Tachyonic Preheating in Plateau Inflation
高原暴胀是一个实验一致的框架,其中暴胀的规模可以保持相对较低。在接近平台边缘的地方,标量扰动受到强烈的快子不稳定性的影响。当膨胀后,振荡的膨胀子重复地重新进入平台时,实现了超快电子预热。我们发展了这个过程的分析理论,并扩展了线性方法,包括相干背景和不断增长的扰动之间的反作用。对于一族高原模型,解析预测面临数值估计。我们的分析表明,暴胀子碎片的一小部分的$e$倍,在所有的例子中支持快子预热,概括了以前类似的研究结果。在这些情况下,标量与张量之比很小,即$r<10^{-7}$。
2022-01-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary dynamics and preheating of the non-minimally coupled inflaton field in the metric and Palatini formalisms
本文在度规和Palatini形式下研究了具有非最小耦合暴胀子场的模型的暴胀动力学和预热。我们发现,在这两种形式中,无论初始条件如何,我们的宇宙都将演化到一个慢卷暴胀时代,然后标量场进入振荡阶段。在Palatini形式中,暴胀结束时标量场的值总是大于度规暴胀结束时标量场的值,并且随着耦合参数$|ξ|$的绝对值的增大,这一点变得越来越明显.在预热过程中,我们发现由于参数共振,暴胀子量子会爆炸性地产生,而暴胀子量子的增长会被逆反应终止。随着$|ξ|$的增加,共振带逐渐接近零动量($k=0$),在度规形式下共振带的结构发生变化,变得越来越宽,而在Palatini形式下共振带的结构仍然很窄.随着$|ξ|$的增加,暴胀子场向涨落场的能量传递效率越来越高,并且在度规形式下,能量传递效率的增长比Palatini形式快得多.因此,暴胀和预热在不同的形式中表现出不同的特征。
2018-01-25 astro-ph.CO gr-qc
Aspects of wave turbulence in preheating III: The case of the two-fields models
目前的工作是继续调查方面的波湍流预热,我们已经开始在参考文献。[1,2]但考虑几类暴胀双场模型。我们展示了在时间和空间域中的相关量的功率谱中印记的波湍流相位的主要元素。作为一个一般特征,功率谱在其结构上类似于使用先前工作的单个非最小耦合标量场获得的功率谱。因此,我们从总能量密度的功率谱中获得了对应于热化相的温度的估计。模拟允许的另一个特征是在考虑所产生粒子的反反应之后确定有效状态方程。
2019-06-03 gr-qc
On Metric Preheating
我们考虑了超视界度规涨落的产生,在一个预热的时期,在标量场χ的平方耦合的暴胀子的存在。我们发现,在暴胀过程中,有效宽共振的要求伴随着超视界δχ量子涨落的严重衰减.采用微扰理论与反作用包括作为空间平均到二阶的标量场和度量,我们认为,通常的膨胀预测的度量扰动的规模相关的结构形成没有强烈修改。
1999-06-22 astro-ph gr-qc hep-ph
Towards the Theory of Reheating After Inflation
暴胀后的再加热是由于振荡暴胀子场产生粒子而发生的。在本文中,我们描述的微扰方法再加热,然后集中在影响超出微扰理论。它们与称为预热的参数共振阶段有关。如果暴胀子场的初始振幅足够大,它可能发生在膨胀的宇宙中。我们研究了一个简单的大质量暴胀子场与另一个标量场X的耦合模型。该模型的参数共振范围很广。它以一种非常不寻常的随机方式发生,这与忽略宇宙膨胀时的参量共振不同。与振荡暴胀子场相互作用的量子场经历了一系列的反冲,这些反冲发生在彼此不相关的相位上。我们称这个过程为随机共振。我们发展的预热理论考虑到宇宙的膨胀和产生的粒子的逆反应,包括再散射的影响。预热过程可以分为几个不同的阶段。在第一阶段,产生的粒子的反反应并不重要。在第二阶段,反反应增加了暴胀子场的振荡频率,这使得该过程比以前更有效。然后,与X粒子的散射相关的效应终止共振。我们计算了X粒子的密度和它们的量子涨落,并考虑了所有的反反应效应。这使我们能够找到质量和耦合常数的范围,其中一个有效的预热。特别是,在某些条件下,这个过程可能会产生质量比暴胀子场的质量大得多的粒子。
1997-08-13 astro-ph gr-qc hep-ph
Inflationary preheating and primordial black holes
暴胀后的预热可能会在参数空间的许多区域过度产生原始黑洞。作为一个例子,我们研究了具有无质量自相互作用暴胀子的双场模型,考虑了二阶场和度规反作用效应作为空间平均。我们发现,一个复杂的被子以上的高斯PBH过度生产阈值的参数区域出现由于曲率扰动的增强在所有尺度上。通过PBH过度生产来限制现实的通货膨胀模型应该是可能的,尽管许多问题,如再散射和非高斯性,仍然没有解决或探索。
2001-01-11 astro-ph gr-qc hep-ph
Aspects of wave turbulence in preheating II: Rebirth of the nonminimal coupled models
本文研究了由一个与时空曲率非极小耦合的暴胀子场$ϕ$和一个自耦合四次势V($ϕ$)= $λϕ^4/4$组成的模型中的非线性预热阶段.作为第一个动机,我们提到,这种非最小耦合模型与观测数据一致。本工作的第二个和中心问题是展示与从暴胀子场向热化状态的非均匀波动的能量转移机制相关的波湍流方面。湍流相的印记主要表现在暴胀子场的方差和能量密度等相关量的时间功率谱和波数上。我们对非最小耦合模型的几个值进行了模拟,并考虑了宇宙动力学中暴胀子波动的反作用,从而确定了有效的状态方程。
2019-05-31 gr-qc
Massless Metric Preheating
超级哈勃度量扰动在预热过程中能以指数方式放大吗?是的利用无质量暴胀模型的共形性质,给出了一个解析的存在性证明。传统的守恒量在参数空间的许多区域都是不守恒的。我们包括反反应通过均匀部分的暴胀和预热场,并讨论了初始条件的作用后预热功率谱。如果忽略度量扰动,最大场方差被严重低估。我们说明这一点的情况下,强自相互作用的衰变产物。在没有度量扰动的情况下,在这种情况下预热是非常低效的。然而,度规扰动增加了最大场方差,并为共振的进行提供了替代通道。这意味着,度量扰动可以有很大的影响,计算的残余物在预热过程中产生的粒子丰度。
2000-03-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Preheating with extra dimensions
本文研究了具有二次暴胀子势$V(ϕ)=\frac12 m^2ϕ^2$的高维广义Kaluza-Klein理论中的预热问题,其中明确地包含了度量扰动.我们考虑的系统是多场模型,其中存在一个对应于紧化尺度的标量场$σ$和另一个通过相互作用$\frac12 g^2ϕ^2χ^2+\tilde{g}^2ϕ^3χ$耦合到暴胀子的标量场$χ$。在$\tilde{g}=0$的情况下,我们发现,在$χ$场涨落可以增强通常的方式由参数共振的情况下,微扰子不经历参数放大。在存在$\tilde{g}^2ϕ^3χ$耦合的情况下,对于大耦合$\tilde{g}$,度规扰动的增长适度地放大了亚哈勃尺度的介子涨落。在超哈勃尺度下,考虑到产生的$χ$粒子的反反应效应,介子涨落和度规扰动的增强是微弱的。我们认为,不仅是有可能预测普通的暴胀光谱在大尺度上,但额外的维度可以在我们的情况下保持静态预热。
2000-07-13 astro-ph gr-qc hep-ph
Backreaction of electromagnetic fields and the Schwinger effect in pseudoscalar inflation magnetogenesis
研究了轴向耦合电磁场$(β/M_{p})ϕF_{μν}\tilde{F}^{μν}$和赝标场$ϕ$驱动的类轴暴胀中的磁生作用,电磁场的耦合常数为$β$。一组方程的暴胀场,标度因子,和期望值的二次函数的EM场的推导。这些方程考虑了Schwinger效应和所产生的电磁场对宇宙膨胀的反作用。发现当电磁能量密度达到$ρ_{\rm EM}\sim (\sqrt{2ε}/β)ρ_{\rm inf}$($ε$是慢滚参数,$ρ_{\rm inf}$是暴胀子的能量密度)时,逆反应变得重要,使暴胀子滚动减慢,磁生终止.当电能密度超过值$ρ_{E}\sim α_{\rm EM}^{-3} (ρ_{\rm tot}^{2}/M_{p}^{4})$时,Schwinger效应变得相关,其中$ρ_{\rm tot}=3H^{2}M_{p}^{2}$是总能量密度,$α_{\rm EM}$是EM耦合常数。对于大的$β$,产生的带电粒子甚至在预热阶段之前就可以构成宇宙能量密度的重要部分。对暴胀的$α$吸引子模型中的磁生作用进行了数值研究,发现有可能产生最大强度为$10^{-15}\,{\rm G}$的螺旋磁场,但目前只能产生$1\,{\rm pc}$阶的关联长度.
2019-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Metric preheating and limitations of linearized gravity
最近,人们已经清楚,在预热量子场涨落的共振放大必须伴随着标量度规扰动的共振放大,因为这两者是统一的爱因斯坦方程。此外,这种“公制预热”增强了粒子的产生,并导致重力再散射效应,即使在线性顺序。在具有强预热(q \gg 1)的多场模型中,度规扰动是非线性驱动的,通常在超哈勃尺度(k \to 0)上具有最强的放大。这种放大是因果的,是由于暴胀子凝聚的超哈勃相干性,并伴随着熵扰动的共振增长。放大使线性化的爱因斯坦场方程的使用失效,而不管初始条件的微调量。这在所有尺度上都有严重的影响--从大角度的宇宙微波背景(CMB)各向异性到原始的黑洞。我们研究了双场模型中的(q,k)参数空间,并引入非线性时间t_{nl}作为线性化爱因斯坦方程崩溃的时间尺度。预计逆反应效应将关闭线性共振,但不能消除现有的放大,这威胁到强预热的可行性时,面对CMB。我们讨论了逃避上述结论的方法,包括膨胀的第二阶段和只预热到费米子。最后,我们排名已知类的通货膨胀从最强的(混乱和强耦合的混合通货膨胀)到最弱的(隐藏部门,温暖的通货膨胀)的扭曲的原始频谱由于这些共振预热。
1999-09-22 astro-ph gr-qc hep-ph
Preheating a bouncing universe
预热描述了宇宙学标量场的能量迅速地沉积到其它光场的激发态中的阶段。这个阶段的特点是指数粒子生产由于参数共振。我们在物质反弹宇宙学的框架下研究这一过程。我们的结果表明,在弹跳宇宙学中的预热过程甚至比在暴胀宇宙学中的预热过程更有效。在弱耦合条件下,预热时间延长一倍。对于正常耦合的情况,光场的反作用可以导致在弹跳点之前的热化。如果期望曲率场直接预热宇宙,则由于大的耦合系数,物质反弹曲率的情况可能受到严格限制。然而,通过几何预热的过程,这种担心可以大大放松。
2011-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Backreaction for Einstein-Rosen waves coupled to a massless scalar field
我们提出了一个单参数家庭的爱因斯坦方程的精确解,可用于研究性质的格林-沃尔德反反应框架。我们的显式例子是一族耦合到无质量标量场的爱因斯坦-罗森波。这个解可以被重新解释为一个广义的三环面极化Gowdy宇宙学与标量和引力波。我们用它来说明的Green-Wald方法的基本属性。除其他外,我们表明,在我们的模型中的Green-Wald框架唯一确定有限大小的不均匀性在一个预定义的背景上的反作用。计算结果与Charach-Malin方法的计算结果一致。在真空极限下,Green-Wald、Charach-Malin和Isaacson方法都得到了与预期相同的反作用。
2016-09-01 astro-ph.CO gr-qc
Influence of backreaction of electric fields and Schwinger effect on inflationary magnetogenesis
我们研究了电磁场与暴胀子场$ϕ$的动力学耦合$f^{2}(ϕ)F_{μν}F^{μν}$破坏麦克斯韦作用量的共形不变性时暴胀过程中电磁场的产生。我们考虑的情况下,耦合函数$f(ϕ)$在通货膨胀期间的时间减少,因此,电子组件的能量密度占主导地位的磁性。系统的方程,其中管理的联合演变的标度因子,暴胀子场,和电能密度的推导。当电能密度变得与慢滚参数$ε$和暴胀子能量密度的乘积$ρ_{E}\sim ερ_{\rm inf}$一样大时,发生逆反应。它影响了暴胀子场的演化,并导致标度不变的电功率谱和磁功率谱,对于任何递减的耦合函数,磁功率谱是蓝色的,谱指数为$n_{B}=2$。这给出了当前观测到的低于$10^{-22}\,{\rm G}$的磁场值的上限。值得强调的是,由于粒子$e_{\rm eff}=e/f$的有效电荷受到耦合函数的抑制,所以施温格效应只有在暴胀的后期,当暴胀子场接近其势的最小值时才变得重要。施温格效应使电场值突然减小,有助于完成膨胀阶段并进入预热阶段。它有效地产生了带电粒子,甚至在暴胀子的快速振荡之前就实现了施温格再加热的场景。在Starobinsky暴胀模型中,对幂型$f\propto a^α$和Ratra型$f=\exp(βϕ/M_{p})$耦合函数进行了数值分析.
2018-09-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Structure of Resonance in Preheating after Inflation
我们考虑了$1/4 λϕ^4 + 1/2 g^2ϕ^2χ^2 $理论中的预热问题,其中经典的振荡暴胀子场$ϕ$衰变为$χ$ -粒子和$ϕ$ -粒子.参数共振,导致粒子生产在这个共形不变的理论描述的拉梅方程。它与二次势理论中的共振有很大的不同。共振的结构以一种相当重要的方式依赖于参数$g^2/λ$。我们构造了任意$g^2/λ$的稳定性/不稳定性图。我们给出了简单的解析解描述的共振在极限情况下$g^2/λ\ll 1$和$g^2/λ\gg 1$,并在理论与$g^2=3λ$,与$g^2 =λ$。从$χ$的参数共振的观点来看,具有$g^2=3λ$的理论和具有$g^2 =λ$的理论分别与理论$1/4 λϕ^4$和N分量标量场$ϕ_i$在极限$N \to \infty$中的理论$λ/(4 N) (ϕ^2_i)^2$具有相同的结构。我们表明,在一些共形不变的理论,如最简单的模型$1/4 λϕ^4$,共振可以终止前很久$<χ^2>$或$<ϕ^2 >$成为$ϕ^2$的顺序所产生的粒子的逆反应。我们分析的变化,在这个模型中出现的暴胀子场具有小质量的再加热理论。
1997-05-19 astro-ph gr-qc hep-ph
Dependence of the amplitude of gravitational waves from preheating on the inflationary energy scale
随机引力波背景(SGWBs)越来越受到人们的关注,并为直接探测早期宇宙提供了新的可能性。在暴胀末期的预热过程中,参量共振可以产生大的能量密度扰动,有效地产生携带暴胀独特信息的引力波。由于这样的GW的峰值频率近似正比于暴胀的能量标度,$Λ_{\mathrm{inf}}$,从预热的GW预计将被观察到的干涉仪GW探测器在低尺度暴胀模型。我们调查的振幅的依赖性,这些GWs的$Λ_{\mathrm{inf}}$,并发现,目前的能量谱不依赖于$Λ_{\mathrm{inf}}$只有在$Λ_{\mathrm{inf}}$的情况下是高于一个临界值$Λ_{c}$,一个参数取决于共振强度。我们在线性近似下用数值方法得到了模型参数的$Λ_{c}$,并进行了晶格模拟来验证这一结果。对于$Λ_{\mathrm{inf}}\lesssimΛ_{c}$,GW的幅度随着$Λ_{\mathrm{inf}}$而迅速减小,并且变得难以观察。进而,在干涉仪检测器中观察这样的GW也有助于确定预热期间的$Λ_{\mathrm{inf}}$和谐振强度。
2022-01-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar Dark Matter Production from Preheating and Structure Formation Constraints
本研究分析了暴胀与再加热期间标量暗物质的三种非平衡产生机制,计算其相空间分布与遗迹丰度,并结合Lyman-α观测给出不同机制下的暗物质质量下限约束。
2023-06-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hybrid inflation along waterfall trajectories
我们确定了一个新的通货膨胀制度,其中超过60个电子折叠产生经典的瀑布阶段发生后,通常的混合通货膨胀。通过执行一个baidom的Monte-Carlo-Markov-Chain分析,这种情况下发生在模型的参数空间的很大一部分。当这种情况发生时,可观测的扰动模式在瀑布膨胀期间离开哈勃半径。绝热扰动的功率谱是红色的,可能与CMB约束一致。一个特别的注意力已经给予研究的量子反反应不影响经典动力学的区域。预热和拓扑缺陷在我们的宇宙中的情况下的影响进行了讨论。
2011-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Studying Aspects of the Early Universe with Primordial Black Holes
这篇论文的出版是致力于研究方面的早期宇宙的背景下,原始黑洞(PBH)物理。首先,我们回顾了早期宇宙宇宙学的基本原理,并回顾了PBH物理学的基本原理。特别是,我们提出了一个改进的PBH形成阈值,在PBH物理学中的基本量,在一个依赖于时间的状态方程参数的上下文中的确定。然后,我们简要介绍了暴胀微扰理论,这是本文研究多光子带隙的理论框架。然后,在论文的第二部分,我们回顾了我博士期间进行的研究的核心,其中早期宇宙和引力波物理学的各个方面与PBH的物理相结合。此外,在各向异性的存在下,PBH的引力坍缩过程的方面进行了研究。具体来说,我们研究PBH产生的预热不稳定性的背景下,单场膨胀。有趣的是,我们发现在预热过程中产生的PBH可能会主导宇宙的内容,并通过蒸发来驱动再加热。然后,我们重点研究了超轻PBH的泊松能量密度涨落引起的标量诱导二阶随机引力波背景(SGWB)。然后考虑到引力波反作用的影响,我们设置模型无关的约束的超轻PBH作为其质量的函数的初始丰度。之后,我们研究了在辐射主导的时代,在协变的方式各向异性的球形引力坍缩的PBH可以计算PBH的形成阈值作为各向异性的函数。最后,我们总结了我们的研究成果,讨论了未来的前景,作为本论文中进行的研究工作的结果。
2022-03-03 astro-ph.CO gr-qc
Evolution of Cosmic String Loops under Gravitational Backreaction
University of Cambridge(剑桥大学);University of Manchester(曼彻斯特大学)
该研究通过重新表述Nambu-Goto运动方程,首次实现了引力反作用下宇宙弦环的连续数值演化,发现尖点在局部可保留,但引力波形会被显著修改,高频截止会降低探测器的预期信噪比。
2026-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational perturbations from oscillons and transients after inflation
利用非线性经典格子模拟方法研究了暴胀子凝聚体碎裂成暴胀子或暴胀后的瞬变过程所产生的标量和张量扰动。不包括度规扰动的反作用,我们发现标量度规扰动的幅度从来没有超过几个$\times 10^{-3}$,而今天的引力波信号的最大强度是$\mathcal{O}(10^{-9})$的标准后暴胀膨胀的历史。我们提供了膨胀的$α$吸引子模型的参数标度,它可以很容易地应用到其他模型。我们还讨论了原始黑洞形成的可能性,以及条件下,引力波信号可以在观测上有趣的频率和振幅。最后,我们提供了引力波信号峰值频率的上限,适用于所有预热场景。
2019-02-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmology in theories with spontaneous scalarization of neutron stars
在Damour和Esposite-Farese提出的中子星自发标量化模型中,广义相对论分支变得不稳定,从而引发标量场$ϕ$向标量化分支的快速增长.应用这种情况下的宇宙学,有致命的快子不稳定性的$ϕ$膨胀和物质的主导地位是不兼容的太阳系约束今天的字段值$ϕ_0$。在$ϕ$和暴胀子场$χ$之间存在四点耦合$g^2 ϕ^2 χ^2/2$的情况下,安森等人认为,正质量的平方大于哈勃膨胀率的平方,导致暴胀期间$ϕ$的指数抑制,并且即使在辐射主导时期之后$ϕ$增长,$ϕ_0$也可以保持很小。对于几种近似为$V(χ)=m^2 χ^2/2$的暴胀子势,我们详细研究了$ϕ$在再加热过程中以及其他宇宙学时期的动力学行为。对于一定范围的耦合$g$,均匀场$ϕ$可以在暴胀子的相干振荡过程中被参数共振放大。在Hartree近似下计算产生的粒子的逆反应,在预热过程中达到的最大值$ϕ$明显小于没有逆反应时得到的值。我们还发现,$g$符合太阳系边界上的$ϕ$在再加热结束时的最小值的顺序为$10^{-5}$,因此有一个广泛的可接受的值的$g$。因此,Anson等人提出的方案自然导致$ϕ$的可行宇宙学演化与局部引力约束一致,而不修改标量化中子星的性质。
2023-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Simulations of Extreme-Mass-Ratio Inspirals Using Pseudospectral Methods
极端质量比吸入(EMRI),恒星质量致密物体(SCO)吸入大质量黑洞,是激光干涉仪空间天线(LISA)预期的引力波的主要来源之一。为了从预期的LISA数据流中提取EMRI信号,其中还包含仪器噪声以及其他信号,我们需要非常精确的引力波理论模板。为了构建这些模板,我们需要考虑引力反作用,也就是说,上海合作组织的引力场如何影响其自身的轨迹。在广义相对论中,反作用可以用局部的自作用力来描述,并且最近已经奠定了计算它的基础。由于其复杂性,某些部分的计算的自我力必须进行数字。在这里,我们报告一个正在进行的努力,对计算的自我力的基础上的时域多重网格伪谱方法。
2008-11-03 gr-qc
Entanglement and decoherence in cosmology and in analogue gravity experiments
本论文分析暴胀宇宙学及类比预热实验中量子关联的产生与破坏,研究强经典场作用于量子场产生纠缠(准)粒子的物理过程及量子关联演化。
2024-12-03 cond-mat.quant-gas gr-qc quant-ph
Structure Formation, Backreaction and Weak Gravitational Fields
在文献中有一个持续的争论,关于宇宙学中平均不均匀性(“反作用”)的影响是否足够大,以解释FLRW模型中尺度因子的加速。特别是,在文献中研究的结构形成的一些简单的模型似乎表明,这确实是可能的,它也被认为是扰动FLRW框架不再是一个很好的近似在结构形成过程中,当密度对比变得非线性。在这项工作中,我们试图澄清的情况在一定程度上,使用完全相对论模型的无压球形崩溃。我们发现,而平均结构形成过程中可以通过选择性选择的平均域加速,加速不存在时,更通用的域用于平均。此外,我们表明,对于大部分的崩溃的持续时间,物质的速度仍然很小,扰动FLRW形式的度量可以明确地恢复,在结构形成阶段。我们还讨论了这样一个事实,即不均匀性的平均影响的大小取决于平均的规模,虽然它可能不会完全忽略不计的中间规模,预计将保持在适当的大规模平均时小。
2008-03-02 astro-ph gr-qc hep-th
Stochastic gravitational waves from spin-3/2 fields -- Hunting SUSY in the sky
在预热过程中,当产生具有各向异性应力张量的非平衡粒子时,可以产生随机引力波。我们讨论的情况下,这些粒子携带自旋3/2。我们计算了由横向和纵向分量产生的引力波的频谱。我们发现一个不同的标度的光谱附近的峰值和纵向分量导致增强相比,自旋1/2费米子与汤川耦合。我们注意到,正如预期的那样,相应的典型频率对于当前的观测来说太高,未来需要超高频引力波探测器。
2019-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Echoes from backreacting exotic compact objects
在晚期引力波信号中可能探测到的回波是测试广义相对论黑洞的无水平替代物,以及探测这些假设的超紧凑物体的物理学的最有希望的方法。虽然目前还没有证据表明存在这种特征,但随着引力波观测站的数据越来越丰富,预计精度会更高。到目前为止,考虑到连续回波之间的等距间隔,即准周期波形,并忽略入射波的可能的反作用效应,已经对这些特定信号进行了几次搜索。在这里,我们研究标量扰动在异国情调的紧凑对象的情况下,可能的反反应现象。特别是,我们发现,如果考虑到增加的中心对象的质量,由于部分吸收的能量所携带的扰动,回波信号可以是完全不同的和非周期性的。除了这个简单的情况下,我们还考虑的情况下,为了保持其紧凑性以上的黑洞限制,紧凑的对象吸收关闭在有限的时间量或导致膨胀。在这两种情况下,我们发现有趣的新功能,应该考虑在未来的搜索。
2023-02-09 gr-qc
Numerical Bianchi I solutions in semi-classical gravitation
人们相信,在普朗克时代之后不久,时空应该具有半经典性质。在这种情况下,我们考虑在经典引力场中传播的量子场,并使用能量动量张量的期望值作为引力场的源来研究这些场的反反应。根据这一理论,对广义相对论的逃避是不可避免的。需要两个几何反项来正则化来自期望值的发散。有一个参数相关联的每个反长期和在这项工作中,我们发现这个理论的数值解特定的初始条件下,一般比安奇I型空间。我们表明,即使有虚假的解决方案,其中一些可以被认为是物理的。这些物理解包括de Sitter和Minkowski渐近获得的解。
2006-08-15 gr-qc
Gravitational Waves from a Gauge Field Non-minimally Coupled to Gravity
本文研究了规范场与引力非最小耦合 $RFF$ 对类轴子旁观场触发快子不稳定性产生破坏宇称引力波的影响,发现该耦合有效增强了规范场振幅,强反作用导致引力波能谱出现多个峰值,预计可被未来天基探测器观测。
2025-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from self-ordering scalar fields
在早期宇宙中,只要发生的过程足够剧烈,就会产生大量的引力波。这些引力波背景的光谱在亚视界尺度上已被广泛研究的文献。本文分析了产生时超视界尺度上的引力波谱的形状和振幅。这样的引力波是从随机取向的标量场的自排序中预期的,这些场可以在热相变期间或混合膨胀后的预热期间出现。我们发现,如果引力波源的行为只在哈勃时间的一小部分,在频率低于在生产时的膨胀率的引力波频谱表现为$Ω_{\rm GW}(f) \propto f^3$的振幅太小,无法观察到的引力波天文台,如LIGO,LISA或BBO。另一方面,如果源活动的时间长得多,直到一个给定的模式,最初是超视界($kη_* \ll 1$),进入视界,对于$kη\gtrsim 1$,我们发现,引力波能量密度是频率无关的,即标度不变。此外,它的幅度为大统一体规模的情况下,原来是在BBO的范围和灵敏度和边缘检测的LIGO和LISA。这种新的引力波背景可以与暴胀过程中产生的引力波竞争,区分两者可能需要额外的信息。
2009-08-20 astro-ph.CO gr-qc
The Gravitational-Wave Physics
激光干涉引力波天文台对引力波的直接探测标志着引力波天文学和引力波宇宙学时代的到来。预计现有和计划中的引力波探测器将探测到越来越多的引力波事件。引力波为探索宇宙打开了一扇新的窗口,引力波探测与其他宇宙学探测相结合,将揭示宇宙的各种奥秘。引力波物理不仅与引力理论有关,而且与基础物理、宇宙学和天体物理学有着密切的联系。本文将讨论三种引力波源及其相关物理,即宇宙膨胀和预热阶段产生的引力波,宇宙冷却时一级相变产生的引力波,以及致密双星系统螺旋、合并和衰荡三个阶段产生的引力波。我们还将讨论引力波作为探索宇宙演化的标准警报器。
2017-05-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes and gravitational waves in teleparallel Gravity
本文讨论了远平行引力对原初黑洞产生和引力波产生的可能影响。我们研究了慢滚,e-折叠数和远程并行参数之间的关系。我们表明,在远程平行参数$δ=3$的情况下,e-折叠数达到值$50$和$60$与$1σ$和$2σ$ C. L.的普朗克数据获得的$(r,n_{s})$平面的等高线图一致。此外,我们使用能量密度的分数和密度扰动的方差方法来研究生产PBH的丰度。我们发现,PBH超额生产可以满足特定值的非绝热曲率功率谱的参数在一些窄的参数共振。此外,为了解释观测所预期的GWs,预热的持续时间应以小于或等于$2$的值为界。这个界限是在协议的张量标量比和普朗克数据约束的光谱指数的值。
2022-10-13 gr-qc hep-th
Can gravitational-wave memory help constrain binary black-hole parameters? A LISA case study
本研究探讨利用引力波非线性记忆效应对LISA探测的大质量双黑洞进行参数估计的影响,发现该效应虽能降低短时观测双星中光度距离与倾角的简并性,但此类事件极少,对整体参数约束影响有限。
2023-06-28 astro-ph.HE gr-qc