Implications of GWTC-3 on primordial black holes from vacuum bubbles
本研究分析GWTC-3数据，区分天体物理与原初黑洞，发现原初黑洞主导大质量端及约30太阳质量峰值，并可能贡献过半并合事件，影响形成机制与暴胀模型。
2024-03-16 astro-ph.CO gr-qc
Why should primordial perturbations be in a vacuum state?
为了计算暴胀过程中产生的功率谱，我们必须指定暴胀子微扰的量子态，这通常被假定为Bunch-Davies真空。我们认为，只有当宇宙学扰动的相互作用强到足以将激发态推向真空时，这种选择才是合理的。我们通过计算正则单场暴胀模型中慢卷膨胀中激发态到首阶的衰变几率来量化这种效率。这些概率被慢滚参数和普朗克质量平方所抑制，并被紫外和红外截止所增强。对于自然选择这些尺度的衰变是不可能的，因此，选择邦奇-戴维斯真空作为原始微扰的状态似乎是不合理的。
2006-12-11 astro-ph gr-qc hep-th
Primordial black holes and curvature perturbations from false vacuum islands
研究异步一阶相变中延迟衰变虚假真空岛形成的超视界密度反差，分析其坍缩为原初黑洞或产生可观测曲率扰动的机制，并给出模型无关拟合公式。
2024-08-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes Are True Vacuum Nurseries
本文提出利用原初黑洞Hawking蒸发形成的热斑温度分布计算亚稳态真空衰变率，以避免传统真空的不一致性，并据此排除了特定质量黑洞对应的电弱真空不稳定PBH能量占比参数空间。
2023-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Novel Possibility of Nonstandard Statistics in the Inflationary Spectrum of Primordial Inhomogeneities
暴胀被认为是现代宇宙学的基石之一。然而，标准暴胀范式对宇宙结构起源的解释并不完全令人满意。基本问题是，通常的解释无法指出产生我们宇宙的不均匀性和各向异性的物理机制，从与早期暴胀状态相关的完全均匀和各向同性的真空状态开始。我们简要回顾这个问题，在这里与建议，以解决这个缺点的动力学崩溃的真空状态的暴胀场，这已被认为是在以前的工作。这份手稿的主要目的是讨论与坍缩相关的某些统计方面及其在原始光谱中的含义，特别是那些与可能出现的新型不寻常相关性有关的统计方面。
2012-04-21 gr-qc
A Cosmological Signature of the Standard Model Higgs Vacuum Instability: Primordial Black Holes as Dark Matter
对于当前的希格斯粒子和顶质量的中心值，标准模型希格斯粒子势在$10^{11}$ GeV量级上产生了不稳定性。我们表明，这种不稳定性的宇宙学签名可能是暗物质的形式原始黑洞种子希格斯波动在通货膨胀。暗物质的存在可能不需要超越标准模型的物理学。
2018-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black hole formation by vacuum bubbles II
近年来，LIGO/Virgo黑洞的发现为原生黑洞的研究注入了新的活力。在这项工作中，我们研究了一种机制，原始黑洞形成的真空泡，通过量子隧穿膨胀过程中随机成核。在膨胀之后，这些气泡通常以大的洛伦兹因子进入周围辐射流体。在我们以前的工作中，我们假设气泡场与标准模型粒子强耦合，使得气泡壁是不可渗透的。在这里，我们通过考虑气泡仅通过重力与流体相互作用来完成这幅图。通过研究几种极限下的情况，我们发现黑洞可以在亚临界或超临界状态下形成。根据模型参数的不同，所得到的黑洞的质量谱可能很宽或很窄，可能会出现两个被大质量范围分开的峰。这些黑洞具有不同的光谱，可能解释了LIGO/Virgo黑洞、超大质量黑洞，并可能在暗物质中发挥重要作用。
2020-07-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Production of primordial gravitational waves in a simple class of running vacuum cosmologies
在膨胀的、空间均匀的、各向同性的、真空能量密度随时间演化的FRW型宇宙框架下讨论了引力波的宇宙学产生问题。建立了引力波方程，并在平坦几何条件下，对不同历元解析求解了修正后的引力波方程的含时部分。与标准的$Λ$ CDM宇宙学（没有相互作用的真空），我们表明，引力波产生的辐射时代，即使在广义相对论的背景下。我们还表明，对于所有的自由参数值，高频模式衰减甚至比在标准宇宙学中的辐射和物质真空主导的时代。我们还对引力子随机背景的形成和不同宇宙学年代产生的剩余功率谱进行了详细的分析。有人认为，CMB偏振（B模式）的测量和它的比较与刚性$Λ$ CDM模型加上暴胀范式可能成为一个关键的测试动态暗能量模型在不久的将来。
2017-03-09 astro-ph.CO gr-qc
Primordial dark energy from a condensate of spinors in a 5D vacuum
我们探讨的可能性，宇宙的膨胀可以驱动的旋量是免费的相互作用的5D相对论真空上定义的扩展德西特时空是黎曼平坦的凝聚。额外的坐标被认为是非紧的。在额外坐标上作静态叶理化后，我们得到了描述暴胀宇宙的有效四维de Sitter展开。我们发现这里研究的旋量凝聚体可能是解释早期宇宙中暗能量存在的一个有趣的候选者。我们所讨论的暗能量密度，随着暴胀膨胀的演化，被注入更小的亚视界尺度。
2013-12-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black holes, zero-point energy and the CMB: The cosmic connection
我们提出了一个可能的解决方案的宇宙学常数的问题，通过一个场景中，宇宙是由三个组成部分：物质，辐射（CMB）和真空能量，真空能量是不恒定的，并衰减到物质成分。在这种情况下的物质包括重子物质和原始黑洞（PBH）作为暗物质。PBH和CMB之间的局部平衡条件限制了PBH的质量和半径。解释衰减过程的机制无非是光子带隙对真空能量模的吸收，其吸收波长可达光子带隙半径的量级。作为真空能量模式波长的自然截止，这导致真空能量密度的观测值。
2014-06-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
Primordial Black Holes from Higgs Vacuum Instability: Avoiding Fine-tuning through an Ultraviolet Safe Mechanism
我们最近提出了这样一个想法，即我们宇宙中的暗物质是由标准模型希格斯在暴胀过程中产生的原始黑洞形成的，这要归功于标准模型希格斯势在$10^{11}$ GeV量级上产生的不稳定性。从这个意义上说，暗物质不需要任何超越标准模型的物理学，尽管该机制需要微调，以避免希格斯粒子过度进入危险的AdS真空。我们展示了如何通过将希格斯粒子与质量为$\gg 10^{11}$ GeV的非常重的标量耦合来自然地避免这种微调，该标量稳定了深紫外线中的电势，但保留了标准模型内建立的机制的基本特征。
2018-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Squeezed primordial bispectrum from general vacuum state
研究了初态为一般真空时，单场慢卷暴胀过程中产生的同动曲率微扰的功率谱与双谱压缩极限之间的一般关系.假设的功率谱的尺度不变性，我们推导出一个公式的双谱的压缩极限，由参数fNL，这是不是慢滚抑制，并发现包含一个单一的自由参数为一个给定的功率谱的振幅表示。然后，我们推导出实现尺度不变的fNL的条件，并讨论了几个例子。
2013-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Super-exponential Primordial Black Hole Production via Delayed Vacuum Decay
本研究以简单模型为例，结合数值与解析方法论证延迟真空衰变产生的原初黑洞丰度与三维欧几里得作用量呈超指数依赖，修正膨胀率会减弱参数依赖但保留该结构，结论可推广至同类黑洞产生框架。
2025-05-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Higgs vacuum metastability in primordial inflation, preheating, and reheating
目前对希格斯玻色子玻色子质量和汤川耦合的测量表明，有效希格斯势在普朗克尺度以下发展出不稳定性。如果暴胀的能量标度与大统一尺度一样高，希格斯场的暴胀量子涨落很容易破坏标准电弱真空的稳定性，产生大量的AdS畴。如果引入相对较大的非最小希格斯引力耦合或暴胀子-希格斯耦合，则可以避免暴胀过程中的这种不稳定。这种耦合产生了一个大的有效质量项，可以提高有效希格斯势，抑制希格斯场的真空涨落。然而，在原始暴胀之后，这种有效质量迅速下降，并且非最小的希格斯引力或暴胀-希格斯耦合可以通过参数共振引起希格斯场的大波动，从而在预热阶段产生AdS畴。此外，热涨落的希格斯场不能忽略在进行再加热时期。我们讨论了在膨胀，预热和再加热过程中的希格斯真空波动，并表明，希格斯亚稳性问题是严重的，除非暴胀子势的能量尺度远低于大统一体尺度。
2016-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Gravitational Waves in Running Vacuum Cosmologies
我们研究了引力波在非奇异平坦宇宙学中的宇宙学产生，该宇宙学由$ρ_Λ\equivρ_Λ(H)$描述的“运行真空”能量密度提供动力，$ρ_Λ\equivρ_Λ(H)$是一种可能与弯曲时空中量子场论中的重整化群方法相关的唯象表达式。该模型可以被解释为Perico等人（Phys. Rev. D { \bf 88}，063531，2013）最近讨论的一类的特定情况，其在宇宙演化发生在两个极端的de Sitter阶段（早期和晚期de Sitter阶段）之间的意义上被称为完整的。{The导出了引力波方程，并对原始de Sitter阶段以来的含时部分进行了数值积分。产生的引力子谱也与标准计算进行了比较，其中通常假设从早期德西特到辐射相的突然跃迁。结果表明，除了在更高的频率（$ν\gtrsim 100$ kHz）外，引力子的随机背景与宇宙和谐模型加暴胀理论所预言的非常相似.这种“运行真空”宇宙学的显著特征，结合拟议中的高频引力波探测器和CMB偏振（B模式）的测量，可能会提供一个新的窗口，以面对更传统的膨胀模型。
2016-11-26 astro-ph.CO gr-qc
Stochastic emergence of inflaton fluctuations in a SdS primordial universe with large-scale repulsive gravity from a 5D vacuum
本文发展了一种随机方法来研究含黑洞的早期暴胀宇宙中暴胀子场的标量场涨落。考虑一个5维Ricci平坦的SdS静态度规，通过平面坐标变换，得到一个5维的宇宙学度规，并由此在一个4维超曲面上导出有效的4维SdS度规.我们发现，在暴胀结束时，暴胀子场的平方涨落不是完全与尺度无关的，而是对BH的质量敏感。
2011-05-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-oscillatory power spectrum from States of Low Energy in kinetically dominated early universes
最近，低能态（SLEs）被提出作为圈量子宇宙学（LQC）中原始微扰的可行真空态。在这项工作中，我们调查的LQC的高曲率区域的定义上的SLE的效果。转移的测试功能，定义他们远离这个政权的原始功率谱的扰动更接近所谓的非振荡（NO）真空，这是另一个可行的选择初始条件之前介绍的LQC上下文中的支持。此外，通过与Hadamard型空间方程的比较，我们证明了NO真空也是Hadamard型的。
2021-04-30 gr-qc
A string-inspired running-vacuum-model of cosmology, primordial-black-hole dark matter, and the current tensions in cosmological data
该研究提出一种带反常与挠率的弦启发宇宙学运动真空模型，可缓解H₀与结构增长宇宙学张力，提升暴胀期原初黑洞密度，使其可作为暗物质组分并在辐射主导期引力波中留痕。
2023-06-13 gr-qc hep-ph hep-th
Primordial black hole formation by vacuum bubbles
真空泡可能在暴胀时期成核并膨胀，达到相对论速度。膨胀结束后，气泡迅速减速，将其动量转移到辐射背景中向外传播的冲击波。泡沫的最终命运取决于它的大小。小于某个临界尺寸的气泡坍缩成普通的黑洞，而在超临界的情况下，气泡内部膨胀，形成一个婴儿宇宙，它通过虫洞与外部区域相连。然后虫洞关闭，在它的两个口变成两个黑洞。我们使用数值模拟来寻找在这种情况下形成的黑洞的质量，无论是在亚临界和超临界政权。由此产生的质谱非常宽，范围跨越许多数量级。对于某些参数值，这些黑洞可以作为超大质量黑洞的种子，并可能解释LIGO观测。
2018-03-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial SdS universe from a 5D vacuum: scalar field fluctuations on Schwarzschild and Hubble horizons
本文研究了在有效的四维Schwarzschild-de Sitter（SdS）度规下早期暴胀宇宙中暴胀子场的标量场涨落。我们得到了一个重要的结果：零级涨落谱在Schwarzschild尺度上与标量场质量$M$无关，而在宇宙学尺度上则与质量有关.然而，在一阶展开中，谱依赖于暴胀子质量，并且振幅与黑洞（BH）质量$m$成线性关系。
2010-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial perturbations in kinetically dominated regimes of general relativity and hybrid quantum cosmology
在宇宙的极早期阶段，能量密度主要由其动力学部分控制的标量场可能发挥了相关的作用。与标准暴胀范式相比，它们可能导致可观测量的修改，例如在宇宙微波背景中发现的各向异性。动力学主导的制度出现在经典的快速滚动的情况下，以及在量子反弹宇宙学。例如，在圈量子宇宙学有趣的暴胀前阶段，动力学主导是典型的。在这项工作中，我们分析了在这些动力学主导的时代，标量场势的存在导致的原始宇宙学扰动的领先顺序的影响。这些效应可以分为两组，即影响微扰有效质量的效应和影响真空态选择的效应。有效质量直接由包括势在内的项修正，但也间接由背景动力学的变化以及这些动力学的参数化与共形时间之间的关系修正，共形时间通常用于描述扰动的演化。另一方面，远离德西特暴胀，邦奇-戴维斯态不再是所有尺度下最自然的真空。最近的建议，建议修改它进行一定的哈密顿对角化与适当的渐近行为在大波数尺度。这种对角化条件和所施加的渐近行为都依赖于扰动的有效质量，因此所选择的真空态在标量场势的存在下会发生变化。
2021-11-22 gr-qc
A Possible Origin of Dark Matter, Dark Energy, and Particle-Antiparticle Asymmetry
在本文中，我们提出了一个可能的起源暗物质和暗能量从爱因斯坦方程的一个原始宇宙的解决方案，这是在以前的文件。我们还分析了狄拉克方程在这个原始宇宙中的粒子-反粒子不对称性的可能来源。我们还提出了一些量子真空成分的候选者--幽灵原初粒子。
2010-09-30 gr-qc
Rolling Through a Vacuum
我们澄清在什么条件下，慢卷膨胀可以继续几乎不受干扰，而通过（半经典）亚稳态假真空短暂地演变。此外，我们期待在原始功率谱的潜在签名，可以指向穿越亚稳态假真空的存在。有趣的是，可穿越亚稳真空存在的理论限制意味着普朗克应该能够在原始功率谱中检测到由此产生的特征。换句话说，如果普朗克没有看到这些特征，这立即意味着在暴胀时期不存在亚稳假真空。
2013-05-04 gr-qc hep-th
Origin of Matter from Vacuum in Conformal Cosmology
我们介绍的假设，宇宙的物质含量可以是一个产品的衰变的原始矢量玻色子。本文在广义相对论和标准模型的框架下研究了这些原始矢量$W, ~Z $玻色子从真空中的强烈宇宙创生效应。相对标准导致了具有恒定温度下质量的z-历史的共形宇宙学，而不是暴胀宇宙学中具有恒定质量的温度的z-历史。在共形宇宙学中，最新的超新星数据和原始核合成都与一个与红外引力场的一种可能状态相关联的刚性状态方程相容。在微扰论的最低阶中，所产生的玻色子的分布函数揭示了一个宇宙学奇点，这是量子理论中关于质量矢量场不存在无质量极限的定理的结果。这种奇异性可以通过考虑导致所产生粒子热化的碰撞过程来消除。宇宙微波背景（CMB）温度T=（M_W^2H_0）^{1/3} ~ 2.7 K是宇宙在刚性态下运动的积分。我们表明，这个温度可以达到的CMB辐射是原始玻色子衰变的最终产品。考虑了这些原初玻色子对狄拉克海真空极化引起的重子数反常不守恒效应。
2002-06-30 gr-qc hep-th
Super-critical primordial black hole formation via delayed first-order electroweak phase transition
本文通过求解气泡壁动力学方程，数值证实延迟的一阶电弱相变可形成超临界原初黑洞，并提出基于特征时间尺度的形成判据，更新了可被观测约束的新物理模型参数区域。
2025-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modifications in the Spectrum of Primordial Gravitational Waves Induced by Instantonic Fluctuations
真空到真空的瞬变改变了原初引力波的功率谱。我们评估的新形式的普通重力的功率谱，以及宇称违反引起的频谱由修改的广义相对论被称为霍尔斯特项，我们概述了可能的实验后果。
2011-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Upper Bounds on the Mass of Fundamental Fields from Primordial Universe
本研究通过分析暴胀期间量子场真空零点能涨落的非高斯效应与圈修正约束，结合观测上限，得出基本场组合质量标度轻于$10^{14}$ GeV的结论。
2025-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological solutions for a two-branes system in a vacuum bulk
我们研究了五维时空中的两膜模型的宇宙学，其中额外坐标在轨道上被紧化。隐藏的膜充满了一个真正的标量场，它被赋予了二次势，表现为原始的暗物质场。这种情况下进行分析时，辐射效应是可以忽略不计的密度能量相比，所有可能的解决方案，通过动力系统的方法。
2013-06-12 gr-qc
Primordial Black Holes at the Junction
本文基于Israel交界条件统一描述原初黑洞形成，应用于费米球坍缩及隐藏扇区多次相变，预测质量谱、暗物质分数和引力波信号，为未来探测提供方向。
2025-10-06 gr-qc hep-ph
Primordial Cosmology in Mimetic Born-Infeld Gravity
Eddington启发的Born-Infeld（EiBI）模型在模仿方法中重新表述。在存在模拟场的情况下，该模型包含非平凡的真空解，由于理论的玻恩-因费尔德性质，这些解可能没有时空奇异性。我们研究了一个现实的太初真空宇宙，证明了正则解的存在性，如de Sitter型的太初暴胀解或弹跳解。此外，EiBI模型中存在的线性不稳定性被发现是可以避免的一些有趣的弹跳解决方案，其中的物理度量以及辅助度量是定期在背景水平。
2017-11-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Anisotropic Dirac-Born-Infeld Inflation with Non-Vacuum Initial States: Primordial Perturbations, Non-Gaussianity, and Observational Constraints
University of Mazandaran（马赞德兰大学）
研究具有非真空初始态的各向异性狄拉克-玻恩-因费尔德暴胀模型，利用ADM形式展开作用量，通过慢滚部分和博戈留波夫系数纳入相关影响，经数值分析和与观测数据集比较，确定模型参数空间可行区域，表明该情形在合适参数范围可与相关约束兼容。
2026-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Decaying vacuum and evolution from early inflation to late acceleration
衰变真空模型是一类将真空能量密度作为时间演化实体的模型，它有可能在一个单一的框架中解释宇宙的整个演化历史。弗里德曼方程的一般解可以通过考虑真空能量密度作为哈勃参数的函数来获得。通过选择适当的物质和辐射状态方程，我们得到了渐近解。在早期和晚期的deSitter时代的有限边界可以通过考虑原始扰动波长的演变来定义。一个历元不变数$N_c$确定了在每个历元期间穿过哈勃半径的扰动模式的数量。
2021-03-29 gr-qc
Was there a negative vacuum energy in your past?
将事件视界为量子临界相变的引力坍缩模型推广到解释可观测宇宙的起源，即我们今天所观测到的膨胀宇宙是由一个具有负宇宙学常数的平坦宇宙演化而来的.原则上，这使得我们可以从一个单一的参数推导出我们宇宙的所有特征：大爆炸前负真空能量密度的大小。本文介绍了一个简单的大爆炸模型，它使我们能够把宇宙微波背景的现今能量密度和温度涨落与现今暗物质的密度联系起来。这个大爆炸模型还做出了一个戏剧性的预测：暗物质主要由质量约为10^4太阳质量的致密物体组成。值得注意的是，这与数值模拟是一致的，数值模拟是关于暗物质密度的原始波动如何导致我们宇宙中物质分布的不均匀性。我们的大爆炸模型还允许产生一些质量大于10^4太阳质量的致密天体，这与结构形成的数值模拟是一致的，后者需要大质量的原始致密天体作为星系的种子，以解释星系的形态。
2016-02-06 gr-qc
Primordial black hole production during first-order phase transitions
早期宇宙中产生的原初黑洞（PBH）因其构成暗物质和解释致密双星合并的能力而引起了人们的广泛兴趣。我们提出了一个新的机制PBH生产过程中的一级相变（PT），并发现PBH自然产生过程中PT模型无关。由于量子隧穿的随机性，在整个哈勃体积内，真空衰变总是存在一定的延迟概率。由于真空能量密度保持不变，而辐射在膨胀的宇宙中迅速红移，延迟的真空衰变然后导致过密区域，最终坍缩成PBH，如数值模拟所示。利用这一结果，人们可以得到相互之间的预测和约束PBH和GW从PT。预测的质量函数的PBH是近单色。我们研究了两个典型的例子，发现1）来自PT的PBH构成了所有的暗物质，GWs的峰值位于$1$ Hz; 2）来自PT的PBH可以解释LIGO-Virgo合作观测到的合并事件，同时GWs可以解释NANOGrav合作观测到的共谱过程。
2022-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Regularized vacuum stress tensor of a scalar field as the inflaton or dark energy
School of Science and Engineering, The Chinese University of Hong Kong (Shenzhen)（香港中文大学（深圳）理工学院）
研究标量场在最大对称时空中的正则化真空应力张量，分析其作为原初膨胀或当前宇宙加速的可行性，发现具有特定质量的共形耦合标量场可同时作为 inflaton 和暗能量，而最小耦合标量场则无法胜任。
2026-05-14 gr-qc
Nearly Monochromatic Primordial Black Holes as total Dark Matter from Bubble Collapse
Tongji University（同济大学）；Institute for Advanced Study of Tongji University（同济大学高等研究院）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI)（宇宙物理与数学卡弗里研究所（WPI））；Yangzhou University（扬州大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
该研究提出一个双场模型，通过非最小耦合实现原初黑洞作为总暗物质的形成机制，无需增强原始曲率扰动。
2025-11-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum loop effects to the power spectrum of primordial perturbations during ultra slow-roll inflation
在具有一般自相互作用标量场势的空间平坦Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙时空中研究了量子环效应对单场暴胀模型的影响.特别是，我们专注于在慢卷超慢卷（SR-USR）和SR-USR-SR通货膨胀的情况下，它表明，源自量子真空涨落的密度扰动可以在小尺度上增强，然后可能崩溃成原始黑洞（PBH）。在这里，我们的估计表明，在这两种情况下的密度功率谱的峰值周围显着的单回路校正。诱导的大量子圈效应应该由更正式的量子场论来证实，如果是这样，应该以一种自洽的方式来处理，这将在后面讨论。
2020-01-30 gr-qc
Stringy-Running-Vacuum-Model Inflation: from primordial Gravitational Waves and stiff Axion Matter to Dynamical Dark Energy
在以前的工作中，我们推导出了弦宇宙的运行真空模型（RVM），它提供了一个有效的描述从暴胀到现在的时代的四维弦启发宇宙学的演变。在这个“弦RVM”版本的背景下，假设早期宇宙的特征是纯粹的引力自由度，来自无质量的引力弦多重态，包括反对称张量场。后者起着重要的作用，因为它的对偶产生了一个“刚性”的引力轴子“物质”，这反过来又耦合到引力异常项，假设在早期时代是非平凡的。在存在原始引力波（GW）扰动的情况下，这种反常耦合导致类似于RVM的动力学暴胀，而没有外部暴胀子。我们在这里回顾这个框架，并讨论潜在的场景生成这样的原始GW，其中形成不稳定的域壁，最终崩溃的非球对称的方式，引起GW。我们还注意到，在后暴胀时代，当产生适当的势能时，同一类型的“刚性”轴子物质可以提供宇宙中的暗物质（DM）的（一部分），它很可能是超轻的，这取决于弦启发模型的参数。总而言之，RVM暴胀的新（弦）机制保留了原始（更唯象的）RVM的基本结构，以及它的主要优点：即，一种优雅退出和产生大量熵的机制，能够解释视界问题。它还预言了公理暗能量和目前宇宙中存在的本质型温和动力学暗能量（DE），两者都是宇宙演化暴胀阶段的“活化石”。
2020-12-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Kaluza -- Klein Quantum Cosmology with Primordial Negative Cosmological Constant
在许多有趣的模型中，包括超弦理论，都预言了负真空能量。虽然这种效应通常被认为是不可取的从宇宙学的角度来看，我们表明，这可能是一个新的方法的基础，宇宙学的早期宇宙。在量子宇宙学（在更高维度）的框架中，当我们考虑一个负的宇宙学常数和可能是尘埃的物质，或者是标量场的相干激发时，宇宙时间的作用可以理解。然后，我们可以预测某些维度存在“量子暴胀阶段”，而其余维度同时存在“量子紧缩阶段”。我们将讨论如何可能退出这个暴胀-紧致化时代的一个阶段，零宇宙学常数，允许一个经典的描述在晚些时候。
1994-08-25 gr-qc
Probing Non-classicality of Primordial Gravitational Waves and Magnetic Field Through Quantum Poincare Sphere
宇宙被认为起源于一个量子态。然而，定义可测量的量的量子性质在目前的宇宙中最近获得了兴趣。在这篇论文中，我们提出了一个量子庞加莱球作为一个可观测的量，它可以暗示原始引力波和大尺度磁场的量子性。庞加莱球是根据与这些场的偏振相关的量子斯托克斯算符定义的，可以直接测量。进一步研究了初始非BD真空对原初引力波和磁场的功率谱和压缩参数的影响。我们发现，初始的非BD真空增加了压缩参数的值，正如预期的那样，在膨胀结束时，这进一步提高了测量所考虑的领域的量子化的可能性。为了支持我们的结果，我们进一步探讨了可能的贝尔破坏测试的一组广义赝自旋算子定义在这些领域的极化空间。
2022-10-22 gr-qc hep-th quant-ph
Gauge Field Theory Vacuum and Cosmological Inflation without Scalar Field
本文用有效拉格朗日方法导出了规范场理论的量子能量动量张量和相应的量子状态方程。能量-动量张量有一个与时空度规成比例的项，并对有效宇宙学项提供有限的非发散贡献。这使得调查的影响，规范场理论真空极化的弗里德曼宇宙学，通货膨胀和原始引力波的演变。由真空极化的规范场理论导出的弗里德曼方程的I-IV型解提供了另一种暴胀机制和晚期加速的可能性。弗里德曼方程的II型解产生了有限持续时间的宇宙的初始指数膨胀，IV型解证明了晚期加速。这些解满足原初引力波放大的必要条件。
2021-10-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revisiting string-inspired running-vacuum models under the lens of light primordial black holes
本研究在弦启发运动真空模型框架下分析轻原初黑洞诱导的早期引力波，发现需修正模型量子化方式以避免引力波过量产生，凸显轻原初黑洞的新物理探针价值。
2024-07-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gauge Field Theory Vacuum and Cosmological Inflation
当我们考虑真空场的量子涨落对暗能量和有效宇宙学常数的贡献时，基本粒子物理学和宇宙学之间的深刻联系就显现出来了。零点能量的贡献超过了宇宙能量密度的观测宇宙学上限许多数量级。因此，基本场的真空涨落会以任何方式影响宇宙演化，这似乎是很自然的。我们在这篇评论文章的目的是描述最近的调查的影响杨米尔斯真空极化和色磁凝聚的弗里德曼宇宙学的演变，通货膨胀和原始引力波。本文用有效拉格朗日方法导出了规范场理论的量子能量动量张量和相应的量子状态方程。能量-动量张量有一个与时空度规成比例的项，并对有效宇宙学常数提供有限的非发散贡献。这使得调查的影响，规范场理论真空极化的弗里德曼宇宙学，通货膨胀和原始引力波的演变。由真空极化的规范场理论导出的弗里德曼方程的I-IV型解提供了另一种暴胀机制和晚期加速的可能性。弗里德曼方程的II型解产生了有限持续时间的宇宙的初始指数膨胀，IV型解证明了晚期加速。这些解满足原初引力波放大的必要条件。
2022-04-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial power spectra for scalar perturbations in loop quantum cosmology
本文给出了圈量子宇宙学中暴胀情形下小标量微扰的功率谱。本文考虑了耦合到有质量标量场的具有平坦空间截面的Friedmann-Robertson-Walker时空的混合量子化方法。我们研究的标量扰动的量子动力学的有效背景下，这种混合的方法。在我们的研究中，我们考虑不同阶数的绝热态。对于他们，我们发现，混合量化是在很好的协议与穿着度量方法的预测。我们还提出了一个初始真空态的微扰，并计算了原始和各向异性的功率谱，以定性地比较与目前的观测普朗克任务。我们发现，我们的真空状态是在很好的协议与他们，大尺度各向异性的功率谱的抑制。我们比较与其他选择已经在文献中研究。
2016-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial universe with the running cosmological constant
从理论上讲，不排除宇宙学常数在红外区的运行。另一方面，从量子场论的观点来看，宇宙晚期由于宇宙学常数的变化而释放的能量不能进入物质区。由于这个原因，这种运行的现象学界限并没有足够的限制。在早期宇宙中，情况可能有所不同，当时引力场足够强，可以从真空中有效地创造粒子。我们开发了一个框架，系统地探索这种可能性。我们认为，这种运行发生在暗物质已经退耦并发生膨胀的时期，而重子近似无质量，由于真空能量的衰减，可以从真空中大量产生。我们用简化的相对论气体模型来描述暗物质，考虑了宇宙背景和线性扰动的动力学，计算了真空衰变对物质功率谱和第一个CMB峰的影响。此外，使用CMB+BAO+SNIa的组合数据，我们找到了模型自由参数的最佳拟合值。
2020-09-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Novel vacuum conditions in inflationary collapse models
在暴胀模型的框架内，纳入自发减少的波函数的出现的种子的宇宙结构，我们研究的影响上的原始标量功率谱通过选择一个新的初始量子态的特点的微扰的暴胀。具体而言，我们调查在何种条件下可以恢复基本上无标度的原始不均匀性谱时，标准的Bunch-Davies真空被另一个最小化的重整化应力-能量张量通过阿达玛程序。我们认为，在半经典引力图象中，这种选择真空态的新规定比传统规定更适合于自诱导坍缩方案。我们表明，参数化的崩溃，在以前的作品中考虑的时间，保持。此外，我们得到一个角谱的CMB温度各向异性一致的最适合的观测数据。因此，我们得出结论，崩溃机制可能是一个更根本的字符比以前怀疑。
2017-10-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum diffusion and large primordial perturbations from inflation
本文研究暴胀中量子扩散如何非微扰地改变曲率扰动统计，并指出其可能显著修正原初黑洞丰度的标准微扰预期。
2025-05-09 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Gravitational Waves from Axion-Gauge Fields Dynamics
受Adshead和Wyman的色自然暴胀模型的启发，我们重塑了它的标量内容，以放松与当前观测边界的紧张关系。除了暴胀子，设置包括一个旁观者扇区，其中轴子和SU（2）规范场通过陈-西蒙斯型项耦合。其结果是一个可行的理论，赋予了另一种在暴胀期间产生引力波的机制。由旁观者场产生的引力波信号可以比标准真空涨落的贡献大得多，它可以根据其手征性和其倾斜度（取决于理论参数值）与后者区分开来。这个产生过程打破了张量标量比和暴胀能量标度之间的关系。因此，即使哈勃速率本身太小，真空无法产生可被即将进行的实验检测到的张量振幅，这个模型仍然支持可观测到的引力波。
2016-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quantum initial conditions for inflation and canonical invariance
我们调查的原始曲率扰动的初始条件下的两种类型的相关行动的转换：同时重新定义的时间和领域的量子化，并添加表面项的转换。后者包含所有的规范转换，而时间和字段的重新定义是一个独特的，非规范的转换，因为初始和目标系统使用不同的时间。通过这种变换相互关联的作用产生相同的运动方程，并保持换位子结构。它们进一步保持了量子算符期望值的时间演化，除非真空态也在变换下发生变化。这些性质表明，它是感兴趣的调查真空处方，也保持不变的正则变换。我们发现，通过最小化的真空期望值的哈密顿量和那些使用丹尼尔森真空处方得到的初始条件是不恒定的这些变换下，而通过最小化的本地能量密度得到的。我们推导出的范围内的物理不同的初始条件可通过哈密顿对角化，并说明其对标量的原始功率谱和宇宙微波背景下的刚好足够的通货膨胀模型的影响。我们还概括了一个弯曲的，依赖于时间的时空和规范不变的曲率微扰的量子标量场的动力学之间的类比。我们认为，通过最小化的重整化应力-能量张量获得的真空处方的不变性，应该使它的首选程序设置初始条件的原始扰动。在这项工作中审查的所有其他程序产生模糊的初始条件，这是有问题的理论和实践。
2020-05-27 astro-ph.CO gr-qc
Black holes and Higgs stability
我们研究了原始黑洞对标准电弱真空中AdS区域经典成核速率的影响。我们发现，过渡到新的真空，其特征的成核率的指数抑制的能量势垒，可以显着减少在黑洞的背景。为了确定原始黑洞的存在是否与标准模型或其扩展中的高温或高密度下的希格斯势的形式相容，需要进行精确的分析。
2016-09-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Pattern-recognition techniques to search for gravitational waves from inspiraling, dark-dressed primordial black holes
Universität zu Köln（科隆大学）；Nikhef – National Institute for Subatomic Physics（尼赫夫国家亚原子物理研究所）；Utrecht University（乌得勒支大学）；University of Massachusetts, Dartmouth（麻省大学达特茅斯分校）
本文提出了一种基于模式识别技术的改进方法，用于检测由暗 dresses 包裹的原始黑洞发出的引力波信号，以提高对暗物质相关信号的识别能力。
2025-05-12 astro-ph.IM gr-qc
Primordial black holes from stochastic tunnelling
如果暴胀子在暴胀结束前不久被困在其势能的局部最小值中，它会通过一个被称为随机隧道效应的过程建立量子涨落来逃脱。在这项工作中，我们研究在这样的情况下产生的宇宙学波动，以及它们形成原始黑洞（PBH）的可能性。这是通过使用随机- $δN$形式主义，这使我们能够重建高度非高斯分布函数的数量的$e$倍花在假真空状态的尾巴。我们探索两种不同的玩具模型，分析和数值，以确定哪些属性做或不依赖于假真空配置文件的细节。我们发现，当势垒是足够小的相比，它的宽度，$ΔV/V < Δϕ^2/M_{\text{Pl}}^2$，潜力可以近似为平坦的两个局部极值之间，所以以前得到的结果在“平坦量子阱”适用。否则，当为$ΔV/V < V/M_{\text{Pl}}^4$时，PBH丰度以指数方式取决于势垒高度，而当为$ΔV/V > V/M_{\text{Pl}}^4$时，PBH丰度以超指数方式（即，作为指数的指数）取决于势垒高度。在后一种情况下，PBH被大量生产。这使我们能够量化需要微调多少平坦拐点。在深假真空中，我们还发现，通常会遇到慢滚违规，除非潜在的接近线性。这激发了进一步的调查，以推广我们的方法，以非慢辊设置。
2023-02-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial magnetic fields from metric perturbations
我们研究了暴胀结束时标量度规微扰演化引起的电磁真空涨落的放大。这种扰动打破了麦克斯韦方程组在弗里德曼-罗伯逊-沃克背景下的共形不变性，并允许超哈勃尺度上的磁场增长。我们与这个机制所产生的领域的强度与标量扰动的功率谱和估计的放大银河系尺度上的光谱指数的不同值。最后，我们讨论了有限电导率在再加热过程中可能产生的影响。
2001-07-17 astro-ph gr-qc hep-ph
