Quantum entanglement and non-Gaussianity in the primordial Universe
提出一种新方法研究宇宙学微扰原初状态的量子引力特征，构建超越类Born-Oppenheimer因式分解的微扰FLRW宇宙量子模型，发现宇宙波函数自发演化为纠缠态，且微扰呈现非高斯态。
2024-08-28 gr-qc
Analytical approximations for primordial power spectra in a spatially closed emergent universe
涌现宇宙方案是为了解决大爆炸奇点而提出的，它表明宇宙起源于爱因斯坦的静态，然后演变成随后的暴胀时代。因此，寻找爱因斯坦静态存在的遗迹成为一项至关重要的工作。本文导出了空间封闭的突现宇宙的原初功率谱的解析近似，并分析了宇宙微波背景TT谱。通过对突现宇宙的CMB TT谱的分析，我们发现在突现宇宙中，由Einstein静态和超低卷暴胀时期（方法I）以及由尺度因子的特殊演化$a=a_{0}+A e^{H_{0}t}$（方法II）产生的CMB TT谱都被抑制在$l<30$，并且它们的谱几乎相同.另外，通过比较涌现宇宙与超低速暴胀模型在封闭宇宙中的谱，我们发现涌现宇宙的CMB TT谱与特殊情况$η_t = η_{max}$的暴胀模型的CMB TT谱相似.
2022-10-30 gr-qc
Local temperature distribution in the vicinity of gravitationally bound objects in the expanding Universe
我们考虑一个集群的原始黑洞是脱钩的宇宙膨胀（哈勃流），这一地区被加热相比，周围的物质。该区域内部温度的升高可以用原始黑洞形成的几种机制来解释。研究了原始黑洞团加热区的温度动力学。
2022-02-27 gr-qc
Primordial power spectra for curved inflating universes
计算并绘制了最佳拟合普朗克2018弯曲宇宙参数的精确数值原始原始功率谱。结果发现，光谱具有通用的截止和振荡的可观察窗口内的曲率水平允许当前CMB测量，并提供了一个更好的适合当前的数据。推导弯曲宇宙的Mukhanov-Sasaki方程的介绍和分析，并讨论了弯曲制度内的量子和经典初始条件的通货膨胀的理论意义。
2019-12-14 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Black Holes in an Accelerating Universe
本文给出了在一个（n有效）宇宙学常数加速膨胀的宇宙中原初黑洞（PBH）产生的一般表达式。我们给出了表达式的幂律scalefree原始频谱和频谱不是这种类型。专门的情况下，一个纯粹的宇宙学常数$Λ$和假设平坦，我们表明，一个comological常数与$Ω_{Λ,0}=0.7$将减少质量方差在PBH形成时间约15%的临界密度宇宙相比。
2002-01-22 astro-ph gr-qc
Analytical primordial power spectra from a potential dominated pre-inflationary bounce in a closed universe
Zunyi Normal University（遵义师范大学）
利用相空间分析方法研究闭合宇宙早期演化，发现三种演化路径（KICI情景、反弹宇宙、涌现宇宙）均导致大尺度原初功率谱和CMB TT谱的抑制，且这些模型的CMB TT谱完全重叠，表明抑制和谱形状与具体暴胀前动力学无关。
2026-10-14 gr-qc
On primordial matter production induced by spatial curvature in the early universe
Bogolyubov Institute for Theoretical Physics（博戈柳博夫理论物理研究所）；National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院）
研究通过量子引力效应揭示早期宇宙中非零空间曲率产生原始物质，该物质具有刚性方程状态并比辐射衰减更快，修改了早期宇宙的膨胀历史。
2026-04-13 gr-qc quant-ph
Unrivaled Quantum Vacuum in the Primordial Universe
在暴胀前（后）的原始宇宙中，可能存在由冷气体重子、辐射和早期后暴胀宇宙学常数组成的早期宇宙相。我证明了在重子时代，量子真空是唯一的。利用经典时空中具有最大共形对称性的质量最小耦合标量场的标准量子化方案，证明了标量模具有有效质量$m_{eff}^2\approx 0$（或$m_{eff}^2\approx constant$）.当适形时间$η$与充盈结束时间$η=η_c$保持如此接近时，该论点有效。重子物质的能量密度在暴胀边界处发散，在未来晚期消失。此外，我还论证了在非常早期的加速阶段，当辐射在与早期宇宙学常数的激烈竞争中占主导地位时，标量场$m\propto \sqrtΛ$的精细调谐质量也提供了一个独特的量子真空。原因是有效质量最终会消失。一个值得注意的观察是，所有其他可能的真空态都被永恒地“压缩”了。
2020-11-08 gr-qc
Cosmological Predictions from the Primordial Universe: Non-Gaussianities
大尺度结构分布和宇宙微波背景温度起伏的非高斯统计可以用来约束暴胀模型。普朗克（Planck，2015）的宇宙微波背景数据能够提供控制给定暴胀模型中非高斯性程度的参数的最新界限，从而有利于或不利于某些模型。本文从随机场的统计学出发，从第一性原理出发，对非高斯性进行了评述，包括胡安·马尔达西纳对单场慢卷暴胀下非高斯性的开创性计算。在此之后，模型，其中的初始量子态的通货膨胀是所谓的非邦奇戴维斯被认为是。这些模型产生的非高斯特征被量化，控制非高斯程度的参数使用普朗克（2015）的数据进行约束。
2018-03-05 gr-qc
Primordial Black Holes: sirens of the early Universe
原始黑洞（PBH）通常是在早期宇宙中形成的轻黑洞。有许多形成机制，包括大密度扰动的坍缩、宇宙弦环和气泡碰撞。形成的PBH的数量受到其蒸发和透镜效应以及动力学效应的严格限制。因此，PBH是早期宇宙物理学的一个强有力的探测器，特别是暴胀模型。它们也是潜在的冷暗物质候选者。
2014-03-05 astro-ph.CO gr-qc
Probing the primordial universe with gravitational waves detectors
太初引力波（GW）的频谱，特别是它的倾斜度$n_T$，携带着有关太初宇宙的重要信息。结合最近的aLIGO和Planck 2015 + BK 14数据，我们发现电流极限是$n_T=0.016^{+0.614}_{-0.989}$在95% C. L。我们还估计了爱因斯坦望远镜和LISA对约束$n_T$的影响。此外，基于宇宙学扰动的有效场论，我们还尝试用相应的观测数据对产生蓝倾GWs谱（$n_T>0$）的一些早期宇宙模型进行了讨论。
2017-01-04 astro-ph.CO gr-qc
Primordial fluctuations from quantum gravity
我们研究宇宙原始量子引力相产生的空间区域之间的波动和相关性。我们这样做的数值计算的洛伦兹振幅在圈量子引力，在非半经典制度。我们发现，从宇宙的早期量子阶段出现的几何的量子态的期望值是一个均匀的空间，但波动非常大，相关性很强，虽然不是最大的。特别是，这表明早期的量子引力效应可能足以解决宇宙学视界问题。
2019-06-05 gr-qc
Primordial black holes in a dimensionally oxidizing Universe
在剧烈膨胀的宇宙中自发产生原始黑洞是一个研究得很好的现象。基于量子引力的论点，已经证实早期宇宙在松弛到当前的$(3 + 1)$维度状态之前可能经历了一个较低维度的阶段。在这篇文章中，我们结合上述现象：我们计算的黑洞在膨胀的宇宙核对创建率，通过假设一个维度的演变，我们称之为“氧化”，从$(1 + 1)$到$(2 + 1)$，最后到$(3 + 1)$维。我们的研究是基于无边界的建议，允许所需的引力瞬子的建设。一方面，如果非最小耦合到度规的介子的存在是黑洞存在于$(1 + 1)$相中所必需的，另一方面，它在$(2 + 1)$维中变得微不足道。然而，电子偶子可能在氧化过程中幸存下来，并被纳入$(3 + 1)$维的修正引力理论中：假设我们的宇宙在其当前状态下起源于低维氧化，人们可能会被引导去考虑Horndeski作用量的一个子类中的电子偶产生率。我们的研究结果表明，这种情况下，对于特定值的Galileon耦合的度量，率可以unsuppressed。这就意味着，利用自发产生的黑洞，有可能为非爱因斯坦引力理论提供令人信服的参数边界。
2020-08-30 gr-qc
Primordial inflation explains why the universe is accelerating today
我们提出了一个解释，目前的宇宙加速膨胀，不调用暗能量或重力的修改，并牢牢植根于暴胀宇宙学。
2005-03-14 astro-ph gr-qc hep-ph
Mini-review on the production of Primordial Black Holes from First-Order Phase Transitions in the Early Universe
Indian Institute of Science Education and Research Berhampur（印度科学教育与研究学院贝尔哈姆普尔分校）；Zewail City of Science and Technology（泽维尔科学与技术城）
本文综述了早期宇宙中一阶相变产生原初黑洞的机制，讨论了不同模型下的形成过程及与原初黑洞性质的关系。
2025-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial fluctuations of scale factor in closed Universe in Einstein$-$Cartan gravity
我们考虑一个均匀的和各向同性的宇宙，描述了作为一个广义坐标的比例因子的minisuperspace拉格朗日。我们证明了封闭宇宙的能量为零。我们将不确定原理应用于该拉格朗日量，并提出标度因子的量子不确定性导致物质密度的原始波动。我们在爱因斯坦的$-$-嘉当引力理论中使用了早期宇宙的动力学，该理论消除了大爆炸奇异性，并用非奇异反弹代替。高度弯曲时空中的量子粒子产生会产生有限周期的宇宙暴胀，这与普朗克卫星数据一致。从膨胀的原始涨落中，我们确定了宇宙微波背景中温度涨落的大小，它是基本粒子热自由度和粒子产生系数的函数，而粒子产生系数是唯一未知的参数。
2019-02-25 astro-ph.CO gr-qc
Probing the origin of our universe through primordial gravitational waves by Ali CMB project
这是《中国科学》物理、力学和天文邀请的一个研究亮点。
2016-05-10 astro-ph.CO astro-ph.IM 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
Signatures of Primordial Non-Gaussianity in the Large-Scale Structure of the Universe
我们讨论了宇宙学扰动中的原初（如暴胀）非高斯性如何在宇宙的大尺度结构中留下印记。我们的研究结果表明，在超哈勃尺度上的原始非高斯性信息流入后牛顿术语，在大尺度结构中留下了可观察的印记。未来对暗物质密度和特殊速度场的统计数据的高精度测量将允许确定原始非高斯性，从而代表对宇宙微波背景各向异性研究的补充工具。
2005-12-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial power spectra from an emergent universe: basic results and clarifications
涌现宇宙学模型，连同大爆炸和弹跳的场景，是早期宇宙的可能描述之一。这项工作的目的是澄清在这个特定的框架下的原始张量功率谱的一些一般特征。特别是，一些天真的信念得到纠正。使用一个玩具模型，我们调查所需的条件，以产生一个尺度不变的频谱，并显示在何种程度上该频谱可以表现出局部功能敏感的尺度因子演变的细节附近的过渡时间。
2018-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Direct Probe of the Evolutionary History of the Primordial Universe
从哈勃和拉迈特利用星系发现膨胀宇宙到最近利用标准烛光发现加速宇宙，直接测量宇宙尺度因子a（t）的演化在宇宙学标准模型的建立中起着核心作用。在这封信中，我们表明，这样的测量可以扩展到原始宇宙使用质量场作为标准时钟，为负责大爆炸的场景提供直接证据。这是对经典和量子原始标准钟概念的简短而非技术性的介绍。
2016-08-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Detectability of the primordial origin of the gravitational wave background in the Universe
在各种原始波动傅立叶功率谱中出现的峰值是暴胀情景的一般预测。我们调查是否未来的实验，特别是卫星实验普朗克，将能够检测到可能出现的这些峰值的B模式极化多极功率谱。这将为引力波的原始背景的存在提供决定性的证据。
2000-05-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial Gravitational Waves Spectrum in the Coupled-Scalar-Tachyon Bounce Universe
本文详细推导了耦合标量-超光速粒子反弹宇宙中原初度规微扰张量模的运动方程。我们求解了反弹前收缩期和反弹后膨胀期的引力波方程。为了与张量扰动的解相匹配，我们将反弹过程理想化，同时保留了反弹宇宙的基本物理性质。我们提出了两个匹配条件：一个是保证引力波函数的连续性，另一个是尊重反弹动力学的对称性。匹配条件连接了引力波解在反弹前后的两个独立模态。我们进一步分析了反弹宇宙中引力波谱的尺度依赖性和时间依赖性，并与单场暴胀情形下的原初谱进行了比较。我们讨论了早期宇宙物理学的影响，目前的模型独立的观测签名提取的反弹宇宙。
2019-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The influence of quarks and gluons jets coming from primordial black holes on the reionization of the Universe
原始黑洞的量子蒸发可能会对宇宙在小红移处的再电离产生相关影响（$z \leq 60$）：在本文中，我研究了黑洞生命最后阶段发射的光子引起再电离的可能性。我还考虑了夸克和胶子喷流的产生，这明显地改变了黑体霍金发射光谱。通过这种方式，人们获得了一个“迟来的和突然的”再电离过程，其特征在于等离子体温度的上升得到了很好的控制：等离子体加热不至于高到引起CBR谱的强烈畸变，这与最近FIRAS对康普顿化参数的上限一致。
1996-04-19 astro-ph gr-qc
Stochastic gravitational wave background from accreting primordial black hole binaries during early inspiral stage
本文研究了早期宇宙中原始黑洞双星在其早期螺旋阶段吸积周围高密度辐射时产生的随机引力波背景。我们首先证明了由于原始黑洞质量的快速增加，从原始黑洞双星产生的引力波振幅具有修正项。这些修正项是由于质量的一阶和二阶时间导数的非零以及它们对四极矩张量的整体二阶时间导数的贡献而产生的。我们发现，这些修正项中的一些项不仅与主项相比是重要的，而且在早期宇宙的某些时间范围内甚至占主导地位。这些修正项的意义不仅在于单个PBH双星产生的引力波振幅，而且还在于它们产生的整个随机引力波背景。我们表明，这种吸积的原始黑洞双星产生的谱密度位于一些目前和未来的引力波探测器的可探测范围内。
2019-11-18 astro-ph.CO gr-qc
Reionization of the Universe induced by Primordial Black Holes
在这篇论文中，我将讨论由于蒸发的原始黑洞（PBH）发射的光子而导致宇宙再电离的可能性;这个过程应该发生在PBH生命的最后阶段，当粒子发射非常强烈时。我将研究电离度x、等离子体温度$T_{e}$和光子数密度$n_γ$的时间演化，这些变量的耦合微分方程系统通过假设初始质量为$M\sim 10^{14}$ g的PBH作为光子源，以分析的方式求解。我得到的结果证明，这种再电离是可能的，能够将宇宙的电离度从x=0.002（重组后）增加到接近1的值（当黑洞蒸发结束时）。
1996-11-27 astro-ph gr-qc
Primordial Magnetic Fields from the Post-Inflationary Universe
我们探讨宇宙学的磁场发生在后暴胀宇宙，当暴胀子振荡周围的潜在的最小值和宇宙是有效地由冷物质占主导地位。在再加热之前的这个时期，宇宙学背景可以显著地产生大尺度的磁场。通过考虑暴胀期间和暴胀之后的磁生作用，我们证明了在Mpc尺度上可以产生强于10^{-15} G的磁场，而不需要理论上的强耦合，也不需要产生太大的电场来支配宇宙。
2014-05-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Impacts of Primordial Black Holes in the Early Universe
本研究以原初黑洞为宇宙学探针，探究其对早期宇宙物理的影响，分析超轻原初黑洞湮灭对轻子生成的抑制作用，首次在膨胀背景下研究热点演化并提出霍金辐射传播形式体系，发现热点可支持退耦后轻子生成并吸收暗物质。
2025-03-18 gr-qc hep-ph
Gravitational waves from a universe filled with primordial black holes
质量为$m_\mathrm{PBH}<10^9\mathrm{g}$的超轻原始黑洞在大爆炸核合成之前蒸发，因此不能直接受到约束。然而，它们可以如此丰富，以至于它们在短暂的时间内主导宇宙内容（在通过霍金蒸发重新加热宇宙之前）。如果发生这种情况，它们就会支持小尺度下的大宇宙学涨落，从而通过二阶效应诱发引力波的产生。与原始黑洞相反，这些引力波在蒸发后仍然存在，因此可以用来限制这种情况。在这项工作中，我们表明，诱导引力波不会导致一个反反应的问题，相对丰度的黑洞在形成，表示$ Ω_\mathrm{PBH,f} $，应该是这样的$ Ω_\mathrm{PBH,f} <10^{-4}(m_\mathrm{PBH}/10^9\mathrm{g})^{-1/4}$。特别是，原始黑洞在其形成时间上占主导地位的情况都被排除在外（假设膨胀的$m_\mathrm{PBH}>10\, \mathrm{g}$在$ρ^{1/4}<10^{16}\mathrm{GeV}$进行）。这为超轻的原始黑洞设置了第一个限制。
2021-03-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Holes in a Radiation-Dominated Universe
Bowdoin College（鲍登学院）；Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Kenyon College（肯扬学院）；Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
通过3+1广义相对论模拟，研究辐射主导时期超密区域直接坍缩形成原初黑洞的阈值，发现临界密度扰动在0.77到0.83之间。
2026-06-29 astro-ph.CO gr-qc
Time, space and matter in the primordial universe
时间、空间和物质是我们推理的范畴，它们的性质似乎是基本的。然而，这些需要仔细检查，因为在原始宇宙的极端状态下，这些存在量子特性。时间是量子的，这意味着什么？这对太空意味着什么？空间和时间是否正在消失，或者正在消失的只是我们用来理解它们的类别？像因果结构的叠加或空间的量子粒度这样的概念需要我们的关注，并且应该澄清以理解原始宇宙的物理学。这一点带来的新颖性也要求我们反思物质：物质如何在颗粒空间中被定义？量子引力是否在暗示我们去考虑新的物质类型？这些问题的答案触及物理学的基础和我们用来组织我们对现实的理解的概念，在旅程的最后，我们需要面对经验数据。为此，宇宙本身为我们提供了最好的实验室。
2022-07-27 gr-qc physics.hist-ph
Primordial Universe with radiation and Bose-Einstein condensate
在这项工作中，我们推导出一个方案，其中早期宇宙由{辐射流体}和玻色-爱因斯坦凝聚体。分析了引力自相互作用的可能性，这种引力自相互作用是由引力玻色-爱因斯坦凝聚体引起的。宇宙尺度因子的经典行为是由一个与玻色-爱因斯坦流体有关的参数决定的，该流体具有弹跳或大挤压解。之后我们继续计算Wheeler-DeWitt方程的有限范数波包解。应用量子力学的多世界解释研究了标度因子的行为。量子宇宙学模型不存在奇点。
2018-12-11 astro-ph.CO gr-qc
Reheating the Universe Once More: The Dissipation of Acoustic Waves as a Novel Probe of Primordial Inhomogeneities on Even Smaller Scales
我们提供了一个简单的，但强大的范围内的原始曲率扰动$10^4 {\rm Mpc}^{-1} < k < 10^5 {\rm Mpc}^{-1}$，这还没有受到限制，到目前为止，不像低波数模式。这些尺度上的微扰在原初核合成之后但在红移$z \sim 2 \times 10^6$之前通过Silk阻尼耗散了它们的声振荡能量，并重新加热了光子浴，而没有引起CMB扭曲。这种{ \it声学再加热}导致重子光子比的降低。通过结合独立的测量探测核合成时代和周围的重组时代，我们发现在上述波数范围内的曲率扰动的振幅的上限为${\cal P}_ζ< 0.06$。超大质量黑洞的影响也进行了讨论。
2014-08-08 astro-ph.CO gr-qc
Primordial gravitational waves : a probe of the early universe
我们讨论了引力波天文学作为早期宇宙探测器的潜在宇宙学作用。下一代探测器--目前正在生产中--也许能够观测到宇宙诞生后最早时刻剧烈过程产生的引力波的随机背景。探测器灵敏度范围内可行的理论方案包括强烈的一阶相变（可能在暴胀结束时）和宇宙弦网络。在这一阶段，其他原始的背景，从慢卷膨胀，全球拓扑缺陷和标准的电弱相变似乎超出了范围。任何可能的宇宙学来源的发现将对我们理解非常早期的宇宙和最高能量的基础物理学产生巨大的影响。
1996-04-11 astro-ph gr-qc hep-ph
Effects of a Geometrically Realized Early Dark Energy Era on the Spectrum of Primordial Gravitational Waves
在这项工作中，我们调查的几何产生的早期暗能量时代的原始引力波的能谱的影响。早期的暗能量时代，我们选择它有一个恒定的状态方程参数$w$，是协同产生的适当的$f(R)$重力的存在下的物质和辐射完美的流体。正如我们所证明的，预测信号的$f(R)$原始引力波的能谱放大，可以检测到，对于各种再加热温度，特别是对于大的再加热温度。信号幅度取决于早期暗能量时代的持续时间和状态参数的暗能量方程的值，后者对放大的影响更为关键。具体地，当状态方程参数接近de Sitter值$w=-1$时，发生放大。关于早期的暗能量时代的持续时间，我们发现，最大的放大发生在早期的暗能量时代开始在温度$T=0.85\,$ eV，直到$T=7.8\,$ eV。此外，我们研究了一个类似的情况下，发生放大，早期的暗能量时代开始在$T=0.29\,$电子伏特，并持续到温度增加$ΔT\sim 1.7\,$电子伏特。
2022-06-01 astro-ph.CO gr-qc
Primordial matter density contrast and the size of the very early universe in the Quantum Big Bang theory of the cosmological constant
我们在最近的量子大爆炸宇宙论[arXiv：0705.4549 [gr-qc]（2007）]中计算了原始物质密度对比的量和宇宙学常数的极早期宇宙的大小。我们得到$(δρ/ρ)_M = 1.75 \times 10^{-5}$，{ \it没有}的可调自由参数的引入。$|δ_k|^2 = Ak^n$中的$A = 64/9π^2 = 0.72$和$n = 1$的Harrison-Zel'dovich $k$依赖性是固有的。宇宙进入经典的弗里德曼-罗伯逊-沃克（FRW）阶段时的大小是0.2厘米。我们的结论是，宇宙演化早期的经典暴胀假说是{ \bf not}必要的。
2009-11-13 astro-ph gr-qc quant-ph
Primordial black hole evolution in two-fluid cosmology
早期宇宙中的几个过程可能导致不同质量的原始黑洞的形成。这些黑洞将通过吸积和发射过程与宇宙等离子体相互作用。这种相互作用可能影响了宇宙的动力学，并产生了相当大的熵。本文研究了原初黑洞的存在对早期宇宙演化的影响。我们采用一个具有辐射和原始黑洞气体的双流体宇宙模型。后者是仿照不同的初始质量函数，考虑到可用的约束条件的初始原始黑洞丰度。我们发现，某些人口与狭窄的初始质量函数是能够产生显着的变化的标度因子和熵。
2020-03-20 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Rotating Black Holes
原始黑洞形成于早期的后膨胀时期，在预热过程中物质占主导地位，利用已知的物理学结合关于量子引力作用的合理推测，为暗物质的来源提供了一条新的途径。这里考虑两种情况：普朗克尺度遗迹的幸存和形成小行星尺度质量的原始黑洞的早期宇宙吸积情景。
2020-03-26 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Black Holes as Dark Matter: The Power Spectrum and Evaporation of Early Structures
我们认为大质量的原始黑洞是暗物质的主要形式的可能性。黑洞的形成产生熵的波动，增加了泊松噪声的物质功率谱。我们利用莱曼α森林观测值来约束物质功率谱中的泊松项，然后我们将黑洞的质量约束为小于10^4太阳质量的几倍。我们还发现，到现在为止，原始黑洞数量少于10^3个的结构已经蒸发了。
2003-02-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Evolution of Primordial Black Holes in Loop Quantum Gravity
本文在圈量子引力的背景下研究了原初黑洞的演化。首先计算了不同宇宙时代宇宙的尺度因子和能量密度，然后以此为输入研究了原始黑洞的演化。我们的估计表明，在圈量子引力中，辐射吸积并不影响原初黑洞的演化，尽管与爱因斯坦理论或标量张量理论相比，在早期宇宙中可能形成更多的原初黑洞。
2011-11-24 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Magnetic Fields in the Post-recombination Era and Early Reionization
我们探讨了原始磁场如何影响复合后宇宙的热历史和电离历史。在复合之后，宇宙变得大部分是中性的，这也导致了辐射粘性的急剧下降。原始磁场然后可以通过双极扩散和足够小的尺度，通过产生衰减的MHD湍流将其能量耗散到星系际介质（IGM）中。这些过程可以显著地改变后复合宇宙的热历史和电离历史。我们表明，红移至磁吉恩尺度及以下高斯平滑的当前值$B_{0}=3\times 10^{-9}$的磁场的耗散效应可能会引起汤姆森散射光学深度$τ\ga 0.1$，尽管不在解释最近WMAP偏振观测所需的红移范围内。我们还研究了原初场诱导$z \ga 15$形成亚星系结构的可能性。我们表明，早期结构形成诱导的纳米高斯磁场是潜在的能够产生早期再电离的WMAP数据暗示。未来的宇宙微波背景观测将对探测原始磁场演化产生的修正电离历史和约束其强度非常有用。
2004-10-20 astro-ph gr-qc
Growth of primordial black holes in a universe containing a massless scalar field
在完全广义相对论数值相对论下，研究了无质量标量场的平坦Friedmann宇宙中原初黑洞的演化。一个原始的黑洞预计将形成一个规模相当于宇宙学的表观视界，在这种情况下，它可能会经历一个初始阶段与显着的吸积。然而，如果它非常接近宇宙学的视视界尺寸，则由于广义相对论效应，吸积被抑制。在任何情况下，它很快就会变得小于宇宙学视界，此后它可以近似为一个孤立的真空解与衰减的质量吸积。在这种情况下，动态和非均匀的标量场通常等价于具有刚性状态方程$p=ρ$的理想流体。尽管最近有人声称原始黑洞可能会通过吸积精华而大幅增长，但黑洞质量的增加从未超过两倍。我们发现Brans-Dicke和标量-张量引力理论中提出的原初黑洞的引力记忆是高度非物理的。
2005-05-11 astro-ph gr-qc hep-th
Gravitino production by primordial black hole evaporation and constraints on the inhomogeneity of the early Universe
在超引力模型中，原始黑洞（PBH）的蒸发应该是引力子的一个来源。通过考虑这一过程，导出了初始质量小于10^9 g的小黑洞丰度的新的严格极限。在最小超引力中，蒸发的引力子随后衰变为级联的非平衡粒子，导致形成元素，其丰度受到观测的限制。在规范介导的超对称性破缺模型中，它们的密度要求不过于接近宇宙。因此，在小尺度上具有显著不均匀性的宇宙学模型被排除在外。
2006-02-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial black hole formation from cosmological fluctuations
该研究围绕原初宇宙学涨落的原初黑洞形成阈值展开，回顾相关解析与数值结果，为通过原初黑洞丰度观测约束早期宇宙提供支撑。
2024-12-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Thermodynamics of the Primordial Universe
本文综述原初宇宙热力学，结合引力、粒子物理与热力学，基于标准宇宙学模型和粒子物理标准模型，分析平衡与非平衡过程，揭示热历史对宇宙演化的关键作用。
2024-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Separate Universes Do Not Constrain Primordial Black Hole Formation
卡尔和霍金证明了被平坦的FRW宇宙包围的球形过密区域的适当大小不可能是任意大的，否则该区域会自我封闭并成为一个独立的宇宙。从这个结果中，他们得出了一个连接过密区域的大小和密度的条件，确保它是我们宇宙的一部分。卡尔利用这个条件得到了密度波动幅度的上限，并得出了这样的结论：对于较小的幅度，原始黑洞的形成是可能的，而较大的幅度则表明存在一个独立的宇宙。相比之下，我们发现，最大值的出现并不是避免分离宇宙的结果，而是自然产生于所选切片的几何形状。用一个体积涨落变量代替密度揭示了涨落是一个独立的宇宙当且仅当这个变量在超视界尺度上发散。因此，卡尔和霍金的条件并没有对密度涨落造成物理约束。原始黑洞形成的初始曲率波动幅度大于对应的最大密度波动幅度的动力学以前没有被详细考虑，所以我们比较它的振幅较小的著名的情况下，通过提出嵌入和共形图的两种类型的尘埃时空。
2011-06-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black hole formation in the matter-dominated phase of the Universe
我们研究了宇宙中物质主导阶段的原始黑洞形成，其中引力坍缩中的非球形效应起着至关重要的作用。这与辐射主导时代的黑洞形成鲜明对比。应用Zel'dovich近似、Thorne箍猜想和Doroshkevich概率分布，导出了原始黑洞的产生概率$β_{0}$.即使视界入口处的密度涨落$σ$为1阶，所得的数值结果也是适用的。对于$σ\ll 1$，我们找到了一个半解析公式$β_{0}\simeq 0.05556 σ^{5}$，它与Khlopov-Polnarev公式相当.我们发现，对于$σ\lesssim 0.05$，物质主导时代的产生概率远大于辐射主导时代的产生概率，而对于$σ\gtrsim 0.05$，两者具有可比性。我们还讨论了如何$σ$可以写在原始曲率扰动。
2016-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Holes Formed during Magneto-Hydrodynamic Turbulence in The Early Universe as Dominant Part of Dark Matter
该研究提出电弱相变诱发的磁流体动力学湍流可在极早期宇宙中原初黑洞，其质量处于小行星窗口且丰度足够大，可能构成暗物质的主要部分。
2025-09-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Primordial density fluctuations generated by wormholes
研究了膨胀宇宙中存在的穿过视界体积的虫洞对宇宙能量密度的影响。发现了模拟暴胀子的自由无质量标量场的两点关联函数，揭示了在这个过程中平移不变性的破坏可能在宇宙微波背景辐射图的各向异性中得到潜在的体现.
2019-06-07 gr-qc hep-th
Entanglement time in the primordial universe
我们研究了在宇宙暴胀开始之前的宇宙原始阶段中空间的纠缠熵的行为。我们认为，在这一阶段的纠缠熵的空间区域增长从零律的面积律。这种行为提供了经典BKL猜想的量子版本，即空间分离的点在接近宇宙奇点时解耦。我们表明，纠缠熵与标度因子的关系增长提供了量子引力中时间箭头的新统计概念。在暴胀前阶段，纠缠的增长为暴胀开始时出现的量子关联的产生提供了一种机制，并印在CMB的天空中。
2015-12-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Polytropic equation of state and primordial quantum fluctuations
我们在一个宇宙学模型中研究了原始宇宙，其中暴胀是由具有多方状态方程$p = αρ+ kρ^{1 + 1/n}$的流体驱动的。我们计算标量因子的动力学，并建立一个在原点具有恒定密度的宇宙。我们还找到了产生这种状态方程的等效标量场，并计算了相应的慢滚参数。我们计算了标量扰动、标量功率谱和谱指数。
2014-11-13 astro-ph.CO gr-qc
Generation of primordial cosmological density inhomogeneities with scale invariant power spectrum during the standard radiation dominated expansion of the universe
宇宙等离子体中存在的原始密度不均匀性在退耦瞬间的最显著特征是它们在宇宙学上大的同动波长的模范围$k \ll H_{eq}$上的标度不变功率谱${\cal P}(k) \sim k$。我们在实空间中，在他们的关联函数在两个点的特点。我们发现，在宇宙学上大的共同运动距离$r \gg H^{-1}_{eq}$的原始不均匀性（反）相关的$f(r) \sim - r^{-4}$。根据这一观察，我们重新审视了标准宇宙学中所谓的{ \it结构起源问题}。我们的结论与目前对这一问题的看法相矛盾。
2008-10-23 astro-ph gr-qc hep-th
Random-walk baryogenesis via primordial black holes
引力违反了重子数$B$：恒星有大量的重子，而由恒星形成的黑洞却没有。考虑早期宇宙强子湮没之前的原始黑洞，遇到并吸收重子和反重子：每次这样的吸收都会使宇宙的$B$改变一个单位，向上或向下。但是吸收事件是$uncorrelated$ $and$ $random$，因此它们相当于$B$ -空间中的随机游走，导致最终期望净$|B|$。虽然这种影响的规模非常不确定，但它肯定存在。我们探讨了一些后果，包括网络$|B|$与膨胀的变化，与宇宙拓扑结构的连接，以及可能的观测签名。
2016-04-02 gr-qc hep-ph
Searching for Standard Clocks in the Primordial Universe
经典振荡的大质量场可以被用作原始宇宙中的“标准钟”。它们在原始密度扰动中产生直接记录标度因子演化a（t）的特征。探测和测量这些“指纹”信号具有挑战性，但将为特定的原始宇宙范式提供直接证据。在本文中，这样的搜索进行的宇宙微波背景（CMB）各向异性的功率谱使用WMAP 7数据。尽管与数据的良好拟合使得k=0.01 Mpc^（-1）左右的尺度具有优势，但我们没有发现任何特征的存在具有统计学意义。然后，我们预测了预期的约束普朗克样CMB实验可以施加的指纹参数，通过使用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法对模拟数据。我们展示了一个高灵敏度区域，波数范围从0.01 Mpc^（-1）到0.1 Mpc^（-1），其中指纹首先出现在它们出现的波数的后验概率分布上，然后出现在调制频率上。在敏感区，我们表明，通货膨胀的范例可以推断出一个单一的功能产生至少20%的调制的原始功率谱。该最小值敏感地取决于调制频率。
2012-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
