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
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
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
Dilution of baryon asymmetry in the early universe due to primordial blackhole decay
宇宙形成初期的原初黑洞在物质主导时代衰变产生光子,从而导致重子不对称性的稀释和宇宙标度因子的演化。在考虑瞬时衰变近似、宇宙膨胀的现实模型和原始黑洞的对数正态谱的情况下,对这一过程进行了检验和计算。
2019-01-21 astro-ph.CO
Probing the primordial Universe with 21-cm line from cosmic dawn/epoch of reionization
在宇宙最遥远的地方,中性氢的21厘米超精细跃迁是唯一可以用来示踪大尺度结构的物质。许多仪器已经工作并计划测量21厘米线信号,特别是,探测全球EoR信号的实验(EDGES)最近报告了第一次探测到吸收信号,这对应于再电离(EoR)时期的21厘米线全球信号。未来的大型射电望远镜,平方公里阵列(SKA)将能够提供21厘米线发射/吸收信号的高精度测量。本文综述了从EoR到暗时代的21 cm线全球信号和涨落信号的研究现状,总结了由最近的EDGES结果和SKA未来的观测所激发的我们如何探测原始宇宙的最新研究。我们重点讨论了两个应用的约束宇宙学的EDGES结果:对原始磁场和原始功率谱的约束。我们还讨论了潜在的未来SKA探测的暴胀宇宙,通过讨论预期的约束的原始功率谱,其绝热性,和原始的非高斯性从未来的观测21厘米波动。
2023-03-14 astro-ph.CO hep-th
Solar Mass Primordial Black Holes in Moduli Dominated Universe
我们探讨了在早期物质支配时期,太阳质量区域周围产生原始黑洞的前景。在大爆炸核合成之前,当一个模场开始支配宇宙的能量密度时,早期的物质主导时代就出现了。在物质主导的时期,辐射压力的缺乏增强了原初密度波动的引力坍缩导致的原初黑洞的形成。特别是,我们发现,原始黑洞产生的$0.1-10~M_{\odot}$质量范围内的一个有利的选择参数的理论。然而,它们无法解释LIGO/Virgo引力波搜索探测到的所有合并事件。在这种情况下,原始黑洞形成的总暗物质丰度约为$4\%$,其中$95\%$属于LIGO/Virgo一致的质量范围。其余的暗物质可能以粒子的形式存在,这些粒子是在再加热过程中模量场衰变产生的。
2021-12-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
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}$进行)。这为超轻的原始黑洞设置了第一个限制。
2021-03-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial power spectra for curved inflating universes
计算并绘制了最佳拟合普朗克2018弯曲宇宙参数的精确数值原始原始功率谱。结果发现,光谱具有通用的截止和振荡的可观察窗口内的曲率水平允许当前CMB测量,并提供了一个更好的适合当前的数据。推导弯曲宇宙的Mukhanov-Sasaki方程的介绍和分析,并讨论了弯曲制度内的量子和经典初始条件的通货膨胀的理论意义。
2019-12-14 astro-ph.CO gr-qc
Mini-review on the production of Primordial Black Holes from First-Order Phase Transitions in the Early Universe
Indian Institute of Science Education and Research Berhampur(印度科学教育与研究学院贝尔哈姆普尔分校);Zewail City of Science and Technology(泽维尔科学与技术城)
本文综述了早期宇宙中一阶相变产生原初黑洞的机制,讨论了不同模型下的形成过程及与原初黑洞性质的关系。
2025-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes: sirens of the early Universe
原始黑洞(PBH)通常是在早期宇宙中形成的轻黑洞。有许多形成机制,包括大密度扰动的坍缩、宇宙弦环和气泡碰撞。形成的PBH的数量受到其蒸发和透镜效应以及动力学效应的严格限制。因此,PBH是早期宇宙物理学的一个强有力的探测器,特别是暴胀模型。它们也是潜在的冷暗物质候选者。
2014-03-05 astro-ph.CO gr-qc
Probing the primordial universe with gravitational waves detectors
太初引力波(GW)的频谱,特别是它的倾斜度$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$)的一些早期宇宙模型进行了讨论。
2017-01-04 astro-ph.CO gr-qc
Primordial non-Gaussianity in the large scale structure of the Universe
原始非高斯性是一个潜在的强大的判别的物理机制,产生了宇宙学波动今天观察到的。因此,任何重要的非高斯性的发现都将对我们理解宇宙结构的形成产生深远的影响。宇宙中的大尺度质量分布是对初始条件性质的敏感探测。最近的理论进展加上观测技术的迅速发展,将使我们能够批判性地面对暴胀情景的预测,并设置与宇宙微波背景一样具有竞争力的约束。在本文中,我们回顾了过去和当前在宇宙大尺度结构中寻找原始非高斯性的努力。
2010-06-24 astro-ph.CO
Primordial black hole formation from cosmological fluctuations
该研究围绕原初宇宙学涨落的原初黑洞形成阈值展开,回顾相关解析与数值结果,为通过原初黑洞丰度观测约束早期宇宙提供支撑。
2024-12-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Thermodynamics of the Primordial Universe
本文综述原初宇宙热力学,结合引力、粒子物理与热力学,基于标准宇宙学模型和粒子物理标准模型,分析平衡与非平衡过程,揭示热历史对宇宙演化的关键作用。
2024-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Separate Universes Do Not Constrain Primordial Black Hole Formation
卡尔和霍金证明了被平坦的FRW宇宙包围的球形过密区域的适当大小不可能是任意大的,否则该区域会自我封闭并成为一个独立的宇宙。从这个结果中,他们得出了一个连接过密区域的大小和密度的条件,确保它是我们宇宙的一部分。卡尔利用这个条件得到了密度波动幅度的上限,并得出了这样的结论:对于较小的幅度,原始黑洞的形成是可能的,而较大的幅度则表明存在一个独立的宇宙。相比之下,我们发现,最大值的出现并不是避免分离宇宙的结果,而是自然产生于所选切片的几何形状。用一个体积涨落变量代替密度揭示了涨落是一个独立的宇宙当且仅当这个变量在超视界尺度上发散。因此,卡尔和霍金的条件并没有对密度涨落造成物理约束。原始黑洞形成的初始曲率波动幅度大于对应的最大密度波动幅度的动力学以前没有被详细考虑,所以我们比较它的振幅较小的著名的情况下,通过提出嵌入和共形图的两种类型的尘埃时空。
2011-06-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black hole formation in the matter-dominated phase of the Universe
我们研究了宇宙中物质主导阶段的原始黑洞形成,其中引力坍缩中的非球形效应起着至关重要的作用。这与辐射主导时代的黑洞形成鲜明对比。应用Zel'dovich近似、Thorne箍猜想和Doroshkevich概率分布,导出了原始黑洞的产生概率$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
Signatures of Primordial Gravitational Waves on the Large-Scale Structure of the Universe
我们研究了原初引力波引起的二阶能量密度扰动的产生和演化。这种“张量诱导的标量模式”近似演化为标准的线性物质扰动,并可能在宇宙的大尺度结构中留下可观测的特征。我们研究了一些原始模型的物质功率谱上的印记,这些模型预测了高频的大引力波信号。这种新的机制原则上允许我们通过观察物质或星系功率谱中的特定特征来约束或检测原始引力波,从而允许在迄今为止尚未探索的尺度范围内探测它们。
2022-08-29 astro-ph.CO
The Hunt for Primordial Interactions in the Large Scale Structures of the Universe
理解我们今天在天空中观察到的宇宙结构的原始机制是宇宙学的主要目标之一。这种机制的主要范例是由暴胀情景提供的,暴胀是宇宙演化的早期阶段的一段剧烈加速膨胀时期。虽然我们目前对暴胀物理学的了解仅限于符合观测的唯象模型,但对暴胀过程中发生的粒子内容和相互作用的精确理解将为我们对高能基础物理学的理解提供突破。本文综述了宇宙大尺度结构中原初相互作用印记模型的理论研究进展。我们特别关注这种相互作用对暗物质晕的统计分布的影响,提供了一个一致的治疗所需的步骤,以连接在膨胀过程中产生的场之间的相关性,所有的方式晚时间的相关性晕。
2021-06-11 astro-ph.CO hep-ph 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
Massive Primordial Black Holes in Contemporary and Young Universe (old predictions and new data)
简要回顾了最近的天文数据,表明宇宙中存在大量的重黑洞(BH)。传统的天体物理学和宇宙学无法解释如此多的黑洞。1963年的论文的机制进行了描述,至少定性地解释了观测数据。特别是,预测大规模的原始黑洞可以是宇宙学的暗物质“粒子”进行了讨论。
2018-08-29 astro-ph.CO hep-ph
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
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
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
Primordial Magnetogenesis in a Bouncing Universe
我们调查原始的磁场和通过量子反弹的电磁场的演化,在一个模型中,在遥远的过去开始从一个收缩阶段,只有灰尘是本和电磁场是在绝热量子真空状态。通过包括曲率和电磁之间的耦合的形式$RF_{μν}F^{μν}$,我们发现可接受的磁场种子在1兆秒差距(Mpc)的当前观测约束,和磁功率谱演变为幂律与频谱指数$n_B=6$。它还表明,电磁反作用是不是一个问题,在仔细审查的模型。
2020-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unique Fingerprints of Alternatives to Inflation in the Primordial Power Spectrum
原始宇宙中的大质量场起到标准时钟的作用,并在密度扰动中留下时钟信号,直接记录原始宇宙作为时间函数的比例因子a(t)。对这些信号的测量将以一种独立于模型的方式确定原始宇宙的具体情况。在这封信中,我们介绍了一种新的机制,通过这种机制,大质量场的量子涨落起到了标准钟的作用。时钟信号在暴胀的替代方案的功率谱中表现为尺度依赖的振荡信号。
2019-02-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter from Evaporating Primordial Black Holes in the Early Universe
本文研究早期宇宙中占主导的原初黑洞在核合成前蒸发产生暗物质的冻结机制,考虑两种形成机制下的连续质量谱,并给出该场景解释极早期暗物质产生的条件。
2024-06-10 astro-ph.CO hep-ph
Massive and supermassive black holes in the contemporary and early universe and the new problems of cosmology and astrophysics
这是一篇关于大质量原始黑洞的综述的引言、结论和参考文献列表的英文译文,该综述以俄语提交给Uspekhi Fizicheskikh Nauk(物理学-Uspekhi)。如果接受,这篇评论将由《日刊》翻译成英文,并以俄文和稍后的英文发表。本文综述了近年来的天文学资料,这些资料表明大质量原始黑洞在宇宙中所起的作用比人们以前所认为的要重要得多。这对于当代和早期宇宙在红移约为10的情况下都是正确的。本文讨论了1993年提出的在极早期宇宙中产生重和超重黑洞的机制。这种机制预测了原始黑洞的对数正态质量谱,这在过去几年中变得非常流行。提出的机制提出了一个自然的解释,大量的最近的观测数据,这不符合标准的宇宙学和天体物理学。
2017-05-19 astro-ph.CO hep-th
Primordial Nucleosynthesis in the Rh = ct cosmology: Pouring cold water on the Simmering Universe
原始核合成被正确地誉为标准宇宙学模型的伟大成就之一。在这里,我们考虑在最近提出的Rh = ct宇宙,宇宙学,要求线性演化的标度因子的元素的初始锻造。与标准宇宙学相比,这样的宇宙冷却非常缓慢,在核合成过程中大大消耗了可用的中子;这对由此产生的原始元素丰度具有重要意义,预测了极少量的氦,这与观测结果严重不符。在这样一个“沸腾的宇宙”中,氦的产生可以通过提高重子与光子的比率来增强,尽管需要超过一个数量级的增加才能使氦的质量分数与观测结果一致。然而,在这种情况下,长时间的核合成导致较轻的元素被有效地烹饪成较重的元素,影响了所有元素的丰度,因此,除了氢和氦,宇宙中几乎没有轻元素。如果没有在早期宇宙中加入大量的新物理,很难理解Rh = ct宇宙如何被认为是一个可行的宇宙学模型。
2016-04-25 astro-ph.CO
Primordial Perturbation of Dark Matter as a Novel Probe of Very Early Universe
暗物质(DM)是唯一可能的候选者,将远离大爆炸核合成(BBN)之前的热平衡,根据目前的DM搜索。在这项工作中,我们报告了一个通用的方案,原始扰动的暗物质(PPDM)可以有效地产生和编码的原始信息的非常早期的宇宙再加热时代。给出了PPDM整个演化过程的解析解。首次得到了原初引力波(PGW)对再加热过程的新的强约束。结果表明,PGW与原始曲率扰动(PCP)的比值不仅与慢滚谱指数有关,而且强烈地依赖于再加热时暴胀子的衰变过程。对于非常一般的再加热过程,我们的结果提供了一个自然的解释,在目前的观测PGW的缺乏。
2017-11-01 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Universe Inside the Black Hole and Inflation
我们推测早期宇宙是在一个原始的黑洞里。黑洞内部是dS背景,两个时空在黑洞的事件视界表面分离。我们认为,这幅图提供了一个自然实现的暴胀,而不调用暴胀子场。霍金辐射导致的黑洞蒸发提供了一种终止暴胀的自然机制,因此再加热和热大爆炸宇宙学从黑洞蒸发到相对论粒子开始。黑洞边界的量子引力涨落产生了近似标度不变的标量和张量扰动,其张量与标量的功率谱之比为$10^{-3}$量级。随着黑洞的蒸发,事件视界的半径逐渐缩小,膨胀过程中的哈勃膨胀率逐渐增大,量子霍金辐射为宇宙学中零能条件的破坏提供了一种新的机制。
2016-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The muon abundance in the primordial Universe
μ子丰度是理解有关原始宇宙性质的几个基本问题所必需的。在本文中,我们评估的生产和衰变率的μ子在宇宙等离子体作为温度的函数。这使我们能够确定μ子丰度何时消失。当宇宙冷却到$kT_\mathrm{disappear}\approx 4.135$ MeV以下时,μ子的衰变率将超过产生率,μ子将准瞬间从宇宙中消失。有趣的是,我们发现在$T_\mathrm{disappear}$的μ子数几乎等于重子丰度。
2021-03-25 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Universe's Primordial Quantum Memories
我们提供了一个非常一般的论点,表明宇宙必须保持其量子记忆的时代比$60$ e折叠之前结束的通货膨胀。问题是,增强记忆存储容量的通用系统表现出记忆负担的现象。由于其普遍性,这种效应必须适用于德西特,因为后者由于其吉布斯-霍金熵而具有最大的记忆存储容量。德西特记忆中编码的原始信息模式最初消耗的能量很少。然而,由于吉本斯-霍金蒸发,图案的记忆负担随着时间的推移而增加,并且越来越多地对蒸发过程产生反作用。在有限的时间之后,记忆负担变得无法忍受,德西特量子断裂。如果暴胀在它的量子破裂时间之前不久就结束了,那么原始记忆模式的印记就可以被观察到。这为宇宙的开端提供了一个质的新型窗口,一种宇宙量子头发。
2018-12-20 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 primordial Universe from the low-multipole CMB data
由于大角度尺度下宇宙微波背景(CMB)的温度起伏探测了光子退耦时超视界尺度的长度尺度,因而对微物理过程不敏感,因此低多极CMB数据被认为是对原始宇宙物理的一个很好的探测。在这封信中,我们将仅使用低多极CMB数据来约束具有张量扰动的基本$Λ$ CDM模型中的宇宙学参数,包括宇宙河外偏振背景成像(B2),Planck在2013年发布的(P13)和威尔金森微波各向异性探测器9年数据(W9)。我们发现,红色倾斜的功率谱的遗迹引力波是兼容的数据,但蓝色倾斜的功率谱的标量扰动的大尺度上是首选在$2σ$的置信水平。
2014-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial SdS universe from a 5D vacuum: scalar field fluctuations on Schwarzschild and Hubble horizons
本文研究了在有效的四维Schwarzschild-de Sitter(SdS)度规下早期暴胀宇宙中暴胀子场的标量场涨落。我们得到了一个重要的结果:零级涨落谱在Schwarzschild尺度上与标量场质量$M$无关,而在宇宙学尺度上则与质量有关.然而,在一阶展开中,谱依赖于暴胀子质量,并且振幅与黑洞(BH)质量$m$成线性关系。
2010-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes Place the Universe in Stasis
University of Arizona(亚利桑那大学);University of Maryland(马里兰大学);Durham University(杜伦大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);University of California, Irvine(加州大学尔湾分校);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);Lafayette College(拉斐特学院)
本文研究原始黑洞蒸发如何使宇宙进入物质与辐射丰度恒定的停滞期,并探讨其对暴胀、引力波、重子生成及暗物质等的影响。
2025-10-10 astro-ph.CO
The statistics of primordial black holes in a radiation dominated Universe -- recent and new results
本文回顾了辐射主导宇宙中原初黑洞的非线性统计,发现质量谱遵循由自相似坍缩临界指数确定的幂律,并指出Press-Schechter近似等方法会导致丰度与质量谱的错误结论。
2023-09-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Thermal History of the Early Universe and Primordial Gravitational Waves from Induced Scalar Perturbations
在宇宙学扰动理论的二阶条件下,研究了标量微扰对张量扰动的影响引起的原初引力波。我们利用标准模型自由度随早期宇宙温度的演化计算了诱导引力波背景。结果表明,标准模型自由度对诱导引力谱的影响与一阶张量扰动产生的引力谱不同。这种现象是由于标量微扰作为张量扰动的来源而引起的,并且在夸克胶子解除禁闭和电弱跃迁附近是有效的。当考虑小尺度下标量谱指数大于1或非高斯曲率功率谱时,这种效应可以被引力波观测站观测到。
2019-10-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Whispers from the Early Universe: The Ringdown of Primordial Black Holes
本文研究原初黑洞铃振及双黑洞并合产生的随机引力波背景,指出未来 PTA 与下一代地面干涉仪可在多波段探测 PBH 暗物质。
2025-07-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black holes from scalar field evolution in the early universe
具有大期望值的标量凝聚可以在早期宇宙中形成,例如,在超对称理论中。凝聚体在衰变之前可以分裂成Q球。如果Q球在一段时间内占据能量密度的主导地位,那么它们的数量密度的统计波动可能导致原始黑洞(PBH)的形成。在超对称性的情况下,质量范围由上面的$10^{23}$ g限制。对于一般的带电标量场,这种强大的机制可以在更广泛的质量范围内产生黑洞,包括质量为1-100太阳质量的黑洞,这与LIGO观测引力波有关。拓扑缺陷可以以类似的方式导致PBH的形成。
2017-06-27 astro-ph.CO
Primordial neutron star; a new candidate of dark matter
Z-玻色子交换作用在左手中微子和中子之间产生吸引力。Ginzburg-Landau平均场计算和Bogoliubov变换表明,这种吸引力导致中微子-中子对凝聚和超流性。当超流形成的结果应用于早期宇宙时,视界尺度对凝聚可能成为暗能量的一个组成部分。热宇宙介质中的其他费米子的进一步吸积,产生了由处于β平衡的质子、中子、电子和中微子组成的原始中子星的种子。原始中子星可能提供了一种机制,如果适当选择一小部分宇宙热粒子凝聚成中微子-中子超流体和原始中子星,而不使宇宙过于接近,那么原始中子星可能提供了部分或全部宇宙中的暗物质。通过测量原始中子星形成时的中微子爆发和实验室原子实验中超流遗迹中微子的探测,可以从原理上验证这一设想。
2022-09-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Probing the primordial Universe with MeerKAT and DES
人们通常认为,我们需要等到下一代的调查,如欧几里得,LSST和SKA,以改善目前最好的约束原始非高斯普朗克实验。我们表明,两个当代的调查,与SKA前体MeerKAT和暗能量调查(DES),可以结合使用多示踪剂技术,以提供一个准确的测量$f_{\rm NL}$,是三倍优于普朗克。
2016-12-09 astro-ph.CO
A short survey of matter-antimatter evolution in the primordial universe
本文综述了原始宇宙中物质-反物质演化,基于Λ-CDM模型和已知重子不对称性,重点讨论了QGP、中微子自由流、μ子消失、电子-正电子磁性及BBN等关键时期,并展望了相关方法在磁星和GRB研究中的应用。
2023-06-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial Features as Evidence for Inflation
在原始宇宙中,质量远大于事件视界质量尺度的场(如暴胀中的哈勃参数)无处不在,并且可以不时地被激发并围绕其最小值快速振荡。这些激发能诱导出特定的密度扰动模式,记录了原始宇宙尺度因子的时间依赖性,从而为暴胀范式或其替代范式提供了直接证据。这种效应通常在理论和数据分析中被平均,但可以用于针对具有高多极的密度扰动的实验。
2011-06-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial black holes from supersymmetry in the early universe
标准模型的超对称扩展一般预测,在早期宇宙中,标量凝聚体可以形成,并在衰变之前分裂成Q球。如果Q球在一段时间内占据能量密度的主导地位,那么它们数量密度的相对较大的波动可能导致原始黑洞(PBH)的形成。其他与超对称无关的标量场也可以扮演类似的角色。对于一般的带电标量场,这种强大的机制可以在观测约束允许的整个质量范围内产生黑洞,其丰度足以解释某些参数范围内的所有暗物质。在超对称性的情况下,质量范围由上面的$10^{23}$ g限制。我们还评论的作用,拓扑缺陷可以发挥PBH形成以类似的方式。
2017-07-21 astro-ph.CO
Dominance of gauge artifact in the consistency relation for the primordial bispectrum
传统的宇宙学扰动理论是在假定宇宙的整个空间区域是无限大的前提下进行的。然而,在实际观测中并非如此,因为宇宙的可观测部分是有限的。为了对可观测的涨落给出理论预言,规范不变的可观测量应该由我们的有限体积的局域可观测宇宙中的信息组成。从这个角度出发,我们重新考察了单场模型中的原初非高斯性,重点研究了压缩极限下的双谱。传统的预测指出,在这个极限的双谱是有关的功率谱通过所谓的一致性关系。然而,事实证明,如果我们采用一个真正的规范不变变量,这是自然组成的纯粹的信息,在我们的本地宇宙,双谱的领先项在压缩极限预测的一致性关系消失。
2011-05-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-thermal photons and direct photodissociation of H2, HD and HeH+ in the chemistry of the primordial Universe
在许多天体物理环境中,除了热源和恒星源之外,来自原子和分子内部阶梯之间的辐射跃迁的非热光子是一个重要的光子源。在目前的工作中的反应速率的计算,直接光解的一些分子在早期宇宙化学的相关,特别是,计算包括非热光子来自原始氢和氦原子的重组的情况下的H2,HD和HeH+。新的影响的分数丰度的化学物种的调查和HeH+的热光子的光解速率的拟合。
2017-06-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
CMB Spectral Distortions: A Multimessenger Probe of the Primordial Universe
本文回顾CMB谱畸变研究的关键科学目标,提出结合下一代实验与引力波、21厘米宇宙学等互补探针,可实现对奇异物理场景的模型区分,为原初宇宙研究提供新的多信使探测路径。
2024-06-18 astro-ph.CO hep-ph
Limits on Semiclassical Fluctuations in the Primordial Universe
我们将限制半经典波动,可能存在于原始扰动谱。如果暴胀前的某些特征在膨胀中幸存下来,或者可以由任何终止暴胀的机制产生,这些特征就会出现。我们研究了两种可能的模型,这样的剩余波动,这两个都打破了大尺度上的CMB的各向同性。我们首先考虑一个原始微扰傅立叶模的半经典涨落。我们分析的第二种情况是空间某处的半经典高斯凸点。这些模型进行了测试与七年的WMAP数据使用马尔可夫链蒙特卡罗贝叶斯分析,我们把这些波动的限制。单个傅里叶模式中波动幅度的上限为a<=10^(-4),而对于高斯凸块,a<=10^(-3)。
2013-02-28 astro-ph.CO
Evaporation of Primordial Black Holes in the Early Universe: Mass and Spin Distributions
本研究考察早期宇宙中具有非平凡质量与自旋分布的原初黑洞的霍金蒸发,证明分布形状显著影响多种宇宙学可观测量,并发布支持任意分布的 FRISBHEE 新版本。
2023-07-28 astro-ph.CO hep-ph
Evaporation of Primordial Black Holes in a Thermal Universe: A Thermofield Dynamics Approach
Central University of Himachal Pradesh(喜马偕尔中央大学);Indian Institute of Technology, Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校)
研究热环境对黑洞霍金辐射的影响,采用热场动力学方法分析原初黑洞蒸发速率的变化及其宇宙学影响。
2026-04-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial naked singularities
本文提出早期宇宙引力坍缩不仅形成原初黑洞,还会产生原初裸奇点,并探讨其对暗物质等宇宙可观测特征的影响。
2024-12-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological inhomogeneities, primordial black holes, and a hypothesis on the death of the universe
本文研究宇宙膨胀对黑洞等致密天体的影响,提出宇宙可能终结于“完全稀释”状态,并基于 Majumdar-Papapetrou 几何给出经典演化模型,同时讨论量子现象对宇宙最终命运的可能决定作用。
2024-10-23 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc