Cosmological scalar fields and Big-Bang nucleosynthesis
标量场被广泛用于宇宙学,特别是模拟暗能量,例如在精粹模型中,或解释暗物质,特别是在模糊暗物质模型中。此外,许多涉及原始标量场的场景,可能已经驱动了暴胀或重子生成,目前正在审查中。在这篇文章中,我们研究了这种标量场对大爆炸核合成的影响,并利用观测到的元素丰度导出了对它们参数的约束。
2019-07-09 astro-ph.CO
Inflationary gravitational waves and exotic pre Big Bang Nucleosynthesis cosmology
根据最流行的假设,早期宇宙应该经历一个加速膨胀阶段,称为宇宙暴胀,之后将发生标准的大爆炸宇宙学,从而产生辐射主导的时代。然而,通货膨胀情景的细节还远未完全理解。因此,在本文中,我们研究,如果可能的额外的(异国情调)的宇宙相位可以延迟开始的标准大爆炸的历史,并改变一些理论预测有关的暴胀宇宙学扰动,如,例如,数量级的张量标量比$r$。
2020-06-02 astro-ph.CO
Challenges in Cosmology from the Big Bang to Dark Energy, Dark Matter and Galaxy Formation
我回顾了大爆炸宇宙学的现状,重点是暗物质,暗能量和星系形成的当前问题。这些主题激发了实验宇宙学的许多当前目标,其范围从针对暗能量和暗物质的性质到探测第一批恒星和星系的时代。
2016-12-20 astro-ph.CO
Introduction to Big Bang Nucleosynthesis and Modern Cosmology
原始核合成仍然是现代宇宙学的支柱之一。它是许多宇宙学模型最终必须依赖的试验场。在宇宙膨胀的最初几分钟里,这是我们在重要的辐射主导时期对宇宙的唯一探测。本章回顾了时空、宇宙学和大爆炸核合成的基本方程。我们还总结了目前的状态,观测约束的原始丰度以及关键的核反应和它们的不确定性。我们总结了在大爆炸期间哪些核测量是最关键的。我们还回顾了各种宇宙学模型及其限制。特别是,我们分析了大爆炸核合成放置在基本常数的可能的时间变化的约束,随着暗物质和暗能量,长寿命的超对称粒子,重力波和原始磁场的性质和起源的约束。
2017-06-09 astro-ph.CO
Big Bang Nucleosynthesis Initial Conditions: Revisiting Wagoner et al. (1967)
Western Sydney University(西悉尼大学)
该研究修正了大爆炸核合成中早期宇宙温度与时间关系的错误表达式,以提高原始元素形成计算的准确性。
2021-04-21 astro-ph.CO
Dark Matter and Gravity Waves from a Dark Big Bang
本研究提出“暗黑大爆炸”场景,即暗物质可通过暗领域一阶相变在原初核合成前后形成,符合宇宙学限制,且能产生可被脉冲星计时阵列探测的引力波,为暗物质研究提供新方向。
2023-02-22 astro-ph.CO
The violent Universe: the Big Bang
四场大爆炸宇宙学讲座,包括微波背景辐射、大爆炸核合成、暗物质、暴胀和重子生成。
2010-05-21 astro-ph.CO hep-ph
Big Bang Nucleosynthesis and Particle Dark Matter
我们回顾了我们目前对大爆炸核合成时代轻元素合成的理解如何有助于揭示粒子暗物质的身份。
2009-06-11 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on massive gravity theory from big bang nucleosynthesis
在大爆炸核合成的背景下研究了大质量引力宇宙学。通过利用当前的分数质量的偏差的界限,我们推导出的理论的自由参数的约束。在PAMELA实验的框架下讨论了该模型的宇宙学后果。
2012-08-27 astro-ph.CO gr-qc
Removing the Big Bang Singularity: The role of the generalized uncertainty principle in quantum gravity
研究了利用广义不确定原理避免大爆炸奇异性的可能性。与此有关,本文研究了服从广义不确定原理的自由粒子系统的统计力学,并证明了系统的熵在无限温度极限下具有有限值。然后,有人认为,负温度和负压力是可能的,在这个系统中。最后,证明了该模型可以消除大爆炸奇异性。
2012-09-11 astro-ph.CO gr-qc
Big Bang Nucleosynthesis as a Probe of New Physics
大爆炸核合成(BBN)是膨胀宇宙中原始核转变的一个时代,在轻元素丰度中留下了可观察到的印记。这种丰度的精确观测,结合高精度的预测,提供了一个不平凡的测试热大爆炸和探测非标准的宇宙学和粒子物理学的情况。我们给出了一个概述的BBN敏感性不同类别的新物理:新的粒子或场的自由度,随时间变化的耦合,衰变或湮灭的大质量粒子导致非热过程,和催化的BBN带电遗物。
2010-11-04 astro-ph.CO hep-ph
Regularized big bang singularity
在先前关于奇异史瓦西解的正则化的工作之后,我们现在将相同的过程应用于奇异弗里德曼解。具体地说,我们能够消除大爆炸奇点的发散,但代价是引入了一个三维时空缺陷,使度规的行列式为零。这种特殊的正则化也暗示了“大爆炸前”阶段的存在。
2019-07-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Big-bang nucleosynthesis with sub-GeV massive decaying particles
我们考虑了高能光子和电子(或正电子)的注入对大爆炸核合成的影响。我们研究了早期宇宙中轻元素的光解,特别注意的情况下,注入能量是sub-GeV的,并推导出上界的原始丰度的大质量衰变粒子作为其寿命的函数。在此框架下,我们还讨论了$^7$ Li问题的一个解.
2020-06-26 astro-ph.CO hep-ph
Have Pulsar Timing Arrays detected the Hot Big Bang? Gravitational Waves from Strong First Order Phase Transitions in the Early Universe
宇宙中物质和辐射的起源在于热大爆炸。我们提出了一些动机良好的宇宙学,其中大爆炸发生通过一个强大的一级相变-无论是在年底的通货膨胀,经过一段时间的kination(“Kination-Induced Big Bang”),或者在早期宇宙的第二个真空统治时期之后,(“过冷大爆炸”);我们还提出了一个“黑暗大爆炸”,只有暗物质在宇宙中创造了一个一阶相变后膨胀。在所有这些情况下,如果热大爆炸的再加热温度以及相应的假真空的能量标度落在$T_* \sim ρ_{\rm vac}^{1/4} $ = MeV-100 GeV的范围内,那么由此产生的引力辐射就可以解释NANOGrav、Parkes和欧洲脉冲星定时阵列实验报告的试探性信号。在更高的再加热温度下的所有相同模型将对即将到来的基于地面和空间的干涉仪搜索更大频率的引力波感兴趣。
2022-08-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A Big-Bang Nucleosynthesis Limit on the Neutral Fermion Decays into Neutrinos
利用原初氦丰度,通过限制额外螺旋度态的数量,为狄拉克中微子的磁矩提供了一个上限。考虑中微子磁矩引起的重无菌质量本征态衰变中产生的非热光子,我们探讨了大爆炸核合成过程中产生的所有轻元素的观测丰度所施加的约束。
2013-04-09 astro-ph.CO nucl-th
Hot big bang or slow freeze?
我们用一个缓慢冻结的等效图像来面对宇宙起源的大爆炸-一个非常寒冷和缓慢演化的宇宙。在冻结图像中,基本粒子的质量随着宇宙时间而增加,引力常量随着宇宙时间而减小,而牛顿引力保持不变。冻结图和大爆炸图都描述了相同的观测或物理现实。我们提出了一个简单的“交叉模型”没有大爆炸奇点。在无限的过去时空是平坦的。我们的模型与目前的观测结果是兼容的,描述了在膨胀过程中原始密度波动的产生以及目前向暗能量主导的宇宙的过渡。
2014-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraints on Axion-Lepton coupling from Big Bang Nucleosynthesis
在这篇文章中,我们研究了类轴子粒子(ALP)和轻子之间的耦合对宇宙学,特别是大爆炸核合成(BBN)的影响。我们表明,BBN,通过相对论中微子物种的有效数量的约束,提供了最严格的约束的ALP-电子相互作用强度的质量之间的轴子20千电子伏和1兆电子伏。对于其他的质量值,BBN边界补充了恒星演化和实验室边界。
2020-07-29 astro-ph.CO hep-ph
Transitional layer at the edge of a false vacuum in a cavitation model of the Big Bang
本文研究了大爆炸暴胀阶段的空泡模型中虚真空区和实真空区交界处过渡区的结构和物理过程。它表明,在一个假真空中的物理真空泡的形成过程中,形成一个狭窄的层充满物质的条件出现在过渡区,这是在所观察到的宇宙的大尺度细胞结构的桥梁的前身。
2021-01-29 astro-ph.CO gr-qc
Big Bang as spacetime defect
本文提出用具有零行列式的退化时空度规构造类空3维缺陷,以消除弗里德曼解中的大爆炸曲率奇点,并揭示大爆炸可能存在另一“侧面”,同时简要讨论了相应的缺陷虫洞解。
2025-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
From pre- to post-big bang: an (almost) self-dual cosmological history
我们提出了一个简短的介绍,以非标准的宇宙学方案的动机的对偶对称性的弦论,其中大爆炸奇点被替换为“大反弹”在高,但有限的曲率。弹跳时期是由宇宙演化的一个长期(可能无限延伸)阶段准备的,从渐进接近弦微扰真空的初始状态开始。
2021-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Big Bang Nucleosynthesis
本章综述大爆炸核合成的物理机制、现代计算与原初丰度测量,阐明其作为热大爆炸和标准宇宙学模型关键支柱的意义。
2024-09-09 astro-ph.CO nucl-ex nucl-th
Big Bang Nucleosynthesis in the presence of sterile neutrinos with altered dispersion relations
大爆炸核合成对轻的无菌中微子与活性物质的混合施加了严格的限制。在这里,我们将讨论如何改变色散关系可以削弱这种界限,并允许新的不育中微子自由度与早期宇宙中轻元素的成功产生的兼容性。
2016-06-21 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Constraints on unparticle long range forces from big bang nucleosynthesis bounds on the variation of the gravitational coupling
我们使用大爆炸核合成边界的引力耦合的变化,推导出的引力平方反比定律由于张量和矢量unparticle交换的偏差的强度的约束。
2009-06-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Big Bang and the Quantum
这篇简短的评论是写给宇宙学家的。广义相对论预言,在大爆炸时,时空终结,物理学停止。圈量子宇宙学的最新发展表明,这些预测是不可信的。量子几何效应可以解决奇点,从而打开新的前景。例如:大爆炸被量子反弹所取代;“视界问题”消失了;在大反弹之后,立即出现了一个超级暴胀阶段,它有自己的唯象分支;在标准暴胀子势存在的情况下,初始条件自然地被设置为一个长期的、缓慢的卷式暴胀,而与大爆炸前分支中发生的情况无关。
2010-05-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Big-bang nucleosynthesis constraints on dark-matter sectors revisited
我们扩展了以前的研究大爆炸核合成,假设普通物质和暗物质部门纠缠通过自由度进入弗里德曼方程。这个猜想使我们能够找到弱相互作用物质和暗物质扇区的温度之间的关系。通过与大爆炸核合成轻元素丰度计算的比较,研究了观测所施加的约束。结果发现,这些限制是兼容的冷暗物质和广泛的暗扇区的数量。
2017-04-25 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Sailing through the big crunch-big bang transition
在最近的一系列论文中,我们已经证明了与引力耦合的标量场理论(例如,标准模型)可以被提升到Weyl不变等价理论,在该理论中,可以明确地追踪从大坍缩到大爆炸的经典宇宙学演化。关键是确定足够数量的有限的、外尔不变的守恒量,以唯一地匹配跃迁过程中的基本宇宙学自由度。在这样做的时候,我们不得不考虑一个众所周知的事实,即许多外尔不变量在紧缩和爆炸时是发散的。最近,一些作者重新发现了其中的一些分歧,并根据它们的存在得出结论,这些理论不可能是测地线完备的。在本文中,我们证明了这一结论是无效的。使用守恒量,我们明确地构建了一套完整的测地线,并表明,他们不断通过大挤压大爆炸过渡。
2014-02-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
In Search of the Biggest Bangs since the Big Bang
该研究提出脉冲星计时阵列发现的低频引力波“嗡鸣”与望远镜观测到的大量高红移超大质量黑洞可能相关,有望推动黑洞并合引力波探测,助力解决超大质量黑洞演化谜题并检验广义相对论。
2024-05-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Comment on N. Rijal et al. "Measurement of d + 7Be Cross Sections for Big-Bang Nucleosynthesis"
Rijal等人在他们最近的出版物[Phys. Rev. Lett { \bf 122},182701(2019),arXiv:1808.07893]中,关于“大爆炸核合成(BBN)的d + $^7$ Be截面的测量",歪曲了他们的结果,他们歪曲了Parker(72)和Caughlan和Fowler(88)以前的工作,并且很可能与过去几十年建立的BBN理论相矛盾。这篇评论旨在纠正这些错误陈述,并严格审查他们对BBN的说法。
2019-08-18 astro-ph.CO nucl-ex nucl-th
The Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker Big Bang singularities are well behaved
我们表明,弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克模型的大爆炸奇点并没有提出重大问题,广义相对论。我们证明了一个定理,表明爱因斯坦方程可以写在一个非奇异的形式,这使得大爆炸前的时空的扩展。所使用的字段的物理解释进行了讨论。这些结果来自于我们对奇异半黎曼几何和奇异广义相对论的研究。
2015-06-02 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Big Bang revisited
Karlsruhe Institute of Technology (KIT)(卡尔斯鲁厄理工学院)
本文探讨通过退化时空度量消除大爆炸奇点的可能性,并讨论CPT共轭世界和扩展爱因斯坦场方程的潜在相关性。
2026-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Big Bang nucleosynthesis with a non-Maxwellian distribution
利用Tsallis非广延统计量计算了基于大爆炸核合成模型的轻元素丰度。的非广泛的参数$q$从单位值的变化的影响进行比较,从标准的大爆炸模型的观测和丰度产量。我们发现广泛和非广泛统计计算的反应速率和轻元素丰度之间有很大的差异。我们发现观测结果与非广延参数q = 1 + 0.05 - 0.12一致,表明与玻尔兹曼-吉布斯统计(q = 1)的大偏差是极不可能的。
2013-02-13 astro-ph.CO astro-ph.SR nucl-th
Electron screening and its effects on Big-Bang nucleosynthesis
我们研究了大爆炸核合成时期电子屏蔽对核反应速率的影响。详细研究了预测元素丰度对电子屏蔽的敏感性。结果表明,电子屏蔽不会产生显着的结果,在丰度,除非传统的Debye-Hückel模型的处理在恒星环境中的电子屏蔽增强了几个数量级。目前的工作排除了电子屏蔽作为大爆炸核合成的相关成分,并排除了处理屏蔽的奇异可能性,超出了平均场理论的方法。
2010-12-23 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Neutron Lifetime Anomaly and Big Bang Nucleosynthesis
该研究利用PRyMordial程序包计算不同中子寿命下氦-4与氘的大爆炸核合成丰度,对比了NACRE II和PRIMAT两套核反应率的结果,为中子寿命反常问题提供核合成层面的研究参考。
2023-10-19 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Can the Big Bang Singularity be avoided by a single scalar field?
本文研究了用一个与引力非极小耦合的标量场来避免大爆炸奇点的可能性。我们表明,在重力耦合的情况下,线性的字段,一些严格的条件上的字段的潜在的。然而,在非线性情况下,避免单个标量场的奇异性是相当普遍的。
2010-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Beyond the Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker Big Bang singularity
爱因斯坦方程的标准形式在大爆炸奇点处失效。一个新的版本,相当于爱因斯坦的每当后者被定义,但适用于更广泛的情况下,提出。新方程在Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker模型的大爆炸奇点处保持光滑。它是一个张量方程,定义在黎曼曲率的Ricci部分。它是通过取爱因斯坦方程和度规张量之间的Kulkarni-Nomizu乘积得到的。
2012-08-07 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Crossing the Big Bang singularity
一个简单的标量场和引力模型承认了穿越大爆炸奇点的均匀各向同性宇宙学解。在等效普朗克质量依赖于场的标度框架下,这些解是正则的.它们在普朗克质量固定的爱因斯坦坐标系中变得奇异。这种场奇异性的出现是因为度规到爱因斯坦坐标系的场变换在消失的标量场的交点处是奇异的。这些解不存在物理奇点。在不超过两个衍生物的一般模型中,我们发现“大爆炸奇点”交叉的可能性并不普遍。它需要调整模型参数。目前的模型不是对宇宙的现实描述,因为它们无法呈现可接受的不均匀性。
2021-07-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Big Bang as a Mirror: a Solution of the Strong CP Problem
我们认为大爆炸可以理解为一种镜子。我们展示了旋量和更高自旋场的反射边界条件是如何通过局部洛伦兹和规范对称性固定的,以及时间镜(如Bang)与空间镜(如AdS边界)的不同,为观察到的左手和右手费米子模式提供了一个可能的解释。通过把标准模型看作最小左右对称理论的极限,我们得到了强$CP$问题的一个新的宇宙学解,没有轴子。
2022-08-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph