On testing and extending the inflationary consistency relation for tensor modes
如果观测证实了BICEP 2关于CMB尺度上张量-标量比$r\approx 0.2$的说法,那么暴胀相容性关系$n_{t}=-r/8$预测张量谱指数$n_t$为一个小的负值。我们表明,未来的CMB极化实验应该能够证实这一预测在几个西格玛。我们还展示了如何适当地扩展太阳系尺度的一致性关系,其中原始引力波密度$Ω_{gw}$可以测量拟议的实验,如大爆炸观测。这将为一致性关系提供更严格的测试,并获得有关早期宇宙的更详细的信息。
2015-08-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Post-inflationary Scalar Tensor Cosmology and Inflationary Parameters
标量场提供了前BBN宇宙学的有吸引力的修改,这对暗物质丰度有有趣的影响。我们分析了这些修改对CMB模式的视界退出和通货膨胀结束之间的e折叠数量的影响$(N_k)$,并检查各种模型的通货膨胀预测的后果。我们发现$(n_s, r)$平面中的预测有显着影响。对于参数空间的大部分,$N_k$的偏移是正的;这改善了$m^{2} φ^{2}$的张力和数据的自然膨胀。
2018-05-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Quantum Stress Tensor Fluctuation Effects in Inflationary Cosmology
本文综述了暴胀宇宙学中共形场量子应力张量效应的几个相关研究。将特别注意量子应力张量涨落作为密度源和膨胀模型中的张量扰动的影响。这些影响可能取决于膨胀期间的总膨胀系数,因此比人们预期的要大得多。它们有可能对原始扰动谱贡献非尺度不变和非高斯分量,并且可能是可观测的。
2011-08-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observational predictions of inflationary model in spatially covariant gravity with two tensorial degrees of freedom for gravity
本研究将空间协变引力(SCG)中双张量自由度的存在条件推广到含标量场情形,构建对应暴胀模型并发现其张标比可随参数在1量级到小值间变化。
2023-08-18 astro-ph.CO gr-qc
Rapid field excursions and the inflationary tensor spectrum
我们考虑了质量突变场对暴胀功率谱的影响。在这种情况下,当一个场变成光时,它将被激发。这个过程有助于张量功率谱。我们以规范不变的方式计算这些效应,其中我们使用一种新的分析方法来评估由于这些激励而对张量谱的修正。在一个标量场的情况下,我们表明,净影响张量是小的,只要微扰展开是有效的。因此,在这些情况下,张量模的测量仍然与哈勃尺度一一对应。
2012-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
CMB bounds on tensor-scalar-scalar inflationary correlations
在特定的暴胀模型中,一个引力子和两个标量之间的非线性相互作用被增强,这可能导致在宇宙微波背景(CMB)各向异性的双谱中可区分的签名。我们开发的工具来检查这样的双谱签名,并显示使用WMAP温度数据的第一个应用程序。我们考虑几个$\ell$ -范围,估计的$g_{tss}$振幅参数,通过所谓的可分离模态方法。我们没有发现任何证据的张量标量标量信号在任何尺度。我们对张量-标量-标量相关器的大小的最严格限制来自我们的测量,包括范围$ 2 \leq \ell \leq 500$中的所有多极子,并且它读作$g_{tss} = -48 \pm 28$($68\%$ CL)。这是对原始张量-标量-标量相关性的第一个直接观测约束,将通过将同一管道应用于来自$Planck$和即将进行的CMB实验的高分辨率温度和偏振数据来进行交叉检查和改进。
2017-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Exploring extra dimensions through inflationary tensor modes
暴胀方案的预测可能会受到额外维度的影响。这可能与模型中的引力波频谱特别相关,在这些模型中,额外维度为层次问题提供了膜世界解决方案。除了模型的大,以及指数翘曲额外的维度,我们分析张量模式的大小在线性膨胀计划最近恢复的讨论中的“发条机制”。结果是模型相关的,显着增强的张量模式的一侧和另一侧的抑制。在某些情况下,我们被引导到一个“远程暴胀”的方案,其中膨胀是由隐藏膜上的能量驱动的。在所有张量模被增强的情况下,引力微扰性的要求导致了膨胀期间允许的哈勃速率的严格上限。
2018-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quantum nature of Wigner function for inflationary tensor perturbations
研究实相空间中暴胀张量扰动的Wigner函数。我们显式地计算了包含三次自相互作用张量扰动哈密顿量贡献的维格纳函数。然后,我们认为,它不再是一个适当的描述的概率分布的意义上,量子性质允许负周围消失的相位变量。这来自于混合态中的非高斯波函数,这是超视界和亚视界模式之间的非线性相互作用的结果。我们还表明,这是相关的明确的红外发散的维格纳函数,相反的轨迹的密度矩阵。
2020-03-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Implications of purely classical gravity for inflationary tensor modes
我们讨论的影响,纯粹的经典,而不是量子,引力理论的引力波频谱产生的通货膨胀。我们发现,一个积极的原始引力波的检测将不再足以确定在这种情况下的膨胀的规模-即使是高尺度的膨胀模型可以绕过观测的限制,由于大的不确定性,在初始的经典振幅的张量模式。
2014-03-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the inflationary particle content: extra spin-2 field
我们研究了如何通过在暴胀过程中将最小场含量与额外的自旋2粒子耦合来影响与原始张量模式相关的暴胀观测量。我们工作的模型,是鬼免费在完全非线性的水平,并显示新的自由度如何修改标准的一致性关系的张量双谱。额外的相互作用的自旋2场必然是有质量的,幺正性决定了它的质量在$m \gtrsim H$范围内。尽管这个界为相应的张量模选择了一个衰减解,宇宙学的量子化子仍然带有这种“化石”场的印记。值得注意的是,自旋$\geq 1$的化石在诸如张量功率谱之类的可观测量中产生了独特的各向异性。我们展示了这在我们的设置中是如何发挥作用的。
2018-06-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quantum gravitational corrections to the inflationary power spectra in scalar-tensor theories
我们导出了一般单场标量-张量理论的暴胀功率谱的第一个量子引力修正,该理论包括与引力的非最小耦合、非标准标量动力学项和标量场的任意势.我们从惠勒-德威特方程的半经典展开式中得到这些修正,而惠勒-德威特方程又控制着量子引力正则方法中的全量子动力学。我们讨论了这些修正的大小和相关性,以及它们在暴胀光谱观测中的特征签名。我们比较我们的结果进行了类似的计算的最小耦合标量场与正则动力学项,并讨论了量子引力修正的非最小耦合的影响。
2019-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
IR Divergence in Inflationary Tensor Perturbations from Fermion Loops
本文估计了慢卷暴胀背景下原初张量扰动的两点关联函数的费米子环修正。我们特别计算了无质量费米子单圈修正的显式项,然后推广到完整的相互作用哈密顿量。然后,我们研究了大质量费米子对原始张量涨落的单圈修正。由无质量费米子场引起的环修正包含了微扰,因此可能会限制暴胀宇宙学中微扰理论的有效性,但一旦考虑费米子的质量,这种情况就可以放松。另一个包含一个顶点的大质量费米子的单圈图受到紫外截止的约束,正如量子场论所预期的那样。我们的结果表明,费米子场的圈修正与标量场的圈修正具有相同的符号,这意味着费米子圈修正的加入可能无助于缓解暴胀宇宙学中的红外发散问题.
2012-08-03 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
Inflationary Tensor Perturbations After BICEP
BICEP实验对大角度尺度下宇宙微波背景的B模偏振测量表明,早期宇宙暴胀产生的随机引力波背景具有惊人的大振幅。这些张量扰动的功率谱可以通过进一步测量较小尺度的微波背景偏振来探测,也可以直接通过空间干涉测量来探测。我们表明,足够灵敏的高分辨率的B模式测量最终将有能力测试膨胀的一致性关系的振幅和频谱的张量扰动,确认其膨胀的起源。此外,张量谱的精确B模式测量将预测太阳系尺度上的张量振幅,对于精确的幂律张量谱,准确度为20%,因此直接检测将测量张量谱指数的运行,以达到高精度。
2014-04-15 astro-ph.CO
Equivalence of inflationary models between the metric and Palatini formulation of scalar-tensor theories
当标量场与曲率非最小耦合时,引力的基本几何和变分原理--度规或帕拉丁尼--就变得很重要,并产生了影响,因为场的动力学和观测预测通常取决于这一选择。在本文中,我们描述了一个分类原则,其中包括度量和Palatini模型的通货膨胀,采用的事实,通货膨胀的可观测量可以整齐地表示在保角变换和标量场重新定义下保持不变的某些数量。这使我们能够阐明特定条件下,当一个模型产生等效的现象学的度量和Palatini形式主义,也概述了一种方法,如何系统地构建不同的模型,在这两个配方,产生相同的可观的。
2020-08-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Post-inflationary phases stiffer than radiation and Palatini formulation
如果暴胀子和精髓领域的识别,背景几何演变通过一个刚性时代下的辐射为主的等离子体的膨胀率。对于某些类的暴胀势,这种情况与目前的观测证据不一致,因为相应的张量与标量之比太大。当引力作用被爱因斯坦-希尔伯特项中的二次贡献补充时,分析了典型的暴胀。在Palatini公式中,增加这样一个项并不影响暴胀阶段和随后的刚性时期的标量模,但它抑制了张量功率谱和张量标量比。虽然在帕拉蒂尼公式中,导致典型暴胀动力学的幂律势仍然是可行的,但至少当作用量中出现的高阶贡献与暴胀子显式解耦时,残余引力子谱的高频尖峰被压缩,整个信号被抑制。
2019-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Viable Inflationary Evolution from Loop Quantum Cosmology Scalar-Tensor Theory
在这项工作中,我们构建了一个自下而上的重建技术圈量子宇宙学标量张量理论,从观测指标。特别地,重建技术是基于固定的函数形式的标量张量比的函数的$e$折叠数。该技术的目的是实现可行的暴胀场景,而为了使重建技术起作用,唯一必须成立的假设是标量场的动力学演化服从慢滚条件。我们将使用标量-张量比的两种函数形式,其中之一对应于流行的暴胀模型类,即$α$-吸引子。对于后者,我们将计算光谱指数的首阶行为,我们将证明由此产生的暴胀理论是可行的,并与最新的普朗克和BICEP2/BICEP-Array数据兼容。此外,我们还发现了该理论的经典极限,并证明了在由量子理论的临界密度参数$ρ_c$量化的微扰展开中,圈量子宇宙学修正理论和经典理论在首阶是相同的.最后,利用慢卷标量张量圈量子宇宙学的形式,我们将研究几种暴胀势如何由量子理论实现,并直接计算慢卷指数和相应的观测指数。此外,还给出了$f(R)$重力框架图。
2018-04-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary Perturbations in Palatini Generalised Gravity
我们研究了在广义引力理论的暴胀时期产生的原始扰动时,运动方程是使用Palatini变分原理推导出来的。f(R)和标量张量理论被认为是我们的结果与传统的度量形式主义下得到的。非线性概括的行动导致不同的理论下的两个变分的选择,我们得到不同的结果标量和张量谱指数和它们的比率。我们发现以下一般结果:仅由f(R)修改驱动的通货膨胀不会导致适当的曲率扰动,而标量张量理论产生近标量不变的曲率扰动,但没有张量模式。
2010-10-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
An inflationary model with small scalar and large tensor nongaussianities
我们研究了一个模型的通货膨胀的标量扰动几乎是高斯,而有相当大的(等边)nongaussianity张量部门。在这个模型中,一个与暴胀子引力耦合的滚动赝标量放大了矢量场的真空涨落。矢量源既有标量的也有张量的度量扰动。这两种扰动都是非高斯的,但是由于螺旋度守恒,张量有更大的振幅,因此标量扰动的非高斯性可以忽略不计。此外,这种方法产生的张量是手性的。在平天近似下,我们研究了张量非高斯性的限制如何影响宇宙微波背景中宇称破坏的可探测性。我们希望该模型具有有趣的模式非高斯性的偏振光谱的CMB。
2013-11-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Quantum Stress Tensor Fluctuations of a Conformal Field and Inflationary Cosmology
我们讨论了在膨胀过程中引入的额外的扰动量子应力张量波动的共形不变的领域,如光子。我们认为这两个运动学模型,它只处理与膨胀波动的测地线,和动力学模型,它把耦合的应力张量波动的标量暴胀。根据温伯格的定理,在这两个模型中,我们都没有发现后期的增长。相反,我们发现的是一个修正,这个修正随着通货膨胀的开始而变大。这种修正是非高斯的,并且高度依赖于尺度,因此从观测到的功率谱中没有这种效应可能意味着对暴胀总持续时间的约束。我们讨论了不同的观点的有效性微扰理论在很早的时候,目前可观察到的模式是transplanckian。
2010-05-25 astro-ph.CO gr-qc
Quantum non-linear evolution of inflationary tensor perturbations
研究了非线性张量相互作用下暴胀过程中张量扰动的量子力学演化。我们首先通过追踪不可观测的子视界模式得到由非线性相互作用产生的Lindblad项。然后,我们计算了超视界模的约化密度矩阵,并证明了压缩态保持幺正性的几率随时间而减小。降低的概率被转移到约化密度矩阵的其他元素,包括非对角元素,因此约化密度矩阵的演化描述了张量扰动的量子到经典的转变。这与压缩态实现的经典性不同,压缩态抑制了非对易效应,而非对易效应源于二次线性相互作用,并保持了幺正性。量子到经典的转变发生在5 - 10 e倍内,比曲率微扰快。
2019-05-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Lower tensor to scalar ratio in a SUGRA motivated inflationary potential
研究了超引力模型中由$D$项得到的一个标量势,它支配着$F$项,是宇宙早期暴胀阶段的主要原因.在拉格朗日量中标量场的正则动力学项势,与其他各种平台型暴胀势相比,具有非常缓慢的滚动特征。在这种情况下,可以实现$\mathcal{O}(10^{-3})$的低得多的张量标量比($r$)。暴胀势慢滚条件的要求意味着超引力模型中的上型中性标量和下型中性标量在暴胀时具有相等的场强。如果这种关系适用于这些场的相应$vev$值的电弱标度,那么它将指示在100 TeV附近的更高的超对称性破缺标度。暴胀观测量的预测值完全在{ \it Planck'18}观测的最近约束的1- $σ$范围内。本文还研究了暴胀阶段后的再加热时代,并计算了在再加热期间不同状态方程($w_{re}$)下,标量谱指数($n_s$){ \it Planck'18}允许值下的再加热温度($T_{re}$)的界限。对于含有$w_{re}=2/3$和$w_{re}=1$的模型,在满足引力子产生的所有界限后,我们可以为$T_{re}$提供大的参数空间,它完全在$n_s$上的{ \it Planck'18} 1- $σ$界限内。
2022-03-17 astro-ph.CO hep-ph
Distinguishing between inflationary models from cosmic microwave background
本文对暴胀宇宙学进行了综述,特别关注了与量子涨落产生的大尺度密度扰动相关的观测特征。在最一般的标量-张量理论与二阶运动方程,我们推导出标量谱指数$n_s$,张量-标量比$r$,和非线性估计$f_{\rm NL}$的原始非高斯面对模型与观测的宇宙微波背景(CMB)温度各向异性。我们的分析包括模型,如潜在驱动的慢卷膨胀,k-膨胀,Starobinsky膨胀,希格斯膨胀与非最小/衍生/Galileon耦合。我们通过使用普朗克数据与其他测量相结合来约束大量的暴胀模型,以找到当前文献中最受观测青睐的模型。我们还研究了基于标量场与矢量场耦合的各向异性暴胀,并讨论了其在标量场和张量扰动的两点和三点关联函数中出现的观测特征。
2014-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Highly suppressed tensor-to-scalar ratio from a modified Lennard-Jones inflationary potential
University of Thessaly(色萨利大学);National Observatory of Athens(雅典国家天文台);Academy of Athens(雅典科学院);European University Cyprus(塞浦路斯欧洲大学);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学)
本文提出基于修改Lennard-Jones势的暴胀模型,通过势能动力学实现极低的张量-标量比,与CMB数据一致并满足观测限制。
2026-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary equilibrium configurations of scalar-tensor theories of gravity
在本文中,我们研究了基于标量-张量引力理论的暴胀宇宙学模型的渐近动力学。我们的主要目的是在单场暴胀模型的框架下探索相空间的全局结构。为此,我们强调相空间变量的适当选择。我们的研究结果表明,虽然单场通货膨胀是通用的意义上说,相空间中存在相应的临界点的广泛的潜在类,沿给定的相空间轨道-代表潜在的宇宙历史-的发生的通货膨胀阶段是相当依赖于初始条件。我们已经能够定量估计的相对概率(RP)的初始条件,导致缓慢滚动的通货膨胀。对于具有$ϕ^2$ -势的非最小耦合模型,我们的粗略估计产生几乎为零的相对概率:$10^{-13}\,\%\lesssim RP\ll 10^{-8}\,\%$。这些键在标量张量模型中得到了很大的改进,包括Brans-Dicke理论,其中相对几率为$1\,\%\lesssim RP\leq 100\,\%$。因此,慢卷暴胀确实是布兰-迪克暴胀模型中宇宙膨胀的一个自然阶段。同时也证实了具有任意势的真空Brans-Dicke理论的动力学是非混沌的。
2020-04-24 astro-ph.CO gr-qc
Steps to Reconcile Inflationary Tensor and Scalar Spectra
最近的BICEP 2 B模式偏振的膨胀张量标量比$r=0.2^{+0.07}_{-0.05}$的测定是在紧张与简单的无标度模型的膨胀,由于缺乏相应的低多极过剩的温度功率谱,这将限制$r_{0.002}<0.11$(95% CL)对这样的模型。调和这两种观测结果的单场暴胀模型,即使是那些倾斜度很大的模型,也会在标量功率谱中引入一个标度。为了消除张量过剩,同时解释$Λ$ CDM中已经存在的过剩,理想情况下,模型应该引入这个尺度,作为复合时视界周围张量-标量比的相对急剧的跃迁。我们认为模型产生这样一个步骤,在这个数量,并发现它们可以提高联合适合的温度和偏振数据高达$2Δ\ln{\cal L} \approx -14$,而不改变宇宙学参数。精确的E模式偏振测量应该能够验证这一解释。
2014-05-09 astro-ph.CO
Distinguishing Primordial Magnetic Fields from Inflationary Tensor Perturbations in the Cosmic Microwave Background
声称通过宇宙微波背景的B模式偏振探测到来自暴胀的宇宙学张量扰动需要区分其他可能的B模式源。其中一个潜在的混淆来源是原始磁场。对于足够低振幅的B模式信号,微波背景温度和偏振功率谱从幂律张量扰动和从幂律原生磁场是不可区分的。然而,我们表明,这样的磁场将引起一个小规模的法拉第旋转,这是检测使用四点统计类似于引力透镜的微波背景。法拉第旋转信号将区分磁场感应的B模式偏振信号与有效张量-标量比大于0.001的张量扰动,这在即将到来的偏振实验中是可检测的。
2022-05-11 astro-ph.CO
Primordial Tensor Perturbation in Double Inflationary Scenario with a Break
本文研究了双暴胀模型中存在一个中间破缺阶段时所产生的原初张量扰动。由于跃迁的存在,功率谱偏离真空谱,出现振荡现象。在标量型曲率扰动的情况下,已知这些振荡的振幅可以被增强以导致功率谱大于真空情况下的功率谱。人们可能也期望对张量扰动有类似的增强。不幸的是,它被发现,当状态方程(EOS)参数$w=p/ρ$的中断阶段是一个常数与$w>-1/3$,振荡的幅度从来没有大到足以提高功率谱。相反,我们发现,即使在第一暴胀阶段离开视界并在整个阶段保持超视界的尺度上,功率谱也会受到抑制。我们确定了这种抑制的原因,除了超视界尺度上的领先阶常数解的校正项。我们认为,我们的结果是一般的意义上说,任何中间中断阶段在通货膨胀不能产生增强的张量谱,只要哈勃膨胀率是非增加的时间。
2019-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Short Distance Physics of the Inflationary de Sitter Universe
在这项工作中,我们研究了暴胀宇宙学的标量场理论变形的广义不确定原理(GUP)包含一个线性动量项。除了与最小可测长度尺度的存在相一致外,这个GUP也与双重狭义相对论相一致,因此也与最大可测动量的存在相一致。我们使用这个变形的标量场理论来分析张量和标量模式方程中的德西特背景,并计算修改的张量标量比。最后,我们比较了我们的结果与普朗克数据的张量标量比约束的最小长度参数的GUP。
2015-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Generating scale-invariant tensor perturbations in the non-inflationary universe
人们相信,最近探测到的大张量扰动强烈支持早期宇宙的暴胀场景。这个常识依赖于这样一个假设,即爱因斯坦的广义相对论在早期宇宙中是有效的。在本文中,我们表明,近标度不变的原始张量扰动可以产生在收缩阶段之前的辐射主导的时代,如果引力理论是由标量张量理论修改的时候。尺度不变性保护了张量扰动在大尺度下不受抑制,并且它们可能具有显著的振幅以拟合BICEP 2的结果。我们构造了一个模型来实现这一目的,并证明了宇宙在经过长时间的收缩后可以反弹到热大爆炸,而几乎同时引力理论也通过稳定标量场而接近广义相对论。从理论上讲,如果把引力理论转换到广义相对论的框架下,这种模型与暴胀模型是对偶的。对偶模型通过保角变换联系起来。通过这项研究,我们加强了这样一个观点,即只有共形不变量,如标量和张量扰动是物理的。背景在辐射时间之前是如何演化的取决于框架,没有物理意义。用后来的宇宙学探测器来区分不同的图像是不可能的。
2015-06-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Lorentz-violating inflationary magnetogenesis
分析了最小洛伦兹破坏标准模型推广中暴胀子与光子之间的非共形不变耦合。对于特定形式的Lorentz破坏背景张量,避免了$\sim 10^{16}$ GeV尺度下de Sitter暴胀中磁生的强耦合和反反应问题,电磁感应的(高斯和非高斯)标量和张量曲率扰动的原始谱与宇宙微波背景观测结果一致,暴胀产生的磁场直接解释了宇宙磁场.
2015-06-18 astro-ph.CO gr-qc
Anisotropic tensor power spectrum at interferometer scales induced by tensor squeezed non-Gaussianity
我们开发了一个自发破碎的时间和空间的超纯现象的通货膨胀的情况下,具有独特的功能的原始张量模式。暴胀张量涨落是非绝热的,在暴胀时期可以获得质量。由于与驱动膨胀的场的相互作用,它们可以避开de Sitter空间周围的Higuchi束缚。相应地,原始随机引力波背景(SGWB)的特点是可调的尺度依赖性,可以检测到干涉仪尺度。在这种设置中,张量非高斯性可以在压缩极限中参数化地增强。这引起了长和短张量模式之间的耦合,导致原始SGWB谱中的特定四极各向异性,其可用于构建张量非高斯性的估计。我们分析了如何用干涉仪测试我们的膨胀系统,还讨论了干涉仪如何对原始各向异性SGWB敏感。
2017-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Jump in fluid properties of inflationary universe to reconcile scalar and tensor spectra
最近从BICEP 2观测中探测到的原始引力波似乎与普朗克数据中张量扰动振幅的上限存在矛盾。我们考虑了一个唯象的暴胀模型,其中暴胀流体的微观性质,如状态方程$w$或声速$c_s$跳跃急剧的方式。我们表明,标量扰动的幅度是由一个非平凡的组合$w$和$c_s$之前和之后的相变,而张量扰动保持几乎完整的控制。通过适当地选择流体参数$w$和$c_s$,可以抑制大尺度上的标量扰动功率谱,以适应如BICEP 2观测所观察到的具有$r=0.2$的大张量振幅。
2014-04-09 astro-ph.CO hep-th
A new approach to the vacuum of inflationary models
本文给出了一种新的方法,用于在暴胀的背景下求解Mukhanov-Sasaki方程的边界条件的实现。熟悉的量化程序进行审查,随着讨论,人们可能会期望从标准的方法出现偏差。所提出的方法引入了一个(依赖于模型)的拟合函数的z”/z和a”/a项的Mukhanov-Sasaki方程的标量和张量模式,以及施加在有限的共形时间的边界条件。作为一个例子,我们采用了一个拟合函数,并计算谱指数,随着其运行,一个特定的暴胀模型,拥有的背景方程是解析可解的。张量标量比的观测上限也被用来约束张量扇区中边界条件的参数。最后对该方法的推广作了简要的评述。
2010-12-21 astro-ph.CO gr-qc
Inflationary tensor fluctuations, as viewed by Ashtekar variables and their imaginary friends
我们从Ashtekar变量的角度研究暴胀情景中的张量模,并将它们的推广标记为Immirzi参数γ,我们假设它是虚数。通过定义经典微扰哈密顿量,我们在壳层上再现了宇宙学扰动理论中的通常表达式。然而,量子哈密顿量显示出显着的差异,即在真空能量和各种模式的波动。引力子状态由度量变量和连接变量的组合表示。结果表明,这些模式中有一半具有负能量,但在定义了内积之后,我们得出结论,它们是非物理的,应该被选择出来。我们留下了通常的引力子模式,但在真空能量和涨落中具有手征不对称性。后者取决于γ和排序规定(即在哈密顿约束中)。这种效应会在宇宙微波背景的极化中留下独特的印记,从而最终使量子引力进入有意义的实验测试。
2011-07-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reanalyzing the upper limit on the tensor-to-scalar perturbation ratio r_T in a quartic potential inflationary model
本文研究了四次双势阱中具有单个标量场的多项式混沌暴胀模型,该模型最近被证明与Planck数据一致。特别地,我们研究了提升两个真空之间的简并度对暴胀观测量,即谱指数n_s和张量-标量微扰比r_T的影响。我们发现,去除简并允许该模型满足上限约束的r_T从普朗克数据,提供的领域开始附近的局部最大值。我们还计算了该模型中原始标量扰动的标量功率谱和非高斯参数fNL。
2014-08-20 astro-ph.CO
Inflationary gravitational waves in the effective field theory of modified gravity
在修正引力的有效场论方法中,我们导出了平坦各向同性宇宙学背景下张量扰动的二阶作用量和运动方程。这种分析适应了广泛的引力理论,包括Horndeski理论,它的推广,以及空间导数高于二阶的理论(例如,Horava-Lifshitz引力)。通过考虑高阶空间导数引起的修正和对de Sitter背景的慢滚修正,我们得到了张量模的暴胀功率谱。我们还表明,在具体的修改引力理论的首阶谱可以映射到广义相对论下的非形式变换。我们的一般公式将是有用的约束膨胀模型从未来的精确测量的B模式极化的宇宙微波背景。
2015-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Pre-inflationary genesis with CMB B-mode polarization
最近的B模式偏振观测似乎暗示了张量倾斜$n_T\gtrsim 1$在大角度尺度,如果原始信号占主导地位。我们证明了对于一个处于慢卷暴胀前的缓慢膨胀创生阶段的太初宇宙,其太初张量谱将出现一个大尺度截断,即在大尺度下为$n_T\gtrsim 1$,而在小尺度下为$n_T\simeq 0$.我们发现,这种暴胀现象不仅与观测结果相一致,而且预示了BB功率谱的一个大尺度异常,即由于张量扰动振幅的大幅度抑制,在低$l$下几乎看不到再电离凸点,这可能被普朗克极化数据所证伪。
2014-10-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A new mechanism to enhance primordial tensor fluctuations in single field inflation
我们讨论了一种新的机制,以增强频谱的原始张量涨落在单场暴胀的情况。这种增强依赖于一个短暂的非吸引子暴胀阶段,它放大了将要衰减的张量模式,并引起超视界尺度上张量波动的增长。我们表明,在此阶段产生的增强可以通过一个吸引子和非吸引子阶段,我们引入张量对偶整齐地处理。我们说明的机制和对偶性在一个动力学驱动的情况下的通货膨胀,与非最小的耦合之间的标量和度量。
2019-02-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary non-Gaussianities in the most general second-order scalar-tensor theories
对于非常一般的标量场理论,其中的运动方程是在二阶,我们评估的三点关联函数的原始标量扰动暴胀过程中产生的。我们表明,非高斯的形状是很好的近似等边型。在慢变参数远小于1的准de Sitter背景下导出了等边非线性参数f_NL^equil。我们将f_NL^equil的公式应用于一些单场暴胀模型,如k-暴胀,带Galileon项的k-暴胀,势驱动的Galileon暴胀,非最小耦合模型(包括场导数耦合模型)和Gauss-Bonnet引力。
2011-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Fourth-order gravity as the inflationary model revisited
我们重新审视旧的(四阶或二次生成)的Starobinsky在4个时空维度的引力模型,并通过Legendre-Weyl变换推导出(暴胀子)标量位在等效标量张量引力模型。暴胀子标量势用于计算与曲率扰动相关的暴胀观测量(CMB)(即标量和张量谱指数以及张量与标量之比),包括关于e-折叠的倒数的新的次至首阶项。结果进行了比较,最近(WMAP 5)的实验界限。我们证实了f(R)引力理论和相应的标量-张量引力理论在数学和物理上的等价性。
2010-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Polarization Predictions for Inflationary CMB Power Spectrum Features
我们进行了一个独立于模型的时间特征分析,在膨胀过程中的大规模CMB温度功率谱允许不可忽略的张量贡献的可能性。在暴胀历史的20个主成分中,从多极$\ell \sim 20-40$的一个小故障开始,在低多极处的功率抑制意味着其中2-3个偏离,每个偏离有2-3个$σ$偏离,较大的值反映了允许张量的情况。如果张量不存在,相应的$E$模式极化特征遵循类似的模式,但预计最大可达两倍。它们提供了一个机会,使暴胀特征的重要性很快加倍,或者消除它们作为温度特征的解释。张量简并与温度功率谱中的功能不仅打破了$B$,但也由$E$ -极化。从$\ell\sim 20-60$在多极子处的$E$模式偏振的精确测量可以潜在地提供对张量的独立约束,其较少受到灰尘前景不确定性的影响。
2014-11-21 astro-ph.CO
A Stiff Pre-CMB Era with a Mildly Blue-tilted Tensor Inflationary Era can Explain the 2023 NANOGrav Signal
本文提出复合前的 stiff 时代结合轻微蓝移张量谱的暴胀时代可以解释 2023 年 NANOGrav 信号,并通过模型无关和 Higgs-axion 模型两种方法验证,预测未来引力波实验可探测相关信号。
2023-11-01 astro-ph.CO gr-qc
Inflationary trispectrum of gauge fields from scalar and tensor exchanges
Indian Institute of Science(印度科学学院)
本文计算了与暴胀子动力学耦合的旁观者U(1)规范场在标量和张量交换下产生的暴胀三谱,给出了电场和磁场完整三谱的解析表达式,并揭示了标量交换中的层级关系和张量交换中的角度调制特征。
2026-06-12 astro-ph.CO gr-qc 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
Reconstructing inflationary potential from BICEP2 and running of tensor modes
在本文中,我们将分析一个单一的暴胀子场,这将产生一个大的张量标量比的亚普朗克漂移的约束,同时解释宇宙微波背景辐射(CMB)的温度各向异性。特别是,我们试图通过在场$ϕ_0\ll M_p$和场位移$Δϕ\ll M_p$(其中$M_p$是约化普朗克质量)附近约束$V(ϕ_0), V^{\prime}(ϕ_0), V^{\prime\prime}(ϕ_0), V^{\prime\prime\prime}(ϕ_0)$和$V^{\prime\prime\prime\prime}(ϕ_0)$来重建暴胀势。我们将提供,第一次,一组新的{PDMATHAMR一致性}的次普朗克漂移的暴胀场的关系,这将有助于我们区分次与超普朗克模型的通货膨胀。对于一般的单场暴胀势,我们将能够对势能密度施加严格的限制:$2.07\times10^{16} {\rm GeV}\leq\sqrt[4]{V_{\star}}\leq 2.40\times 10^{16} {\rm GeV}$,其中暴胀可以发生在$0.066 \leq\frac{\left |Δϕ\right|}{M_p}\,\leq 0.092$内的平坦势上,满足以下观测约束:(普朗克+WMAP-9+高L+ BICEP 2)。然后,我们提供了一个预测的频谱倾斜($n_{T}$),运行($α_{T}$)和运行($κ_{T}$)的张量模式在窗口内,$-0.019<…
2014-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Generation of large-scale magnetic fields, non-Gaussianity, and primordial gravitational waves in inflationary cosmology
在IIB型弦论的背景下,探讨了暴胀宇宙学中大尺度磁场的产生,特别是在一种由跑道暴胀激发的模暴胀中。在该模型中,超荷电磁场的共形不变性被打破,这是由于标量场和赝标量场耦合到超荷电磁场。首先评估了以下三个宇宙学可观测量:哈勃视界尺度上的当前磁场强度,它远小于反反应问题的上限,由于大质量规范场的存在而导致的曲率扰动的局部非高斯性,以及张量与标量比。结果表明,得到的局域非高斯性和张量标量比与普朗克数据是一致的。
2014-12-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation coupled to a Gauss-Bonnet term
最新公布的普朗克CMB数据对慢滚通胀模型施加了严格的限制。一些通常讨论的暴胀势不受欢迎,主要是因为张量与标量之比太大。在本文中,我们表明,这些潜力可能是在良好的协议与普朗克数据时,暴胀子有一个非最小的耦合高斯-邦纳项。此外,这种耦合违反了张量谱指数和张量标量比之间的一致性关系。如果允许张量谱指数自由变化,则普朗克对张量标量比的约束略有改善。
2013-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary power spectra with quantum holonomy corrections
本文从圈量子宇宙学出发,研究了具有完整性修正的慢卷暴胀。张量和标量的原始扰动的功率谱计算到一阶慢滚参数和$V/ρ_{c}$,其中$V$是一个潜在的标量场和$ρ_{c}$是一个临界能量密度(预计是普朗克能量密度的顺序)。在短尺度模式可能的归一化进行了讨论。在使用应用于绝热真空的朗斯基条件进行归一化的情况下,张量和标量谱指数在首阶中没有量子校正。然而,通过选择一种替代的归一化方法,可以获得首阶的量子修正。此外,我们表明,完整性校正的运动方程的张量模式可以从一个有效的背景度量。这使我们能够证明张量模式的朗斯基归一化条件保持经典形式。
2013-11-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The pre-inflationary dynamics of loop quantum cosmology: Confronting quantum gravity with observations
利用圈量子引力的技术,宇宙学扰动的标准理论最近被推广到包括普朗克时代。我们现在应用这一框架来探索前通货膨胀的动态。该框架使我们能够分离和解决真正的trans-Planckian困难,为理论和观测提供有趣的教训。具体来说,对于一个大类的初始条件的反弹,我们导致了自洽的扩展膨胀的范例超过11个数量级的密度和曲率,从大反弹的开始慢卷。此外,对于一个狭窄的初始条件窗口,有偏离标准的范式,与新的效果-如修改的张量标量功率谱和张量谱指数的比值之间的一致性关系,以及一个新的来源的非高斯性-这可能会扩展到宇宙学观测的早期宇宙的深普朗克制度。
2013-04-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The inflationary universe in F(R) gravity with antisymmetric tensor fields and their suppression during the universe evolution
一个有趣的问题是,为什么目前的宇宙尺度没有任何可察觉的二阶反对称张量场的足迹?(通常称为Kalb-Ramond油田)。在四维和五维时空中,从高曲率引力的角度对这个问题给出了一个相当自然的解释。这里得到的结果表明,Kalb-Ramond场的振幅可能实际上是大的,并在早期宇宙中发挥了重要作用,而高阶引力的存在抑制了这个领域在宇宙演化过程中,使它最终变得可以忽略不计在当前的宇宙。除了抑制Kalb-Ramond场之外,$F(R)$引力中额外的自由度,通常被称为标量子,也被证明是导致暴胀的原因。这样的F(R)引力与Kalb-Ramond场可能支配早期宇宙在早期经历暴胀阶段(随后的优雅退出),比没有反对称场的F(R)引力范围更广。此外,四维和五维时空中的模型与观测约束有关,结论是谱指数和张量标量比的相应值与普朗克2018年调查数据提供的值非常匹配。
2019-02-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Neutron Stars Phenomenology with Scalar-tensor Inflationary Attractors
本文研究了$E$ -模型宇宙吸引子的一个子类,即$a$ -吸引子对流体动力学稳定的慢转中子星的影响。具体地说,我们将提出$a$ -吸引子的Jordan框架理论,并通过使用保角变换,我们将导出爱因斯坦框架理论。我们讨论了$a$ -吸引子的暴胀背景,以便根据最新的基于宇宙微波背景的普朗克2018数据指定模型自由参数的允许值范围。因此,我们将使用理论天体物理学中常用的符号和物理单位,在爱因斯坦坐标系中推导出托尔曼-奥本海默-罗夫方程。假设一个分段多方状态方程,其最低密度部分应被选择为WFF 1或APR或SLy EoS,我们使用基于双射Python的“LSODA”数值代码数值求解Tolman-Oppenheimer-Eosoff方程。所得到的图像取决于表征$a$吸引子的参数$a$的值。正如我们所展示的,对于大的$a$值,这不会产生一个可行的暴胀时代,$M-R$图几乎与广义相对论结果相同,这两个是在大的中心密度值区分。此外,对于大的$a$值,由于GW 170817约束,WFF 1状态方程被排除。此外,小的$a$的情况下产生更大的质量和半径相比,广义相对论的情况下,是兼容的GW 170817约束中子星的半径。我们的研究结果表明,在标量张量理论中,非最小暴胀吸引子和中子星现象之间存在着深刻而尚未完全理解的联系。
2021-03-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflationary predictions in scalar-tensor DBI inflation
标量张量Dirac Born Infeld(DBI)暴胀场景提供了一种简单的机制,可以减少与具有DBI作用的单场模型相关的提升因子的大值,同时仍然能够驱动60倍的暴胀。使用慢滚的方法,我们得到的扰动的谱指数的解析表达式,而且,数值确定的区域的参数空间的模型能够产生的功率谱的振幅和谱指数在所观察到的范围内。我们发现,在整个通货膨胀期间表现出显着的DBI效应的区域可以被丢弃凭借的蓝色倾斜的光谱指数,但是,有一些可行的情况下-与更多的红色倾斜的光谱指数-其中的升压因子最初被抑制的影响之间的耦合场,但后来增加到适度的值。
2012-05-31 astro-ph.CO hep-th
Inflationary cosmology in modified gravity theories
为了推广Starobinsky暴胀模型,我们回顾了在修正引力(如$R^2$引力)及其扩展下的暴胀宇宙学。特别地,我们探讨了由三种效应实现的暴胀:引力的修正,量子反常,以及圈量子宇宙学中的$R^2$项。结果表明,在这些暴胀模型中,密度微扰标量模的谱指数和张量标量比与Planck的结果是一致的.本文还解释了$F(R)$引力中的弹跳宇宙学。
2015-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph