情况下，一个非高斯原始zeta。使用zeta中原始非高斯性的标准参数化，根据fNL、gNL、hNL.，我们展示了在更高阶（从三阶和更高阶）非线性如何在大尺度上对密度场产生这些贡献的混合，例如fNL和gNL都对密度对比度的三阶做出贡献。这是本文的主要结果。我们的分析是基于梯度展开（又名长波长近似）和标准微扰理论在高阶之间的协同作用。从本质上讲，梯度展开的方程在数学上等价于一阶微扰理论的方程，因此一阶结果转化为梯度展开的结果，反之亦然，梯度展开可以用于导出高阶和大尺度微扰理论的结果。
2018-05-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scratches from the Past: Inflationary Archaeology through Features in the Power Spectrum of Primordial Fluctuations
暴胀可以提供对物理学的独特见解，在任何现实的地球实验中都无法复制的最高可用能量尺度。原始功率谱中的特征通常在广泛的暴胀模型及其替代模型中被预测，并且在观测上是寻找非最小暴胀模型证据的最被忽视的渠道之一。来自宇宙微波背景观测的约束涵盖了最广泛的特征频率范围，但最敏感的约束将来自未来的大尺度结构调查，可以测量最大数量的线性和准线性模式。
2019-03-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Threshold of Primordial Black Hole Formation against Velocity Dispersion in Matter-Dominated Era
本文研究了在物质主导时代速度色散对原初黑洞~（PBH）形成的影响。速度色散是通过扰动的非线性增长而产生的，并有可能阻碍引力坍缩，从而阻碍PBH的形成。为了使讨论清楚，我们考虑两个不同的长度尺度。较大的一个是引力坍缩发生的地方，这可能导致PBH的形成，和较小的一个是由于非线性相互作用的速度色散的发展。通过比较自由落体时间尺度和粒子穿过坍缩区的时间尺度，我们估计了速度色散对PBH形成的影响。作为示范，我们考虑对数正态功率谱的初始密度扰动的峰值$σ_0^2$在一个规模，对应于较大的规模。我们发现，在视界入口处的密度扰动$\tilde δ_{\rm th}$的阈值为PBH形成标度为$\tilde δ_{\rm th}\propto σ_0^{2/5}$为$σ_0\ll1$。
2023-02-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Relativistic effects and primordial non-Gaussianity in the matter density fluctuation
通过求解非线性广义相对论方程组，给出了非相对论物质流真时超曲面中物质密度涨落的三阶解析解。真时超曲面提供了一个坐标系，局部观测者可以在不知道其邻域之外的情况下建立该坐标系，同时还提供了与相对论背景下的局部牛顿描述的物理联系。利用共动规范场中的曲率微扰建立了解析解的初始条件，阐明了曲率微扰对非线性演化的影响。由于相对论方程的非线性，我们计算了有效的非高斯参数。通过适当的坐标重标度，我们证明了等效原理的尊重和相对论效应消失在大尺度极限。
2016-01-21 astro-ph.CO
CMB anisotropies and linear matter power spectrum in models with non-thermal neutrinos and primordial magnetic fields
计算了在初始随机磁场存在下，三个具有非热相空间分布的轻中微子模型的宇宙微波背景（CMB）的温度各向异性和极化的角功率谱以及线性物质功率谱.非热相空间分布函数被假定为费米-狄拉克分布和高斯分布之和。据发现，已知的有效的描述的非热模型在一个额外的相对论自由度的双热模型，也可以扩展到包括一个随机磁场的模型。数值解的范围内得到的磁场参数。
2021-11-23 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Physics in the Nonlinear Universe: mapping cosmological collider models to weak-lensing observables
University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）；NSF-Simons AI Institute for the Sky (SkAI)（NSF-西蒙斯天空人工智能研究所（SkAI））；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文提出一种方法，通过任意双谱信号运行宇宙模拟，生成三十多个PNG生成模板，研究碰撞物理在非线性密度场中的特征，并利用弱透镜观测预测约束。
2026-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-Gaussian Features of Primordial Gravitational Waves
通过构造张量双谱非线性参数的模型无关模板，我们探索了原初引力波可能的非高斯特征。我们的分析是基于通货膨胀的有效场论，它不依赖于特定的模型，因此结果是相当通用的。分析进一步表明，压缩极限张量双谱的检测概率比等边极限张量双谱的检测概率高得多。我们还讨论了在即将到来的CMB飞行任务的可探测性的前景。
2018-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
UV-protected (Natural) Inflation: Primordial Fluctuations and non-Gaussian Features
我们考虑紫外线保护的暴胀，暴胀子的潜力是通过量子（单圈）打破一个全球性的对称成为一个离散的对称。在这个模型中，所有的耦合尺度都是次普朗克尺度。这是通过将暴胀子动力学项与爱因斯坦张量耦合来实现的，这样在高能量下摩擦力会被引力增强。在这方面，这种新的相互作用使几乎任何潜在的足够的通货膨胀，同时保持系统微扰酉。我们表明，即使引力增强摩擦本质上包含新的非线性，紫外保护的通货膨胀（和任何类似的模型）的行为作为一个单一的领域的情况下，红色倾斜的频谱和潜在的可检测的引力波。有趣的是，我们发现，在局部形式的曲率扰动的非高斯完全由非线性规范变换从空间平坦的均匀场规范和/或违反宇称的相互作用的暴胀子和规范玻色子占主导地位。特别地，违反奇偶性的相互作用可以产生可检测的非高斯性。
2014-07-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing primordial non-Gaussianity with 21 cm fluctuations from minihalos
我们调查未来的限制，从21厘米角功率谱的minihalos的原始本地型非高斯。我们特别关注原始曲率扰动的三谱，其特征在于非线性参数$τ_{\rm NL}$和$g_{\rm NL}$。我们表明，未来的测量微晕21厘米角功率谱可以探测这些非线性参数与$τ_{\rm NL}\sim30$和$g_{\rm NL}\sim2\times10^3$的平方公里阵列（SKA）和$τ_{\rm NL}\sim0.6$和$g_{\rm NL}\sim8\times10^2$的快速傅里叶变换望远镜（FFTT）的前所未有的精度。这些敏感性水平将对暴胀宇宙的模型和宇宙密度波动的起源产生重大影响。
2018-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-linear damping of superimposed primordial oscillations on the matter power spectrum in galaxy surveys
星系巡天是曲率扰动的原始功率谱上叠加振荡的一个重要探测器，这在几个暴胀理论模型及其替代模型中得到了预测。为了在星系巡天中充分利用宇宙学信息，有必要研究完全非线性尺度的物质功率谱。因此，我们研究的非线性集群模型叠加线性和对数振荡的原始功率谱运行高分辨率暗物质的N体模拟。我们拟合高斯包络的叠加振荡的非线性阻尼的物质功率谱的N体模拟的结果$k \lesssim 0.6\ h/$ Mpc在$0 \leq z \leq 5$的精度低于百分之。最后，我们用这个拟合公式来预测未来的星系调查，如欧几里得和斯巴鲁，探测原始振荡到非线性尺度单独和结合CMB各向异性所包含的信息的能力。
2020-04-24 astro-ph.CO
Fast Estimation of Gravitational and Primordial Bispectra in Large Scale Structures
我们提出了一个快速估计的全暗物质的三维粒子分布的双谱依赖于一个可分离的模态展开的双谱的实现。精确双谱估计的计算成本相对于仿真演化是可以忽略的，因此各向同性双谱可以在评估功率谱时用作标准诊断。作为一个应用程序，我们测量的引力和原始暗物质双谱的演化$N$体模拟高斯和非高斯初始条件的本地，等边，正交和扁平的形状。将结果与使用3D可视化，3D形状相关性和累积双谱信噪比的理论模型进行比较，所有这些都可以非常快速地进行评估。我们测量的双谱由$\mathcal{O}(50)$系数确定，它可以用作非线性区域和非高斯初始条件下的拟合公式。在非线性制度与$k<2h\,\mathrm{Mpc}^{-1}$，我们发现一个很好的相关性之间的测量暗物质双谱和一个简单的模型的基础上的“恒定”双谱加上（非线性）树级引力双谱。在相同的范围内的非高斯模拟，我们发现一个很好的相关性之间的测量额外的双谱和一个恒定的模型加上（非线性）树级原始双谱。我们证明了非高斯双谱的常数贡献可以理解为引力双谱中常数模的时移，这是由单晕模型激发的。该额外的非高斯常数贡献的最终振幅与原始双谱中的常数模式的初始振幅直接相关。我们还评论了规则网格和玻璃初始条件对双谱的影响。
2012-07-24 astro-ph.CO
Probing higher-order primordial non-Gaussianity with galaxy surveys
通过平方公里阵列（SKA）的射电连续星系调查，欧几里德的光度星系调查及其组合，我们预测了未来对原始非高斯性的限制。我们重点研究了局域型高阶非线性参数对参数估计的潜在影响，特别是暴胀相容性不等式的证明。非标准的暴胀模型，如多场模型，引入了大尺度下星系的尺度依赖随机成团，这是对原初密度涨落产生机制的独特探索。Fisher矩阵分析表明，SKA提供的深度和广度的观测更有利于约束$τ_{\rm NL}$，而Euclid由于红移信息对$f_{\rm NL}$有很强的约束力，这表明两者之间的联合分析对于打破非线性参数之间的简并是非常必要的。完整的SKA和Euclid的组合将达到所需的精度水平，以确认即使是$f_{\rm NL}\approx 1.5$和$τ_{\rm NL}\approx 17$的一致性不等式，虽然它仍然是很难的一个单一的调查，以确认它时，$f_{\rm NL}\lesssim 2.7$。
2016-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revisiting constraints on primordial magnetic fields from spectral distortions of cosmic microwave background
本文采用重联驱动的湍流衰变模型，研究非线性效应对CMB谱畸变的影响，排除了短相干长度磁场，并发现结果受磁螺旋度分数影响。
2025-04-23 astro-ph.CO hep-ph
Primordial non-Gaussianity in warm inflation using $δN$ formalism
利用$δN$方法首次研究了均匀密度超曲面上由暖暴胀产生的原始曲率扰动的非高斯性.在介绍了暖暴胀理论框架和$δN$形式之后，我们得到了描述慢滚近似下非高斯性的非线性参数$f_{NL}$的解析表达式，并发现$δN$形式给出了一个很好的结果.我们分析了$f_{NL}$的大小，并将我们的结果与标准通货膨胀的结果进行了比较。然后我们讨论了两个具体的例子：四次混沌模型和山顶模型。四次势模型在暖暴胀情形下也能与Planck结果很好地一致，并且给出了非线性参数如何依赖于暖暴胀耗散强度和膨胀量的具体结果.我们发现，在这两种情况下的非线性参数的范围内的允许区域的普朗克。
2015-11-23 astro-ph.CO gr-qc
The Threshold for Primordial Black Hole Formation: a Simple Analytic Prescription
原始黑洞可能是在早期宇宙中由非线性宇宙学扰动重新进入宇宙学视界而形成的，当时宇宙仍然是辐射主导的。从超视界尺度上功率谱的形状出发，根据数值模拟的结果，我们给出了一个计算原始黑洞形成阈值$δ_c$的简单公式。我们的程序考虑到高斯曲率扰动和密度对比度之间的非线性，在文献中第一次，在视界交叉，这增加了约两个因素的阈值计算超视界尺度上的一个方面的非线性效应。
2021-03-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-linear Dynamics and Primordial Curvature Perturbations from Preheating
在本文中，我回顾的理论和数值模拟的非线性动力学的预热，一个阶段的动力学不稳定性结束的通货膨胀，在此期间，均匀暴胀爆炸性衰减和存款的能量到激发其他物质领域。我专注于预热混沌膨胀模型，通过广泛的参数共振。我描述了一个简单的方法来评估Floquet指数，计算Mathieu和Lame方程描述的不稳定性发展的$m^2ϕ^2$和$λϕ^4$预热模型的稳定性图。我讨论基本的数值方法和问题，并提出模拟结果突出非平衡过渡，拓扑缺陷的形成，晚时间的普遍性，湍流标度和热化的方法。我解释了预热如何产生大规模原始（非高斯）曲率波动，表现在宇宙微波背景各向异性和大尺度结构中，并讨论了预热的潜在可观察特征。
2010-05-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On non-linear CMB temperature anisotropy from gravitational perturbations
计算了大尺度上三阶以上的非线性CMB温度各向异性。在大尺度和Sachs-Wolfe极限下，我们给出了原始曲率扰动到三阶的温度各向异性的显式表达式。我们导出了最终的各向异性的双谱和三谱以及相应的非线性参数，其中原始扰动和原始曲率扰动到温度各向异性的非线性映射对观测到的非高斯性的贡献是透明分离的。
2010-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-linear Dynamics and Primordial Black Hole Formation During Kination
King’s College London（伦敦国王学院）
研究暴胀后期kination时期标量扰动的非线性动力学，探讨原初黑洞形成及其作为重加热机制的潜力。
2026-02-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The halo squeezed-limit bispectrum with primordial non-Gaussianity: a power spectrum response approach
模拟晕双谱的非线性仍然是现代宇宙学的一个主要挑战，特别是对于正在进行和即将进行的大尺度结构观测，以研究暴胀物理。“功率谱响应”提供了一个解决方案，双谱在所谓的压缩极限，其中一个波数比其他两个小得多。作为第一步，我们证明了从二阶标准微扰理论计算的晕压缩极限双谱与线性晕功率谱对大尺度密度和势涨落的响应精确一致。由于Halo功率谱响应可以直接获得任意小尺度的分离宇宙模拟，响应方法提供了一种新的和强大的技术建模的非线性Halo压缩极限双谱。
2017-05-26 astro-ph.CO
Nonlinear clustering in models with primordial non-Gaussianity: the halo model approach
我们发展了大尺度结构的晕模型，作为探索原始非高斯性的精确工具。在这项研究中，我们专注于了解在几个红移的物质集群。原始非高斯性被建模为对局部高斯势的二次修正，并由参数fNL表征。在我们制定的晕模型，我们特别注意晕排斥的影响，并表明，这可以潜在地解决长期存在的问题，在这个模型中的大尺度上的多余的权力。该模型依赖于质量函数，集群和密度分布的晕。我们使用高分辨率高斯和非高斯数值模拟的大型合奏测试这些成分。特别是，我们提供了第一次探索如何密度分布图的变化存在的原始非高斯性。我们发现，对于f_NL正/负的大质量晕，核密度增加/减少，因此比高斯情况下更集中/更不集中。我们还研究了晕偏置，并表明，如果晕模型是正确的，那么有一个小的不对称的尺度依赖的偏差非常大的尺度，这是因为高斯偏置必须重整化。我们表明，修改的物质功率谱的~2.5%和~3.5%的标度k~1.0 h/Mpc在z=0和z=1，分别。我们的晕轮模型计算再现的绝对振幅在10%以内，非高斯的高斯光谱的比例在1%以内。我们还测量了物质的关联函数，发现模型和数据之间同样吻合得很好。我们预计，这种建模将是有用的约束f_NL的剪切关联函数在未来的弱透镜调查，如欧几里得测量。
2011-08-08 astro-ph.CO
Issues Concerning Loop Corrections to the Primordial Power Spectra
我们阐述了10个原则，试图澄清争论红外线环修正原始标量和张量的暴胀功率谱。除其他事项外，我们注意到，现有的建议非线性扩展的标量波动场$ζ$引入新的紫外发散，没有人知道如何重整化。慢滚参数$ε$的逆幂也会增强这些假定观测量的环路修正和更高的修正因子。我们提出了一个扩展，应该表现得更好。
2012-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Hole Formation in Starobinsky's Linear Potential Model
本文研究了Starobinsky线性势模型中共曲率扰动的功率谱，发现其在特定波数处形成高峰，且近峰行为可用常滚模型近似，该高峰可产生原初黑洞并留下可探测的引力波特征。
2023-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Hole Formation from Power Spectrum with Finite-width
本文提出了一种基于密度对比峰理论的新方法，用于计算原始黑洞在有限宽度功率谱下的形成丰度，并减少了峰理论与Press-Schechter方法之间的差异。
2025-12-07 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Physics in the Nonlinear Universe: Revealing the oscillating halo bias from cosmological collider models
University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（宇宙学物理卡弗里研究所，芝加哥大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理 perimeter 研究所）
研究宇宙学对撞机模型中初始条件含有的极高能粒子物理信息，开发新模拟方法，测量振荡晕偏差，发现其与晕质量等相关，信号独特不易被模拟，模拟及代码已公开。
2026-07-29 astro-ph.CO gr-qc
Non-Gaussian initial conditions in $Λ$CDM: Newtonian, relativistic and primordial contributions
本文的目标是设置初始条件的结构形成在非线性秩序，符合广义相对论，同时也允许原始的非高斯。利用非线性连续性方程和Raychauduri方程，结合非线性能量约束，确定了广义相对论中物质密度涨落的演化.我们解决这个方程在第一和第二阶微扰膨胀，恢复和扩展以前的结果在物质主导的限制和牛顿制度。我们给出了$Λ$ CDM宇宙中密度对比度随时间变化的二阶解，由于相对论约束方程的本质非线性，确定了来自牛顿增长模式、原始非高斯性和内禀非高斯性的非线性贡献.我们讨论了这些结果的应用程序在N体模拟的初始条件，表明相对论修正模仿一个非零的非线性参数$f_{\rm NL}$。
2014-02-15 astro-ph.CO gr-qc
Scale dependent bias from primordial non-Gaussianity with trispectrum
我们研究了由原始非高斯性引起的晕功率谱的尺度依赖性偏差。我们提出了一个分析结果的晕偏差，包括高达三谱的贡献。我们发现尺度依赖性偏差为探索非线性参数$\fnl$和$\tnl$之间的关系提供了新的可能性。
2011-06-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Matter power spectrum induced by primordial magnetic fields: from the linear to the non-linear regime
本研究通过首次磁流体动力学模拟，揭示原初磁场诱导的物质功率谱在非线性区域饱和而非被抑制，并纠正了以往研究在转变处的高估，为精确约束原初磁场提供了新依据。
2025-06-08 astro-ph.CO
Primordial Black Hole and Gravitational Wave by Peaked Cosmic Perturbations from Axion Curvaton
The University of Chicago（芝加哥大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Nankai University（南开大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文证明轴子场通过暴胀动力学产生中间波数尖峰扰动，经曲率场机制生成引力波与原初黑洞，其谱呈三角形，可解释全部暗物质，并提供多信使检验。
2026-10-02 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Physics in the Nonlinear Universe: Towards particle constraints using the Weak lensing, Thermal SZ, and X-ray fields
University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（卡弗里宇宙物理学研究所，芝加哥大学）
研究利用新模拟方法，通过弱引力透镜、热苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应和X射线场，量化对原初非高斯性的约束能力，发现tSZ和X射线场能提供重要信息，打破参数简并，相比仅用引力透镜，PNG约束有两倍改善。
2026-07-13 astro-ph.CO
Primordial black holes in linear and non-linear regimes
利用动态黑洞的视视界概念，我们重新讨论了线性和非线性两种情况下宇宙早期原初黑洞（PBH）的形成。首先，我们发展了球对称时空的微扰理论来研究线性区域中球形PBH的形成，并固定了两个规范。我们还引入了一个定义良好的规范不变量的扩展。使用这个量，我们认为PBH不形成的线性政权。最后，我们研究了非线性机制。在辐射占优时期，我们采用封闭的FRW模型来研究PBH的形成。从线性微扰理论出发，考虑到密度和速度的微扰，我们给出了球形坍缩的初始条件。我们的模型给出了一个约束的速度扰动。该模型还预测了当$δ> 3$ .应用声视界约束，我们已经证明视界再入时密度扰动的阈值必须大于$δ_{th} > 0.7$以克服压力梯度。
2016-08-01 astro-ph.CO gr-qc
On the primordial information available to galaxy redshift surveys
我们调查的原始信息，可以重建光谱星系调查，以及什么设置在低波数重建的噪音，通过研究一个简化的宇宙中，星系的Zeldovich位移拉格朗日峰的线性密度场。对于本研究中的一些，我们进一步采取直观的线性化限制，其中重建是一个凸问题，但其中的解决方案也是一个完整的非线性问题的解决方案，限制重建的有效性。线性化重建的结果类似的互相关系数与线性输入字段作为我们的完全非线性算法。线性重建也产生类似的互相关系数的宇宙学N体模拟，这表明，现有的重建算法提取的大部分可访问的信息的重建尝试。我们的方法有助于解释为什么重建算法准确地再现初始条件的一些特征波数，在这一点上有一个快速过渡到几乎没有相关性。这种转变是由重建的约束条件（调查中的星系数量）的数量，而不是由散粒噪声超过聚类信号，传统上认为。我们进一步表明，在线性尺度上的模式可以重建精度远低于散粒噪声的期望，如果星系拉格朗日位移可以充分约束。我们提供了理想化的例子，非线性重建的散粒噪声可以优于。
2021-04-13 astro-ph.CO
Primordial non-Gaussianity in density fluctuations
我们提出了N体宇宙学的数值模拟，包括一个原始的非高斯性的密度涨落场量化的非线性参数$f_{NL}$。我们使用MPGRAFIC代码产生初始条件和自适应网格细化（AMR）代码RAMSES演变的大尺度结构的形成。我们估计了密度涨落初始分布的高阶动量，研究了非线性功率谱的红移演化，并估计了非线性功率谱中由原始非高斯性引入的偏差。
2010-02-02 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Non-linear metric perturbation enhancement of primordial gravitational waves
我们提出了一套完整的爱因斯坦方程的演变过程中预热后的通货膨胀。我们研究了三维格点中混合暴胀、积分场和度规涨落的一般超对称模型。我们采取与Eintein的约束方程一致的初始条件。度规涨落的感应预热不足以对场产生反作用，但标量模的预热确实影响矢量模和张量模的演化。特别是，它们确实增强了预热过程中引力波的诱导随机背景，一般给出的能量密度比通过在均匀背景度量中演化张量波动获得的能量密度大一个数量级。这种增强可以提高计划中的引力波观测站探测的期望。
2010-10-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
From Primordial Black Holes Abundance to Primordial Curvature Power Spectrum (and back)
在原始黑洞（PBH）由大的原始曲率（C）扰动形成的模型中，即，CPBH，对PBH丰度的约束原则上提供了对原始曲率功率谱的约束。然而，这种联系必然取决于PBH形成机制的细节。在本文中，我们提供了，第一次，约束的原始曲率功率谱的最新限制PBH丰度，考虑到所有的步骤，从引力坍缩在真实空间中的PBH形成。特别是，我们使用数值相对论模拟和峰值理论的结果来研究PBH形成的条件范围内的扰动形状，包括非线性，扰动配置文件和仔细处理平滑和过滤尺度。然后，我们获得更新的PBH形成条件，并将其转化为原始的频谱约束范围广泛的形状和丰度。这些更新的约束涵盖了其他宇宙学观测量所没有探测到的尺度范围。我们的研究结果表明，正确和准确的非线性，滤波和典型的扰动轮廓的建模，是至关重要的推导有意义的宇宙学意义。
2019-10-14 astro-ph.CO
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
Primordial Power Spectrum and Bispectrum from Lattice Simulations of Axion-U(1) Inflation
本文通过晶格模拟研究轴子U(1)膨胀的原初功率谱与双谱，揭示了非高斯性特征及耦合强度的影响，提出新的约束方法。
2025-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Multiple Field Ultra Slow Roll Inflation: Primordial Black Holes From Straight Bulk And Distorted Boundary
研究了场空间中曲线约束的两场超慢卷暴胀模型。曲率扰动和非高斯性可以在USR阶段和从边界处的不均匀性增强。我们采用完全非线性的$δN$方法计算了曲率扰动的概率分布函数（PDF），并证明了非线性效应可以显著增强原初黑洞（PBH）的丰度.对于大曲率扰动，PDF有一个普遍的指数尾，但对于中间值，PDF -因此，PBH的丰度-敏感地依赖于边界的几何形状。
2022-09-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Density reconstruction from biased tracers and its application to primordial non-Gaussianity
宇宙密度场的大尺度傅立叶模对于了解宇宙学具有重要价值，因为它们与早期宇宙中的波动之间的关系已被充分理解。然而，宇宙方差一般限制了统计精度，可以实现时，约束模型参数使用这些模式测量星系调查，而且，这些模式有时是无法访问的，由于观测系统或前景。在某些应用中，这两个限制可以通过重建大尺度模式来规避，使用它们在观测到的示踪剂的小尺度模式（如星系位置）之间引起的相关性。在本文中，我们进一步开发了一种重建的形式主义，使用二次估计类似于用于透镜的宇宙微波背景。我们将非线性重力，非线性偏置，和本地型原始非高斯性，并验证该估计器给出了预期的结果时，适用于N体模拟。然后，我们进行了几个即将到来的调查预测，表明，当重建的模式被包括在一起直接观察到的示踪剂密度模式，对本地原始非高斯性的约束一般收紧了数十倍，相比标准的单示踪剂分析。在某些情况下，这些改进来自宇宙方差消除，重建模式取代模式的一个单独的示踪剂，从而使一个有效的“多示踪剂”的方法与单示踪剂的意见。
2020-07-16 astro-ph.CO
