Non perturbative effects of primordial curvature perturbations on the apparent value of a cosmological constant
我们研究了由暴胀方案预测的原始曲率扰动和宇宙微波背景辐射约束的局部不均匀性对光度距离的影响。我们发现,起源于原初曲率扰动场的一个、两个或三个标准偏差峰的局部欠密度可以分别引起对$0.6%,1%,1.5%$量级的宇宙学常数值的修正.在我们即将进入的精确宇宙学时代,这些影响不容忽视。我们的结果可以被认为是一个上界的局部非线性结构,可以产生原始曲率扰动,并需要一个完全非微扰的相对论性处理的影响的ESTA组件。
2014-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraints on primordial curvature spectrum from primordial black holes and scalar-induced gravitational waves
原初黑洞和标量诱导引力波的观测数据可以在小尺度上约束原初曲率扰动。我们用一个破幂律形式来参数化原初曲率扰动,发现它与许多能产生原初黑洞的暴胀模型是一致的,如非最小导数耦合暴胀、标量-张量暴胀、Gauss-Bonnet暴胀和K/G暴胀.利用峰值理论计算了原初暗物质中原初黑洞的比例,得到了原初黑洞对破缺幂律形式的原初曲率功率谱的约束.实空间的礼帽和高斯窗函数被认为是。高斯窗函数对原曲率扰动幅度的约束比实空间礼帽窗函数的约束大3倍左右。给出了NANOGrav 12.5yrs数据集原始曲率扰动的约束条件,其中NANOGrav信号被假定为标量诱导的引力波,并且仅使用前5个频率点。
2023-01-29 astro-ph.CO gr-qc
Semianalytic Calculation of Gravitational Wave Spectrum Nonlinearly Induced from Primordial Curvature Perturbations
无论暴胀过程中产生的原初引力波(GW)是否强到足以被观测到,GW都必然是由原初曲率的二阶微扰产生的。小尺度的曲率扰动或宇宙历史中物质主导阶段的存在,可以增强诱导的引力波。我们解析地计算了诱导引力波功率谱表达式中的积分,它是与原始曲率扰动谱无关的普适部分。这使得随后的数值积分非常容易。在简单的情况下,我们推导出完全解析公式的诱导GW频谱。
2018-06-29 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
On the non-Gaussian correlation of the primordial curvature perturbation with vector fields
我们计算的三点交叉关联函数的原始曲率扰动膨胀过程中产生的两个权力的一个模型中的共形不变性被打破的向量场与暴胀子的直接耦合。如果矢量场与电磁场相同,这种相关性将是暴胀期间产生的原始磁场的非高斯特征。我们发现,信号是最大化的扁平配置,其中曲率扰动的波数是两倍的矢量场,并在此限制,磁非线性参数变得一样大,|b_{NL}| ~ 10^3。在曲率扰动波数为零的压缩极限下,我们的结果与arXiv:1207.4187中导出的磁一致性关系一致。
2013-02-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The primordial curvature perturbation from lattice simulations
我们研究了无质量预热中再加热场对观测尺度上原初曲率扰动的贡献。为此,我们使用晶格模拟和最近的扩展$δN$形式主义。这项工作展示了这些技术的功能,用于计算观测签名的模型,其中非微扰再加热涉及一个轻标量场。
2019-03-18 astro-ph.CO
Landscape tomography through primordial non-Gaussianity
在本文中,我们展示了如何可能探测到的结构的原生宇宙的景观潜力的原始密度扰动的性质负责的起源的宇宙微波背景各向异性和大尺度结构我们的宇宙。等曲率场--与暴胀轨道正交的场--可能在暴胀期间穿过分隔景观势局部极小值的障碍而波动。我们分析了这个过程如何影响原始曲率扰动的演变。如果典型的距离分隔连续极小的景观潜力和高度的势垒小于哈勃膨胀率参数化的通货膨胀,概率分布函数的isocurvature领域成为非高斯由于外观的颠簸和下降相关联的结构的潜力。我们表明,这种非高斯性可以转移到原始曲率扰动的统计,如果等曲率场耦合到曲率扰动。曲率扰动分布中出现的非高斯结构类型不能用多谱的标准方法完全探测;相反,需要概率分布函数。后者是通过对所有的$n$点关联函数求和而获得的。为了证实我们的主张,我们提供了一个具体的模型组成的axionlike isocurvature扰动与正弦电位和isocurvature和曲率场之间的线性导数耦合。在该模型中,曲率扰动的概率分布函数由高斯函数组成,并具有反映等曲率轴子势的小的叠加振荡。
2018-10-17 astro-ph.CO hep-th
Towards a reliable reconstruction of the power spectrum of primordial curvature perturbation on small scales from GWTC-3
本研究从GWTC-3数据在分层贝叶斯框架下可靠重建小尺度原初曲率扰动功率谱,发现最大振幅约2.5×10⁻²,支持暴胀产生原初黑洞的图景。
2023-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial non-Gaussianity from mixed inflaton-curvaton perturbations
我们的原始扰动产生由于暴胀和曲率波动的模型中,曲率有一个二次,余弦或双曲潜在的,暴胀潜在的特点是通常的慢滚参数。等曲率曲率场扰动可以在原始密度场中产生显著的非高斯性,与绝热暴胀子场扰动相比,绝热暴胀子场扰动对正则标量场产生可忽略的非高斯性。具有二次势的非自相互作用曲率产生了由非线性参数fNL很好地描述的局部型非高斯性,当暴胀子扰动主导功率谱时,其可能是尺度依赖的。我们展示了如何使用非线性参数和张量-标量比的观测界限来约束曲率和暴胀子参数。在二次曲率势的混合暴胀-曲率模型中,我们发现了双谱参数和三谱参数之间的一致性关系。曲率势中的自相互作用项可以导致大的三谱参数gNL和非线性参数的尺度依赖性。
2012-04-24 astro-ph.CO hep-th
Constraints on primordial curvature perturbations from primordial black hole dark matter and secondary gravitational waves
原初黑洞和次级引力波可以用来探测早期的小尺度物理。对于视界再入后产生的次级引力波,我们导出了源的时间积分的解析公式,得到了诱导引力波能量密度随时间变化的解析性质。通过对原初曲率扰动的功率谱提出分段幂律参数化,利用原初黑洞暗物质的观测约束,得到了功率谱的上界,并讨论了未来天基引力波天线对模型的检验.
2019-12-10 astro-ph.CO gr-qc
Quantum decoherence of primordial perturbations through nonlinear scaler-tensor interaction
标度和张量扰动在Einstein-Hilbert作用量中相互非线性耦合。我们发现,这种相互作用自然导致的量子退相干的原始微扰暴胀期间在视界交叉。确定了影响退相干的主要相互作用哈密顿量,并推导了退相干过程的主方程。
2018-06-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Why Must Primordial Non-Gaussianity Be Very Small?
利用标准微扰理论计算了一般单场暴胀中功率谱的单圈修正。由于增强成反比的曲率扰动的光谱指数的观察到的红色倾斜,校正原来是远远大于先前的预期。因此,为了保证宇宙学扰动理论的有效性,原初非高斯性必须远小于当前的观测界。
2022-02-10 astro-ph.CO hep-th
Exploring the Spectral Shape of Gravitational Waves Induced by Primordial Scalar Perturbations and Connection with the Primordial Black Hole Scenarios
人们越来越期望引力波探测器将在未来几年开始探测随机引力波背景。我们探讨了由标量微扰引起的二阶引力波的频谱形状,并推测这些引力波是在早期宇宙中产生的。我们计算了在辐射和动能时代产生的引力波谱以及与之相关的原始黑洞对应物。我们采用功率谱的原始曲率扰动产生的$α$-吸引子和非最小导数耦合膨胀模型以及高斯和δ型形状。我们证明了张量模式的能力,以约束的原始曲率扰动的频谱和区分暴胀模型。引力波的产生也可以通过谱形和振幅来区分。
2021-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraints on the Primordial Curvature Power Spectrum by Pulsar Timing Array Data: A Polynomial Parameterization Approach
针对脉冲星计时阵列观测到的随机信号,提出基于泰勒展开的原初曲率功率谱峰值参数化方法,并结合贝叶斯推断与NANOGrav 15年数据集对其进行限制,该方法具有较强通用性。
2024-01-10 astro-ph.CO gr-qc
Primordial gravitational waves and curvature perturbations induced energy density perturbation
本研究计算辐射主导时期高斯曲率扰动与原初引力波诱导的二阶标量和密度扰动,给出源项、核函数及功率谱,表明原初引力波可能显著影响能量密度扰动。
2024-01-29 astro-ph.CO gr-qc
Primordial curvature perturbation during and at the end of multi-field inflation
研究了多场暴胀中原初曲率微扰的产生。考虑到暴胀过程中微扰的演化和暴胀结束时产生的影响,我们给出了曲率微扰的一般公式。给出了两个暴胀子标量的可分势的功率谱、谱倾斜和非高斯性的解析表达式,并将其应用到一些具体模型中。
2012-02-01 astro-ph.CO hep-ph
Exploring primordial curvature perturbation on small scales with the lensing effect of fast radio bursts
本文利用快速射电暴的透镜效应约束小尺度原初曲率扰动,通过推导透镜公式并分析最新观测,得出在特定尺度上扰动振幅上限,关联双黑洞质量范围。
2023-12-22 astro-ph.CO
Revisiting Constraints on Primordial Curvature Power Spectrum from PBH Abundances
Institute of Science Tokyo(东京科学大学)
本文通过最新PBH丰度限制,研究原始曲率功率谱的幅度约束,比较了Press-Schechter方法与峰值理论在单峰和宽峰情况下的差异,指出理论不确定性对早期宇宙探测的重要性。
2026-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Primordial Curvature Perturbation from Vector Fields of General non-Abelian Groups
本文研究了一般非阿贝尔向量场的原曲率扰动的生成问题。非阿贝尔场的自相互作用使场的扰动非高斯。我们计算的双谱的场微扰使用在形式主义在树的水平。双谱由视界外场的经典演化控制。鉴于此,我们表明,占主导地位的贡献,可以从齐次经典运动方程。然后我们计算了曲率扰动的功率谱。谱的各向异性被场的数目所抑制。这使得矢量场有可能对宇宙中的总曲率扰动负责,而不会违反统计各向异性的观测界限。曲率扰动的双谱也是各向异性的。最后,我们给出了一个例子的通货膨胀结束的情况下,曲率扰动产生的矢量规范场通过变化的规范耦合常数(s),在协变导数耦合希格斯场的矢量场。我们发现,适当大的规范群可能会导致可观察到的各向异性的曲率扰动的功率谱。
2012-01-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Contribution of the hybrid inflation waterfall to the primordial curvature perturbation
在结束混合暴胀的瀑布期间,将产生对曲率扰动的贡献$ζ_χ$,这在小尺度上可能是显著的。特别是,它可能导致过多的黑洞形成。我们在这里考虑标准的混合暴胀,瀑布场的快子质量比哈勃参数大得多。我们在最简单的情况下计算$ζ_χ$,看看为什么以前的$ζ_χ$计算是不正确的。
2011-05-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
One-loop correction to the enhanced curvature perturbation with local-type non-Gaussianity for the formation of primordial black holes
原始黑洞(PBH)是冷暗物质(DM)的候选者之一,它是在辐射主导时代由曲率扰动产生的超密区域坍缩而形成的。在一些相关的暴胀模型中,增强的曲率扰动预计是非高斯的,因此对曲率功率谱的高阶环校正可能是不可忽略的,并且改变了PBH的丰度。本文用二次非高斯参数$F_{\mathrm{NL}}$和三次非高斯参数$G_{\mathrm{NL}}$分别表示局部型非高斯曲率功率谱的单圈修正。在单圈修正为次占优的条件下,我们得到了一个微扰性条件,即$|2cAF_{\mathrm{NL}}^2+6AG_{\mathrm{NL}}|\ll 1$,其中$c$是一个可以在给定模型中显式计算的常数系数,$A$表示增强曲率微扰高斯部分的方差,这样的微扰性条件可以对相关的暴胀模型提供严格的约束.
2022-07-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Sound speed induced production of primordial black holes
我们研究了不同的机制,通过这些机制,原始曲率扰动的速度可以产生曲率谱的增强,这可能导致原始黑洞(PBH)的产生。一种可能性是在单标量场模型中声速的增长,这会导致曲率扰动的超视界增长。另一种是曲率扰动的动量相关有效声(MESS),它可以出现在多场模型或修正的引力理论中。未来的引力波观测站,如LISA,将允许设置声速的空间和时间依赖性的约束,以及它可能起源的不同理论方案。
2020-06-12 astro-ph.CO
Remarks on the renormalization of primordial cosmological perturbations
我们简要地回顾了需要进行重整化的暴胀微扰,以正确地制定出的物理功率谱。我们还总结了弯曲时空中(动量-空间)重整化的基础,并解决了最近文献中关于这个问题的几个误解。
2011-08-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effects of the shape of curvature peaks on the size of primordial black holes
数值模拟了在充满辐射流体的Friedman-Robertson-Walker(FRW)宇宙中,由不同的原初曲率微扰分布族播种的球对称原初黑洞(PBH)的形成.我们已经研究了依赖于曲率轮廓的初始质量$M_{\rm BH,i}$的PBH在视视界形成$t_{AH}$的时间,最终质量$M_{\rm BH,f}$吸积过程后,使用切除技术,比较$M_{\rm BH,i}$以前的分析估计使用补偿PBH模型的方法。分析估计与数值结果一致,除了大的初始扰动振幅值时,补偿模型是不太准确的。质量$M_{\rm BH,f}$和$M_{\rm BH,i}$不仅取决于压缩函数峰周围的形状,而且取决于初始曲率扰动的完整轮廓。我们还估计吸积效应,并为那些PBH的质量相关的暗物质丰度,与最终质量等于视界交叉质量,我们发现$M_{\rm BH,f}\approx 3 M_{\rm BH,i} $。
2021-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Multiple peaks in gravitational waves induced from primordial curvature perturbations with non-Gaussianity
本文将高斯情形下原初曲率扰动诱导引力波的分析推广到非高斯情形,并总结出界定非高斯曲率扰动多重峰所诱导引力波峰的经验法则。
2024-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Primordial perturbations in a rainbow universe with running Newton constant
我们计算了彩虹宇宙中原初微扰的谱指数。我们允许牛顿常数$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
Suppressing the primordial tensor amplitude without changing the scalar sector in quadratic curvature gravity
我们解决的问题,如何可以修改的暴胀张量谱,而不改变在所有的曲率微扰的成功预测。我们表明,这确实是可能的,并确定两个二次曲率修正,是免费的不稳定性,只影响张量部门的线性宇宙学扰动的水平。这两种修正都能降低张量振幅,但其中一种修正会产生较大的曲率扰动非高斯性。原来,另一个对应于所谓的洛伦兹破坏外尔引力。在后一种情况下,可以获得小到标准张量振幅的65%。利用这种效应,我们证明,即使幂律膨胀可以在2 $σ$轮廓的普朗克结果。
2015-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Holes from Vector-Induced Curvature Perturbations Sourced by Primordial Magnetic Fields
Hunan Normal University(湖南师范大学)
提出一种新的暴胀后机制,在硬状态或动能主导时期通过原初磁场的矢量扰动增强小尺度曲率扰动,从而产生足够丰度的原初黑洞。
2026-11-05 astro-ph.CO gr-qc
Scale-dependent bias with higher order primordial non-Gaussianity: Use of the Integrated Perturbation Theory
我们解析地推导出了一个更精确的公式,用于有偏物体的功率谱,其原始非高斯性不仅由非线性参数fNL参数化,而且还由gNL和tauNL参数化,它们表征了原始曲率扰动的三谱。我们采用Matsubara(2011)构造的积分微扰理论。我们讨论了fNL和tauNL之间的不平等的背景下,规模依赖的偏见,通过引入一个随机参数。我们还提到高阶环路校正到偏置参数的尺度依赖性。
2012-10-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axionlike Origin of the Primordial Density Perturbation
我们证明了类轴子场耦合到新的约束规范群可以在后暴胀宇宙中产生原初密度微扰。轴子衰变常数和强耦合标度是唯一确定的密度微扰的观察,这进一步表明膨胀后的规范群的时间解除禁闭。由此产生的温度依赖的轴子势,连同其周期性的性质,产生了红色倾斜的密度扰动,与一个积极的本地型非高斯秩序统一。
2020-07-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
CMB and matter power spectra from cross correlations of primordial curvature and magnetic fields
本文给出了具有初始曲率扰动的随机磁场非零互相关情况下宇宙微波背景(CMB)的温度各向异性和偏振的完整数值计算。例如,如果磁场是在膨胀期间通过将电动力学耦合到用曲率标识的标量场而生成的,则会产生这种互相关。对于一个近尺度不变的磁场的1 nG,它被发现,在低多极的贡献,由于交叉相关占主导地位的纯磁模式。线性物质的功率谱在大尺度上也有类似的行为。
2013-01-25 astro-ph.CO
The effect of varying sound velocity on primordial curvature perturbations
假设背景演化始终满足慢卷条件,研究了暴胀宇宙学中声速突变对原初曲率扰动谱的影响.结果表明,该功率谱具有振荡特征,其振荡特征由跃迁前后声速之比和跃迁时穿过声视界的波数决定,并给出了它们的解析表达式。在这些参数的某些值,振荡的原始功率谱可以更好地适应所观察到的宇宙微波背景温度各向异性功率谱比简单的幂律功率谱,虽然这样一个新的自由度的介绍是不合理的,在赤池的信息准则的上下文中。
2011-02-09 astro-ph.CO
Analytical approximations for curved primordial tensor spectra
David A. Dunlap Department of Astronomy and Physics, University of Toronto(多伦多大学大卫·邓拉普天体物理学与物理系);Texas Center for Cosmology and Astroparticle Physics, Weinberg Institute,Department of Physics, University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校韦恩伯格研究所宇宙学与高能粒子物理中心物理系);Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, University of Cambridge(剑桥大学应用数学与理论物理系);Kavli Institute for Theoretical Physics, Santa Barbara, CA 93106, USA(美国加州圣巴巴拉卡弗里理论物理研究所);Laboratory for Theoretical Fundamental Physics, Institute of Physics, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院物理研究所基础物理实验室)
本文提出了一种解析方法,用于描述具有非零原初空间曲率模型中原初张量功率谱的特征,通过分析曲率对张量模式的影响,为未来CMB观测中的空间曲率鉴别提供了潜在判据。
2026-01-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Time crystals in primordial perturbations
宇宙时间晶体(TC)对应于场的周期运动在其相空间中形成极限环的物质状态。我们探讨了如果它存在于通货膨胀阶段会发生什么。结果表明,导致TC的极限环将不可避免地引起原始扰动谱的周期振荡。光谱的振荡模式依赖于TC参数,因此编码TC的结晶模式。
2019-12-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Gaussianities of primordial perturbations and tensor sound speed
研究了原始扰动的非高斯性与张量扰动的声速即引力波传播速度之间的关系。我们发现,张量扰动的声速与张量扰动的自双谱无关,而与原始扰动的互双谱,特别是标量-张量-张量双谱有关.这一结果与标量(曲率)扰动的情况形成鲜明对比,在标量(曲率)扰动的情况下,它们降低的声速增强了它们的自双谱。我们的研究结果表明标量-张量-张量双谱可以作为探测张量扰动声速的有力工具。
2014-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Curvature bounce in general relativity: background and primordial spectrum
最近的数据表明,宇宙可能是正弯曲的。结合暴胀阶段,这可能导致曲率反弹而不是大爆炸。背景演化,作为控制宇宙演化的参数的函数。还计算了原始张量谱,并强调了模型可能的观测足迹。几个潜在的被认为是一般性的评论是关于“自然”在这种情况下。
2021-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fingerprints of Primordial Universe Paradigms as Features in Density Perturbations
实验区分不同的原始宇宙范式,导致大爆炸模型是一个突出的挑战,在现代宇宙学和天体物理学。我们表明,存在于原始宇宙模型中的一种通用类型的信号可以用于此目的。这些信号是由大质量场的微小振荡引起的,并表现为原始密度扰动的特征。它们能够记录原始宇宙尺度因子的时间依赖性,从而为特定范式提供直接证据。
2011-06-08 astro-ph.CO
Pre-inflationary primordial perturbations
宇宙微波背景涨落中的大尺度功率亏损可能与前暴胀、反弹或慢卷暴胀之前的超级暴胀阶段的物理学有关,这可以提供暴胀的无奇异实现。我们研究了这种前暴胀演化中的原始扰动,它通常可能由具有不同背景动力学的多个阶段组成,并给出了递归Bogoliubov系数的原始扰动功率谱的普适公式。我们还将我们的公式应用到相应的情况下,并显示了大规模的功率抑制的强度是如何影响的前暴胀物理。
2015-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Identifying the most crucial parameters of the initial curvature profile for primordial black hole formation
原初黑洞(PBH)是宇宙学中探测辐射支配时期小尺度曲率扰动的原初谱的重要工具。我们数值求解球对称的高度扰动配置的演变,以澄清PBH形成的标准,使用一个非常广泛的类的曲率轮廓特征在于由五个参数,(相比之下,只有两个参数中使用的所有以前的文件),指定的曲率轮廓不仅在中心区域,而且在配置的外边界。它示出的PBH的形成或不形成完全是由只有两个主参数,其中之一可以作为一个整体的曲率在初始配置和其他的边界和核心的边缘的位置方面提出的。
2014-01-27 astro-ph.CO gr-qc
Implication of island for inflation and primordial perturbations
本文利用岛规则重新审视暴胀e折数的熵约束,证明该约束可能不存在,并指出暴胀后观测到的原初扰动信息通量遵循Page曲线,扰动谱在大尺度上呈现类Page抑制。
2023-05-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Faster Growth of Perturbations in an Early Matter Dominated Epoch: Primordial Black Holes and Gravitational Waves
我们提出了一个快速增长的宇宙学扰动的情况下,$δ(t) \sim a(t)^s$,$a(t)$的比例因子,与$s > 10$的数值例子在这篇文章中报道。该方案的基本成分是一个早期的物质主导的时代和暗费米子经历了标量介导的力量在时代。这两种情况都出现在弦/超引力模型中。暗费米子在视界下的密度扰动会导致快速增长。这种快速增长具有丰富的现象学含义。我们概述了原始黑洞的形成和引力波的产生的影响。可以产生月球质量范围内的原始黑洞(它们是理想的暗物质候选者)。由于二阶标量微扰和原初黑洞的蒸发和合并,可以在很宽的频率范围内产生引力波。
2022-01-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial perturbations and non-Gaussianities in Hořava-Lifshitz gravity
本文研究了Hoenava-Lifshitz引力理论中的原始扰动和非高斯性。在UV极限下,霍罗拉瓦理论中的标量微扰自然是标度不变的,忽略了宇宙膨胀的细节。因此,人们可以放松暴胀子场的指数暴胀和慢滚条件。因此,在标准场景中被“慢滚抑制”的原始非高斯性可能会变大。我们从微扰的双谱计算了非高斯性,发现与通常的广义相对论单场慢卷暴胀模型一样,等边型非高斯性是单位阶的,而局域型非高斯性保持很小.我们的结果是对Hoenava-Lifshitz引力的一个新的约束。
2019-06-25 astro-ph.CO gr-qc 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
Primordial perturbations generated by Higgs field and $R^2$ operator
如果非常早期的宇宙是由非最小耦合的希格斯场和斯塔罗宾斯基的曲率平方项共同主导的,势图将模仿山谷的景观,作为宇宙学吸引子。沿着这个山谷的暴胀动力学进行了研究,模型参数约束对观测数据,等曲率扰动进行了评估。
2017-12-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial power spectra from $k$-inflation with curvature
我们调查的原始功率谱一般动力学膨胀模型,支持一个时期的动力学主导的弯曲宇宙的情况下。我们提出了推导的Mukhanov-Sasaki方程的非标准标量动力学拉格朗日,它体现了自己通过暴胀声速$c_s^2$。我们将Contaldi等人[1]和Thavanesan等人[2]中的解析近似推广到一般的动力学拉格朗日函数,并显示了$k$ -暴胀对曲率模型的原始功率谱的影响。特别是,在封闭宇宙的情况下,声速和曲率之间的相互作用导致功率谱的自然低波数截止。使用的分析近似,我们进一步表明,在不同时期的通货膨胀的结果在所得到的功率谱的共动曲率扰动的非衰减振荡的通货膨胀的声速之间的变化。
2022-06-24 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Density Perturbations and Reheating from Gravity
我们认为原始密度扰动的存在和演化的宇宙学模型的基础上捕获-通过提供一组有效的引力场方程-的强度增强的量子环效应,可以在通货膨胀。在推导出扰动服从的一般方程后,我们集中讨论标量扰动,并证明它们的演化与传统的暴胀模型有很大的不同,但在唯象上仍然是可以接受的。这种新的演变的主要原因是存在一个振荡的制度后,结束的通货膨胀,使所有的超视界标量模式振荡。同样的原因也允许宇宙有一个自然的、非常快速的再加热机制。
2010-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Density perturbations in braneworld cosmology and primordial black holes
用数值方法研究了Randall-Sundrum膜世界宇宙学辐射时代标量扰动的时间演化。我们的研究结果证实了最近发现的扰动振幅的增强(近视界交叉)的存在。我们建议在高能量区的微扰理论方程的近似解,它预测的增强因子是渐近常数,作为尺度的函数。讨论了这个结果在膜世界宇宙学中原初黑洞产生问题中的应用。
2010-12-06 astro-ph.CO
Quantum Loop effects to Primordial perturbations at the end of Type III hilltop inflation models
本文解析计算III型山顶暴涨模型结束时的原初扰动谱,发现暴涨子自相互作用的单圈修正可忽略,而暴涨子与瀑布场相互作用的圈效应在瀑布场真空期望值较小时可能显著。
2023-12-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraints on primordial density perturbations from induced gravitational waves
我们考虑在辐射主导的热大爆炸过程中产生的引力波的随机背景作为对原始密度扰动的约束,其同动长度尺度远小于宇宙微波背景或大尺度结构直接探测的尺度.我们把弱上界的原始密度扰动从目前的数据。未来的探测器,如BBO和DECIGO将在小尺度上对原始密度扰动施加更强的约束。
2010-01-13 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Trispectrum from Entropy Perturbations in Multifield DBI Model
研究了一般多场DBI暴胀模型的本原三谱。与单场模型相比,熵模可以引起超视界尺度上的曲率扰动,因此在大转移极限($T_{RS}\gg1$)下,我们计算了四个熵模介导一个绝热模的相互作用对三谱的贡献.得到了四点关联函数的一般形式,并绘制了“等边组态”和“特殊组态”两种特殊动量组态下的形状图。我们的数字表明,我们可以很容易地区分这两种不同的动量配置。
2009-07-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial perturbations from ultra-slow-roll single-field inflation with quantum loop effects
Institute of Physics, Academia Sinica(中央研究院物理研究所);Department of Physics, National Dong Hwa University(国立东华大学物理系);Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica(中央研究院天文及天文物理研究所)
本文研究了超慢-roll单场通胀中量子环效应对原初黑洞形成的影响,推导了生长模式的约束,以澄清一次环修正水平上是否排除了原初黑洞的形成。
2024-01-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Note on the Abundance of Primordial Black Holes: Use and Misuse of the Metric Curvature Perturbation
原始黑洞(PBH)的形成是一个罕见的事件,通过崩溃的大波动在早期宇宙。例如,这通过形成概率的非高斯尾部表现出来。为了计算这样的概率和PBH的丰度,经常采用曲率摄动。在本说明中,我们强调,它的使用不提供正确的PBH形成概率。通过一个路径积分的方法,我们表明,准确计算的PBH丰度需要的知识的曲率扰动或等价的,所有相应的连接的adjacator的多变量联合概率。
2022-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-gaussianities for primordial black hole formation
我们分析了在暴胀动力学中存在超慢相时的原始非高斯性,重点是与原始黑洞产生相关的场景。我们计算三点关联函数的共动曲率扰动发现,非高斯性是相当大的,并占主导地位的本地。在阈值统计的背景下,我们分析了它们对原始黑洞丰度的影响,以及它们与密度和曲率扰动之间的非线性关系所产生的非高斯性的相互作用。我们发现,非高斯性显着修改估计的原始黑洞丰度与高斯近似。然而,我们表明,这种效果可以通过一个小的变化,一个因素$2\div3$最多,原始的曲率扰动功率谱的振幅补偿。这是通过对暴胀模型的参数进行微调而获得的。
2021-07-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph