Limits for primordial magnetic fields
对于今天在物质结构中观察到的磁场的起源,一个可能的解释是,它们是在原始宇宙中产生的。在简要修改了太初随机磁场模型并概述了太初等离子体中随机磁场时间演化的主要特征后,我们根据宇宙微波背景观测和引力波产生说明了当前磁场振幅和谱指数的上限。我们的结论是,一个原始的磁场所产生的非因果过程,如膨胀与红色光谱似乎是有利于作为一个种子的磁场今天在结构中观察到。
2011-03-21 astro-ph.CO
Primordial black hole formation during cosmic phase transitions
本研究指出原初黑洞在宇宙相变期间更易形成,其质量函数可记录早期宇宙热历史,并预测QCD相变会在1.9倍太阳质量处产生峰值。
2024-06-17 astro-ph.CO
On the abundance of primordial bound states of superheavy magnetic monopoles
有人提出,超重带电粒子可能是在宇宙暴胀结束时以原始束缚对的形式诞生的。这样的电子对被认为是超高能宇宙射线(UHECR)的来源。我们发现,原始绑定对大于$10^{-9}$厘米的磁单极子迅速热分解,由于与原始电子-正电子等离子体的相互作用,任何这样的初始原始浓度被冲洗掉。因此,最终浓度将由其平衡丰度定义。
2013-06-06 astro-ph.CO
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
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
Comprehensively Constraining Ultra-Light Primordial Black Holes Through Relic Formation and Early Mergers
本文研究超轻原初黑洞在BBN前蒸发产生的遗迹及早期并合,扩展了对其暗物质比例和坍缩比例的约束范围。
2025-06-19 astro-ph.CO
Primordial magnetic field limits from cosmological data
我们研究了由宇宙学数据产生的原初磁场的极限,包括大爆炸核合成、宇宙微波背景极化平面法拉第旋转极限和大尺度结构形成的极限。我们表明,物理相关的量是有效的磁场的值,它的限制是独立的磁场是如何产生的。
2010-09-10 astro-ph.CO
Formation of primordial black holes in an axionlike curvaton model
在一个与暴胀子耦合的类轴子曲率模型中,对原初黑洞(PBH)的形成机制进行了详细分析。复标量的相位方向起着曲率的作用,并产生足够的PBH来解释LIGO-Virgo合作中观察到的黑洞双星($\sim 30 M_{\odot}$)或PBH作为暗物质(DM)($\sim 10^{-12} M_{\odot}$)。我们检查我们的模型是否满足目前的限制PBH质谱,曲率扰动和二次产生的引力波。我们还考虑了窗函数选择的模糊性和非高斯性的影响。
2018-10-24 astro-ph.CO
The effect of Primordial Black Holes and streaming motions on structure formation
原始黑洞可能是宇宙中暗物质的重要组成部分。如果它们存在,它们会在物质功率谱中增加一个泊松分量。额外的能量将加速暗物质晕的出现,为第一批恒星和星系的形成埋下种子。Kashlinsky(2021)提出,额外的速度涨落会加速重子落入暗物质势阱。我们分析了原初黑洞对重子从复合到再电离的坍缩的影响,发现修正是Tseliakhovich \& Hirata(2010)首次发现的功率抑制的百分之几。然而,除了额外的功率,这种校正的动力学效应加速了质量范围为$10^4-10^{5-6}$ M $_\odot$的晕的形成,同时略微减少了质量范围为$10^6-10^8$ M $_\odot$的晕的形成,这证实了早期的分析估计和最近的数值模拟结果。
2022-09-30 astro-ph.CO
Probing Primordial Magnetic Fields Using Ly-alpha Clouds
从早期结构形成的原始磁场的影响,我们知道,在早期结构形成过程中的原始磁场的存在下,可以诱导更多的扰动在小尺度(目前1-10 Mpc/h)相比,通常的LCDM理论。剪切关联和Ly-alpha云等宇宙学观测量可以有效地探测这些尺度上的物质功率谱。本文讨论了原初磁场对Ly-alpha云分布的影响。我们模拟了包含原始磁场贡献的视线密度涨落。我们计算这种情况下的Ly-alpha不透明度的演变,并比较我们的理论估计Ly-alpha不透明度与现有的数据来约束原始磁场的参数。我们还讨论了两个密度场相关的情况。我们的分析产生的磁场强度的上限约为0.3-0.6 nG的范围内的近尺度不变的模型,对应于磁场功率谱指数n \simeq-3。
2012-10-27 astro-ph.CO
The cosmic microwave background temperature bispectrum from scalar perturbations induced by primordial magnetic fields
我们评估的角度双谱的CMB温度各向异性在大角尺度由于随机背景的原始磁场。非高斯性的形状取决于磁场功率谱的谱指数,并且对于标度不变的磁谱,非高斯性在压缩位形中达到峰值。通过使用由磁场产生的双谱的大角度部分,本界对非高斯性设定了对原始磁场的振幅的限制,对于尺度不变的情况为10 nGauss,对于其他谱指数为20 nGauss。
2009-06-15 astro-ph.CO
21cm fluctuations from primordial magnetic fields
最近对星系际空区和高红移星系中磁场的观测表明,大尺度磁场具有原始起源。如果在复合时期之后不久就出现了原始磁场,它们一方面会引起密度涨落,另一方面会将能量耗散到原始气体中,从而显著改变宇宙的热历史。在这里,我们考虑这两种影响,并使用简单的蒙特卡罗模拟计算21厘米线的亮度温度波动。我们发现,来自能量耗散的21厘米线的涨落只出现在很小的尺度上,而来自密度涨落的涨落在与观测相关的角尺度上总是占主导地位。
2014-05-25 astro-ph.CO
Weak Primordial Magnetic Fields and Anisotropies in the Cosmic Microwave Background Radiation
结果表明,小尺度磁场存在于复合诱导重子密度不均匀性的可观的幅度。这种不均匀性的存在改变了宇宙的电离历史,这反过来又降低了多普勒峰的角尺度,并通过光子扩散增加了丝绸阻尼。这一独特的特征可用于未来的宇宙微波背景观测,以(或证伪)强度为B~10^(-11)高斯的原始磁场的存在。
2011-08-11 astro-ph.CO
Primordial black hole formation in inflationary $α$-attractor models
利用超共形暴胀$α$吸引子研究了原初黑洞的形成.一个暴胀子潜在的构造与高原状的区域,这带来了一个超慢滚区域的发病所需的曲率功率谱的增强发生。这是通过仔细微调电位中的参数来实现的。对于参数集,可观察到的膨胀量使得曲率扰动$\mathcal{P}_{\mathcal{R}}$在$\sim 10^{14}\text{Mpc}^{-1}$处达到峰值,从而在质量窗口$10^{16}\text{g}\leq M \leq 10^{18}\text{g}$中产生PBH。考虑到充气后的再加热期,以确定PBH的形成是否发生在这样的阶段。最后,计算了曲率扰动增强可能产生的二阶引力波谱。
2020-01-06 astro-ph.CO
S-Z power spectrum produced by primordial magnetic fields
宇宙极早期产生的原始磁场是星系团中观测到的磁场的起源的候选者之一。复合后,洛伦兹力作用于剩余的离子和电子,产生重子的密度涨落。因此,这些起伏诱导了暗晕的早期形成,暗晕的形成导致了宇宙微波背景辐射中的Sunyaev-Zel'dovich(S-Z)效应。由于原始磁场的这种额外的S-Z效应放大了小尺度上宇宙微波温度各向异性的角功率谱。这种放大依赖于原始磁场谱的同动幅度和幂律指数。通过与小尺度CMB观测结果的比较,我们得到了原始磁场的约束条件,即,当n=-2.9时,B < 2.0 nGauss;当n=-2.6时,B < 1.0 nGauss,其中B是h^-1 Mpc时磁场的同向振幅,n是幂律指数。未来的S-Z测量有可能给出比在复合时期由磁场引起的宇宙微波背景的温度各向异性和极化更严格的约束。
2011-01-28 astro-ph.CO
Primordial black hole formation in $α$-attractor models: an analysis using optimized peaks theory
利用膨胀$α$ -吸引子重新研究了原初黑洞的形成.代替使用传统的Press-Schechter理论来计算丰度,使用优化峰理论,其在参考文献\cite{Yoo:2018kvb,Yoo:2020dkz}中发展。这种方法考虑了曲率扰动在改变原始黑洞质量中的作用。分析\cite{Mahbub:2019uhl}中提出的模型可以看出,与通常的计算相比,坍缩的哈勃补丁的视界质量大了$\mathcal{O}(10)$。此外,PBH可以形成曲率功率谱,$\mathcal{P}_ζ(k)$,峰值在较低的值使用数值上有利的阈值过密度。由于预测的质量通常较大,功率谱的峰值可以放置在比典型模式更大的$k$模式处,从而可以避免通过引力波(GW)对原始功率谱的潜在未来约束。
2021-07-10 astro-ph.CO
Primordial Black Hole Formation in a Dust Bouncing Model
本研究针对尘埃反弹模型收缩阶段的线性标量扰动,通过Lemaitre-Tolman-Bondi度规的参数解计算临界密度对比度,采用合适规范数值求解功率谱,结合Press-Schechter形式化方法分析原初黑洞丰度,发现该阶段形成的原初黑洞在当今暗物质中占比不显著。
2024-12-06 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 black hole formation during slow-reheating: A review
本文综述慢再加热期间原初黑洞的形成机制,关注无自共振的暴胀后情景,考虑球形度、自旋和速度弥散条件,指出不同坍缩机制产生不同质量,并展示PBH可探测暴胀后物理及小尺度原初功率谱。
2024-02-05 astro-ph.CO
Dark Matter Primordial Black Holes and Inflation Models
根据最近所有相关的宇宙学数据,分析了各种各样的暴胀单场模型,检查它们是否可以导致形成长寿的原始黑洞(PBH)作为暗物质的候选者。为此,我们计算原始扰动的功率谱的谱指数以及它的一阶和二阶导数。只有当光谱指数$n_S(k_0)$在小尺度上显著增加时,PBH才可能形成。由于目前的数据表明,光谱指数的一阶导数$α_S$在枢轴标度上是负的,PBH的形成只有在存在相当大的正二阶导数(“运行的运行”)$β_S$的情况下才是可能的。在我们分析的三个小场和五个大场模型中,只有“运行质量”模型允许PBH形成,参数范围很窄。
2012-05-17 astro-ph.CO
CMB bispectrum from primordial magnetic fields on large angular scales
原始磁场导致非高斯信号在宇宙微波背景(CMB),即使在最低阶,磁应力,和温度各向异性,它们诱导,依赖于二次的磁场。相比之下,宇宙微波背景辐射的非高斯性是由暴胀标量扰动引起的,它只作为高阶效应出现。我们在这里提出了一种新的探针的随机原始磁场,利用其诱导的特征CMB非高斯。特别是,我们计算的CMB双谱($b_{l_{_1}l_{_2}l_{_3}}$)诱导的随机原生场大角度尺度。我们发现一个典型的值$l_1(l_1+1)l_3(l_3+1) b_{l_{_1}l_{_2}l_{_3}} \sim 10^{-22}$,磁场的强度$B_0 \sim 3$纳米高斯和一个近尺度不变的磁谱。目前对双谱的观测限制允许我们对$B_0 \sim 35$纳米高斯设置上限,这可以通过包括对双谱的其他磁感应贡献来改善。
2009-09-03 astro-ph.CO
On Ellipsoidal Collapse and Primordial Black-Hole Formation
我们重新研究引力椭球坍缩,特别关注它对原始黑洞形成的影响。对于一个通用模型,我们证明了所产生的原始黑洞的丰度和能量密度将显着降低时,考虑到非球形的超密度。
2016-05-10 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Planet Formation
最近探索太阳系性质的航天器观测影响了恒星、行星和彗星形成的标准范式。我们强调的是,由深度撞击任务产生的意外的微观尘埃云,以及STARDUST样品中熔融结核的存在。而恒星形成理论并不能解释标准气体碎裂情景中双星和多星系统的普遍存在。目前没有任何行星形成的理论可以解释地球的铁核,在海洋的水。这些困难在行星质量物体最初形成的情况下是避免的,今天是重子暗物质。它们已经在类星体微透镜和异常类星体射电增亮爆发中被探测到。原始行星通常聚集在一起形成恒星,在最年轻的恒星周围的星前吸积盘中可以看到残余物质。这些原始的行星质量体是由氢氦组成的,在大爆炸后38万年等离子体中和时聚集成一万亿的致密团块。大多数已经被冻结和不可见,但现在正以多种方式表现出来,因为敏感的现代太空望远镜开始运作。它们的关键探测特征是它们的热发射光谱,定位在13.8开氏度的氢三相点,重子暗物质(Staplefeldt et al. 1999)。
2010-12-26 astro-ph.CO
Why the Universal Threshold for Primordial Black Hole Formation is Universal
本研究利用临界引力坍缩的自相似性,证明了以体积平均压实函数表示的原初黑洞形成阈值与扰动形状无关,从而解释其普适性。
2024-05-08 astro-ph.CO gr-qc
On Stochastic Effects and Primordial Black-Hole Formation
研究了大量子涨落对平台区暴胀相原初黑洞形成的影响。利用随机暴胀技术,结合复制场论和Feynman-Jensen变分方法,非微扰地证明了原始黑洞的丰度比经典计算放大了几个数量级.
2019-11-06 astro-ph.CO gr-qc
Revisiting formation of primordial black holes in a supercooled first-order phase transition
本研究重新分析过冷一阶相变中的原初黑洞形成,指出单纯假真空斑块过密度不足以成洞,但泡壁梯度能可促使斑块演化为黑洞。
2024-03-04 astro-ph.CO hep-ph
Pitfalls of a power-law parameterization of the primordial power spectrum for Primordial Black Hole formation
原初黑洞(PBH)可以在辐射主导的早期宇宙中形成,来自于暴胀产生的大密度扰动的坍缩。原始功率谱的幂律参数化常被用来从宇宙学尺度外推,其中扰动的幅度可以通过宇宙微波背景和大尺度结构观测很好地测量,直到PBH可能形成的小尺度。我们发现,这通常会导致在小尺度上的波动的幅度大的错误,因此非常不准确的计算形成的PBH的丰度。
2018-06-27 astro-ph.CO hep-ph
Threshold of Primordial Black Hole Formation in Nonspherical Collapse
本文从超球视界微扰出发,对原初黑洞(PBH)的形成进行了(3+1)维模拟。我们研究了椭圆率(长扁率或扁率)如何影响曲率扰动峰值幅度的PBH形成阈值。我们发现,在辐射占主导地位的宇宙的情况下,椭圆率的阈值上的影响是可以忽略不计的PBH形成所预期的大幅度扰动小。
2023-02-14 astro-ph.CO gr-qc
Formalism for Primordial Black Hole Formation in Spherical Symmetry
我们提出了一个全面的形式主义描述的原始黑洞形成球对称的Misner,夏普和Hernandez的形式主义的基础上,它可以用来预测是否会形成一个黑洞,并提取所产生的黑洞质量时,确实发生。严格推导的形式主义的各个方面,包括适当的初始和边界条件的彻底调查。我们将我们的形式主义与文献中的许多其他方法联系起来。提供了一些数字代码的实现细节。我们包括模拟原始黑洞形成的动画作为补充材料。
2015-04-08 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black hole formation in k-inflation models
Rudjer Bošković Institute(鲁德·博什科维奇研究所);University of Niš(尼什大学)
该研究探讨了k-本质膨胀模型中原始黑洞的形成机制及当前丰度计算方法。
2025-12-19 astro-ph.CO gr-qc
Formation threshold of rotating primordial black holes
在原初黑洞是由辐射占优阶段的原初密度大扰动直接引力坍缩形成的框架内,基于简单的Jeans判据,我们导出了旋转原初黑洞形成的密度衬度阈值.结果表明,该阈值与角动量的平方成正比地增大。然后,我们应用最近的非旋转黑洞的形成阈值的改进分析的情况下,旋转黑洞,并与前者的阈值进行了比较。文中还提出了在我们的分析中忽略的注意事项和影响,这表明我们的结果的不确定性只能通过数值相对性来解决。
2019-10-02 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black hole formation from an axion-like curvaton model
我们认为冷暗物质的存在可以用原初黑洞来解释,我们证明了大量的原初黑洞可以在类轴子曲率模型中形成,在其中,高度蓝色-我们得到了原始曲率扰动的倾斜功率谱,发现产生的质量为$\sim 10^{20} -10^{38} \mathrm{g}$的黑洞解释了现在的冷暗物质,我们还讨论了形成冷暗物质的可能性质量为$\sim 10^5 M_{\odot}$的原始黑洞是超大质量黑洞的种子。
2013-03-21 astro-ph.CO hep-ph
Formation and clustering of primordial black holes in Brans-Dicke theory
本文用Brans Dicke标量张量引力理论研究了早期宇宙中原初黑洞的形成。对密度扰动的阈值进行了修正,在阈值以上,引力坍缩发生在宇宙视界穿越之后。修正以某种方式依赖于演化的标量场。它们影响着原始黑洞形成的概率,如果标量场是不均匀的,它们会导致黑洞在大尺度上的聚集。星系团的形成反过来又增加了黑洞合并的概率和相应的引力波爆发的速率。如果观测到的部分引力波事件与原始黑洞有关,那么这些星系团可以对LIGO/Virgo引力波事件做出重大贡献。
2020-09-30 astro-ph.CO gr-qc
The Primordial Black Hole Formation from Single-Field Inflation is Still Not Ruled Out
针对最近出现在arXiv:2303.00341中的批评,我们认为,在早期宇宙中形成原始黑洞的标准场景基于单场膨胀中的超慢滚动阶段并不排除。
2023-03-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraining Primordial Black Hole Formation from Single-Field Inflation
本研究通过计算单场暴胀模型中第二慢滚参数急剧转变引起的单圈修正,发现产生大量原初黑洞的模型会在宇宙微波背景辐射尺度上诱发非微扰耦合,从而可用大尺度观测约束小尺度功率谱。
2024-05-20 astro-ph.CO hep-th
Formation of primordial black holes after Starobinsky inflation
我们采用了Appleby-Battye-Starobinsky模型的$F(R)$引力对描述双宇宙膨胀和形成的原始黑洞质量高达$10^{19}$ g的单场模型。我们发现有可能使标量曲率扰动的功率谱增强到超过$10^{15}$ g的Hawking(黑洞蒸发)极限,从而使由这些大的原始扰动的引力坍缩产生的原始黑洞能够在现在的宇宙中生存下来,并形成冷暗物质的一部分.我们的研究结果与目前测量的宇宙微波背景辐射内$3σ$,但需要微调的参数。
2023-02-03 astro-ph.CO hep-th
Detectability of nGauss primordial magnetic fields in the B-mode polarization of CMB
宇宙中大尺度磁场的起源仍然是未知的。观测结果表明,在最后的散射表面存在n高斯原始磁场。这种场的存在将影响宇宙学扰动的演化,并可能在CMB各向异性上留下印记。在这里,我们表明,B-模式功率谱进行了明确的签名的随机原始磁场高达几个nGauss。具体地说,存在的nGauss原始磁场改变BB功率谱在所有尺度。在大尺度下,张量模式对B模式谱有贡献,而非零矢量模式在小尺度下有贡献。我们表明,B模式的CMB进行了独特的签名的原始磁场。为了验证我们的预测,我们使用BICEP 2和POLARBEAR数据,发现从实验中的B模式观测是一致的非零原始字段。我们还使用BICEP 2观测约束的原始磁场。我们提供了一个详细的分析与原始磁场的CMB的B-模式极化,并调查即将到来的CMB任务的影响。
2020-02-04 astro-ph.CO gr-qc
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
Magnetic Fields in Primordial Galaxies
磁场在恒星形成和星际介质等众多天体物理过程中起着至关重要的作用。特别是,它们在星系形成和演化中的作用还没有得到很好的理解。利用GIZMO软件对原始星系形成过程中的磁场效应进行了高分辨率的磁流体动力学(MHD)模拟。物理过程,如相关气体物理学(例如,气体冷却和气体化学),恒星形成,恒星和超新星反馈,以及化学富集被认为是在模拟。模拟结果表明,在宇宙结构演化和星系形成过程中,宇宙磁场可以从1 e-13 G放大到几个微高斯。在理想的磁流体动力学背景下,在z>8的原始星系中,磁场能量小于热能和动能,因此磁场对星系的气体动力学和恒星形成几乎没有影响。具体而言,在MHD模拟中考虑微观物理性质,例如金属扩散、热传导和粘度,可以增加磁场强度。值得注意的是,金属扩散通过降低金属丰度来减少气体冷却,从而抑制了原始星系中的恒星形成。因此,由这些原始星系驱动的宇宙再电离可能会延迟。
2021-12-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Reconstruction of potentials of the hybrid inflation in the light of primordial black hole formation
曲率扰动的太初功率谱的大幅增强可以为太初黑洞的形成埋下种子,它可以作为宇宙中的暗物质成分。在多场暴胀模型中,由于等曲率扰动的存在,标量场在场空间中的弯曲轨迹会在小尺度上产生功率谱峰值。在这里,我们表明,一个潜在的可以重建从一个给定的功率谱,这是由一个规模不变的一个在大尺度上和其他功能与小尺度上的峰值。在多场暴胀模型中,重构的势可能不是唯一的,我们可以从给定的功率谱中找到不同的势。
2021-02-04 astro-ph.CO gr-qc
Formation of primordial black holes from non-Gaussian perturbations produced in a waterfall transition
我们考虑了在混合暴胀结束时,由瀑布跃迁(具有快子不稳定性)产生的原初曲率扰动引起的原初黑洞(PBH)形成过程。众所周知,在这样的暴胀模型中,可以达到相当大的曲率扰动振幅值,这可能会在早期宇宙中导致显著的PBH产生。在这种情况下,密度扰动振幅的概率分布可以是强非高斯的,这需要特殊的处理。我们计算了该模型的PBH丰度和PBH质谱,并分析了它们对模型参数的依赖性。利用$β_{PBH}$的极限,得到了暴胀势参数的约束.
2012-04-12 astro-ph.CO hep-ph
Primordial black hole formation from the merger of oscillons
本研究通过数值晶格模拟发现振荡子并合的质量谱具大质量指数尾,结合已有坍缩判据估算得出振荡子可产生大量原初黑洞,提供了无需调节暴胀子势的替代形成机制。
2025-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Formation of primordial black hole binaries and their merger rates
本研究综述原初黑洞双星形成及并合率理论,重点分析宇宙早期形成的高偏心率双星与其他原初黑洞的相互作用对并合率的抑制效应,及该作用催生的硬双星族群在不同原初黑洞丰度下对并合率的贡献。
2024-09-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Bulge formation by the coalescence of giant clumps in primordial disk galaxies
本文综述了星团、高红移星系的观测和演化。模型表明,这些团块是由富含气体的圆盘中的引力不稳定性形成的,它们相互作用,然后在中心合并,形成一个凸起。该模型要求在星系生长过程中有平滑的气体吸积。
2009-03-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Star Formation for Predictive Primordial Galaxy Formation
暴胀宇宙学和宇宙学扰动理论的优雅之处在于第一批恒星和星系的形成,它们是启动宇宙再电离现象丰富过程的最初光源。在这里,我们回顾了目前对早期恒星形成的理解,强调未解决的问题和技术挑战。我们从大爆炸后形成的第一代恒星开始,追踪它们如何影响随后的恒星形成。化学富集的开始与恒星形成系统整体物理复杂性的急剧增加相吻合。从头计算处理刚刚进入预测领域,并与这个古老时代遗迹的当地观测建立联系。
2015-11-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Primordial Black Hole Formation from Single-Field Inflation is Not Ruled Out
在早期宇宙中形成原始黑洞的标准方案是基于单场膨胀中的超慢滚动阶段,此时短尺度模式的振幅与CMB平台相比有所增强。基于一般的参数,我们表明,从短模式的大规模线性功率谱的环路修正是小的,并得出结论,该方案不排除。
2023-01-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial Black Holes Formation Beyond the Standard Cosmic QCD Transition
Institute of Nuclear and Particle Physics, Technical University Dresden(德累斯顿工业大学核与粒子物理研究所);Institute of Theoretical Physics, University of Wroclaw(弗罗茨瓦夫大学理论物理研究所);Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)(德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心);Center for Advanced Systems Understanding (CASUS)(高级系统理解中心)
本文探讨了原初黑洞在宇宙黑暗时代和暗物质候选中的作用,分析了QCD相变对黑洞形成的影响,并研究了超出标准模型的物理对宇宙方程状态和黑洞形成概率分布的影响。
2026-04-14 astro-ph.CO hep-ph
Reviving primordial black hole formation in slow first-order phase transitions
研究探讨了在缓慢第一阶相变中生成大曲率扰动的机制,发现即使在相同参考系下评估密度对比和形成阈值,该机制仍可行,因为超冷却相变后缓慢的再加热过程使宇宙进入早期物质主导时期,使小过密度增长并形成原始黑洞。
2026-10-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New ideas on the formation and astrophysical detection of primordial black holes
本文综述原初黑洞形成的若干新理论情景及其天体物理探测新策略,指出孤儿千新星与快速射电暴的关联观测可作为PBH暗物质的确凿证据。
2024-04-08 astro-ph.CO hep-ph
Parker Bound and Monopole Pair Production from Primordial Magnetic Fields
我们提出了新的界限的基础上的原始磁场在再加热和辐射主导的时代的生存的磁单极子的宇宙丰度。新的边界可以比传统的帕克约束银河磁场,以及直接搜索的边界更强。我们也将我们的边界应用于由原始磁场本身通过施温格效应产生的单极子,并推导出原始场生存的附加条件。
2022-09-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Running Spectral Index and Formation of Primordial Black Hole in Single Field Inflation Models
根据最近所有相关的宇宙学数据,分析了各种各样的暴胀单场模型,检查它们是否可以导致长寿的原始黑洞(PBH)的形成。为此,我们计算原始扰动的功率谱的谱指数以及它的一阶和二阶导数。只有当光谱指数在小尺度上显著增加时,即波数$k$较大时,PBH才可能形成。由于当前数据表明,光谱指数$n_S(k_0)$的一阶导数$α_S$在枢轴标度$k_0$处为负,因此仅在存在相当大的正二阶导数(“运行的运行”)$β_S$的情况下才可能形成PBH。在我们分析的三个小场和五个大场模型中,只有一个小场模型,即“运行质量”模型,允许PBH形成,参数范围很窄。我们还注意到,我们分析的模型中没有一个能够符合$α_S$的大的负值,这是当前数据的弱偏好。
2011-12-23 astro-ph.CO hep-ph
Using Gravitational Waves to put limits on Primordial Magnetic Fields
我们描述了一种技术,使用模拟张量扰动,以放置在早期宇宙的磁场的强度上限。作为一个例子,我们应用这种技术的原始核合成的开始。我们确定,在那个时间之前存在的任何磁性种子场仍然在被放大的过程中。在未来,我们计划将这项技术应用于更广泛的初始磁场和宇宙学纪元。
2017-01-05 astro-ph.CO gr-qc
Axion production from primordial magnetic fields
原初磁场产生的类轴子粒子(axionlike particles,ALP)对宇宙学有重要影响。我们讨论了在原始磁场存在下碱性磷酸酶的产生。我们发现一个区域的ALP质量和光子耦合实现了所观察到的性质的暗物质与适当的初始条件的磁场。根据最近对来自星系团的3.5千电子伏谱线的研究,这一区域可能是有趣的。对于一个小的轴子质量,先前允许的参数空间的区域被排除在生产过剩的ALP作为一个热/暖暗物质组件。由于碱性磷酸酶的丰度强烈依赖于原始磁场的初始条件,我们的研究结果提供了影响的情况下,磁。
2017-08-07 astro-ph.CO hep-ph