Primordial features from ekpyrotic bounces
在原始标量功率谱的某些功能是已知的，以改善拟合宇宙学数据。我们研究是否弹跳的情况下，可以保持可行的，如果未来的数据确认存在这样的功能。在暴胀中，轨迹是吸引子的事实允许特征的生成。然而，弹跳场景通常需要微调的初始条件，并且只有Ekpyrotic模型才允许吸引子。我们证明，第一次，ekpyrotic方案可以产生特定的功能，已被认为是在通货膨胀的背景下。
2019-01-29 astro-ph.CO gr-qc
Features from the non-attractor beginning of inflation
研究了非吸引子初始条件对正则单场暴胀的影响。非吸引子阶段只能持续几个$e$ -折叠数，之后应该是山顶膨胀。这两个阶段的演变导致大规模的原始功率谱的抑制，这是最近的观测青睐。此外，我们给出了详细的计算原始的非高斯性由于“从非吸引子到慢滚”的过渡，并发现在本地和等边形状的阶梯功能。我们的结论是，一个平台状的暴胀子潜在的初始非吸引子相位产生有趣的功能，在功率谱和双谱。
2016-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
One-loop corrections to the E-type $α$-attractor models of inflation and primordial black hole production
本文数值研究单场 E 型 $α$-吸引子模型中标量功率谱的单圈修正，验证其贡献仅几个百分点，并探讨小行星质量 PBH 暗物质、诱导 GW 探测及标量势重构。
2025-02-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Mechanism of primordial black holes production and secondary gravitational waves in $α$-attractor Galileon inflationary scenario
在新的框架下，即$α$ -吸引子Galileon暴胀（G-暴胀）模型，研究了原初黑洞的产生过程。在我们的框架中，我们将Galileon函数取为$G(ϕ)=G_{I}(ϕ)\left(1+G_{II}(ϕ)\right)$，其中$G_{I}(ϕ)$部分是由其原始非正则框架中的$α$ -吸引子暴胀情景激发的，它确保了模型在CMB尺度下与普朗克2018年的观测结果一致。部分$G_{II}(ϕ)$被调用，以增强曲率扰动在一些较小的尺度，从而导致PBH的形成。通过微调模型参数，我们找到了三个参数集，成功地产生了足够大的峰值的曲率功率谱。我们发现，这些参数集产生PBH的质量${\cal O}(10)M_\odot$，${\cal O}(10^{-5})M_\odot$，和${\cal O}(10^{-13})M_\odot$，可以解释LIGO事件，超短时尺度的微透镜事件OGLE数据，和周围的$0.98\%$目前的暗物质（DM）的宇宙内容，分别。此外，我们研究了二次引力波（GW）在我们的设置，并表明，我们的模型预计其目前的分数能量密度的峰值为$Ω_{GW0} \sim 10^{-8}$的所有三个参数集，但在不同的频率。这些预测可以很好地位于一些GWs探测器的灵敏度区域内，因此我们的模型的兼容性可以根据未来的数据进行评估。我们进一步估计了不同频段内包含的GWs频谱的倾斜度，并证实了在这些频段内，频…
2021-10-12 astro-ph.CO gr-qc
$α$-attractor-type Double Inflation
研究了$α$ -吸引子型双暴胀系统的背景动力学和原始扰动。该模型由两个最小耦合标量场组成，其中每个场具有$α$ -吸引子类型的势。我们发现，在这个双重暴胀模型的背景轨迹是由两个几乎直线连接的领域空间中的一个转折。在这个简单的背景下，我们可以对这个双暴胀模型中产生的扰动的性质进行分类，这仅仅取决于转向是否发生在对应于感兴趣尺度的模式的视界出口之前。在前一种情况下，所得到的原始曲率扰动与单场$α$吸引子所得到的原始曲率扰动一致。另一方面，在后一种情况下，它受到多场效应的影响，如与等曲率扰动的混合和在视界出口处哈勃膨胀率的变化。我们得到的近似解析解的背景，我们可以计算的原始曲率微扰的$δN$形式解析，即使当多场效应是显着的。我们还根据Planck结果对双暴胀模型的场的初始值和模型参数施加了观测约束。
2019-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
An exact model for enhancing/suppressing primordial fluctuations
本文在分段指数势单场暴胀模型中研究原初涨落的增强与抑制，给出两个慢滚吸引子间一般跃迁的近似精确解析解，并分析其对诱导引力波谱、非高斯性及概率分布尾部的影响。
2023-09-22 astro-ph.CO gr-qc
The Sign of non-Gaussianity and the Primordial Black Holes Abundance
本文证明在非吸引子单场暴胀模型中，曲率功率谱峰值处的非高斯性参数 $f_{NL}$ 恒为正，从而表明该机制难以解释脉冲星计时阵列观测到的标量诱导引力波信号。
2023-09-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes forming during kination: the trapped, the overdense, and the void
International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（国际理论物理中心亚太分馆，中国科学院大学）；Center for Theoretical Physics, School of Physics and Optoelectronic Engineering, Hainan University（海南大学物理与电子工程学院理论物理中心）
研究单场模型中从慢滚经超慢滚进入暴胀期时原初黑洞形成，用数值模拟跟踪场涨落，发现三种不同结果，测量坍缩阈值并比较，表明非吸引子模型中PBH丰度需依完整分布制定，不同通道分别处理。
2026-11-06 astro-ph.CO
Primordial black holes through preheating instabilities in $α$-attractor models
Universidade da Beira Interior（贝拉内陆大学）；Centro de Matemática e Aplicações da Universidade da Beira Interior（贝拉内陆大学数学与应用中心）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）；University of Utah（犹他大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）
研究α-吸引子暴胀模型中PBH产生，聚焦预热阶段。通过三个标准分析PBH形成，用PS和KP形式计算质量分数，发现PS形式高估PBH丰度，KP形式更现实，还与观测约束比较，凸显考虑非球对称效应和准确坍缩动力学的重要性。
2026-07-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
DESI and Gravitational Wave Constraints Challenge Quintessential α-Attractor Inflation
Instituto de Física Teórica (IFT) UAM-CSIC（马德里自治大学-西班牙国家研究委员会理论物理研究所）；Department of Physics and Astrophysics, Nagoya University（名古屋大学物理学与天体物理学系）
本文研究了α-吸引子本质膨胀模型，通过数值方法分析暗能量动态和原始引力波谱，发现引力波约束使模型预测的标量谱指数过小，从而被排除。
2026-05-01 astro-ph.CO gr-qc
Attractor Solutions in Tachyacoustic Cosmology
我们研究了“tachyacoustic”宇宙学模型的动力学稳定性，在这个模型中，原始扰动是由一个收缩的声音视界在减速膨胀期间产生的。这种模型代表了暴胀宇宙学的一种潜在的替代方案，但速声解的相空间行为以前没有被研究过。我们数值计算两个非正则拉格朗日量，一个cuscuton样拉格朗日量和一个Dirac-Born-Infeld拉格朗日量，产生一个尺度不变的扰动谱的动态。我们表明，在这两种情况下的幂律背景解决方案是动态吸引子。
2012-09-22 astro-ph.CO gr-qc
Enhancing the Detection Sensitivity of Primordial Parity Violation using Galaxy Spins
Chungnam National University（忠南国立大学）；Pusan National University（釜山国立大学）；Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics（中央研究院天文及天文物理研究所）
通过优化暗晕选择策略（基于质量和局部密度），利用N体模拟证明该策略可提高原初宇称破缺信号的探测灵敏度，并评估未来巡天观测的可行性。
2026-06-19 astro-ph.CO
Highly non-Gaussian tails and primordial black holes from single-field inflation
对于原始扰动，概率分布尾部的高斯统计偏差可以与暴胀的非微扰效应相关联。在本文中，我们提出了一些特殊的例子，其中的尾部的分布变得高度非高斯的统计仍然几乎是高斯的扰动制度。我们从超慢卷暴胀的扩展开始，它包含了一个过渡过程，在这个过程中，暴胀子在收敛到慢卷吸引子之前，在非吸引子阶段的末尾爬上一个微小的潜在台阶。通过这个例子，我们确定了吸引子行为的关键作用，向上一步过渡，然后扩展到另一种类型的过渡与两个缓慢的滚动阶段连接一个微小的步骤的分析。我们进行微扰和非微扰分析的原始波动周围的步骤详细，并表明，微小的，但非平凡的过渡可能会影响大扰动的尾部分布，而微扰的非高斯性仍然很小。我们的研究结果表明，非高斯尾可以有丰富的现象，被忽略了在传统的分析。我们还研究了这种非高斯尾的原始黑洞的形成的影响，并发现它们的质量分数可以参数放大了几个数量级的高斯分布的情况下相比。此外，我们还讨论了这种向上台阶暴胀模型中原初黑洞的形成机制，即暴胀子被捕获在台阶的底部。
2022-12-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dilaton-Axion Inflation with PBHs and GWs
我们讨论了两阶段的介子-轴子暴胀模型[1]，并描述了$α$ -吸引子模型，用指数或多项式逼近平台。我们在$α$ -吸引子背景下实现了[2]中提出的一个原初黑洞产生模型，并发展了它的超引力版本。根据其多项式吸引子性质，该模型的预测为：$n_s$和$r$是$α$独立的，$r$依赖于定义接近平台的质量参数$μ$。在两个暴胀阶段之间的过渡点处的快子不稳定性与双曲空间$\mathcal{R}_K=-2/3α$的负曲率成正比。因此，在这个模型中的原始黑洞（PBH）的质量和小尺度引力波（GW）的频率显着依赖于$α$。
2022-03-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Holes from Inflation and Quantum Diffusion
由于在小尺度上共动曲率扰动的增强，在单场暴胀模型中可以产生作为暗物质的原始黑洞。这种机制需要离开慢滚阶段进入非吸引子阶段，在此期间，暴胀子穿过平台，其速度呈指数下降。我们认为，量子扩散对原始黑洞的质量分数有显着的影响，使经典的标准预测不可信。
2018-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Beyond the power spectrum: primordial and secondary non-Gaussianity in the microwave background
宇宙微波背景观测通常是通过估计功率谱来分析的。在CMB统计是完全高斯的极限下，这提取了所有的信息，但CMB也包含来自次要来源（可能是原始来源）的可检测的非高斯贡献。我们审查可能的来源CMB的非高斯性和描述的统计技术进行了优化，测量它们，补充功率谱分析。$N$ -点关联函数的机制为原始非高斯信号或引力透镜的最优估计提供了一个统一的框架。我们审查最近的结果，从应用这些估计的数据从WMAP卫星任务。
2011-11-08 astro-ph.CO
Consistency conditions and primordial black holes in single field inflation
我们讨论了新的一致性关系的单场模型的膨胀能够产生原始的黑洞（PBH），和它们的观测的CMB $μ$空间扭曲的影响。这些膨胀模型包括一个短期的非吸引子的演变：曲率扰动的尺度依赖的配置文件的特点是由一个明显的下降，然后由一个快速增长导致的峰值负责PBH的形成。我们调查的压缩和崩溃的三个和四个点函数的曲率扰动周围的倾角的限制，表明他们满足一致性关系连接他们的值的曲率谱的总放大，和非吸引子时代的持续时间。此外，相应的非高斯参数是尺度依赖的倾角附近，再次依赖于光谱的放大功能。对于典型的PBH场景，需要从大尺度到小尺度的频谱的顺序${\cal O}(10^7)$增强，我们通常在可以由CMB $μ$空间失真探测的尺度范围内找到值$f_{\rm NL}^{\rm sq}\,=\,{\cal O}(10)$和$τ_{\rm NL}^{\rm col}\,=\,{\cal O}(10^3)$。使用这些一致性关系，我们仔细分析了非高斯参数的尺度依赖性如何导致$\langle μT \rangle$和$\langle μμ\rangle$的特征，提供了独特的探测通货膨胀PBH的情况下，可以使用很好地理解CMB物理测试。
2021-11-03 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
Primordial black holes and induced gravitational waves from double-pole inflation
提出非对称双极点α吸引子暴胀模型，以较少参数微调实现非吸引子阶段并产生PBH，预言功率谱紫外振荡、多频段PBH质量函数及可探测的诱导引力波。
2023-06-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes and Slow-Roll Violation
在单场暴胀中，原始黑洞（PBH）要成为暗物质，必须至少有${\cal O}(1)$违反慢滚近似，才能在所需的CMB尺度和PBH质量尺度之间的折叠数内增强曲率功率谱。依赖于慢滚吸引子上剩余的暴胀子的功率谱预测可能会严重失败，导致模型中定性错误的结论，如拐点势和错误估计运行质量模型中的质量尺度。我们表明，优化的时间评估哈勃慢滚参数二阶仍然是一个很好的描述了广泛的PBH形成模型，其中高达$10^7$放大功率发生在$10$ efolds或更多。
2017-09-07 astro-ph.CO gr-qc
Impact of nonlinear overdensity statistics on primordial black hole abundance
最近的研究表明，如果考虑到超密度扰动和曲率扰动之间的非线性关系，超密度统计中引入了非高斯性，从而改变了预期的原始黑洞丰度。这是探索通过使用的overdensities和曲率扰动之间的非线性关系到第二阶负偏度和正峰度的目的是在降低和增加的丰度，而丰度可比高斯扰动通过调整曲率功率谱的振幅。非零偏度和峰度的影响进行了研究，使用玩具模型狄拉克三角洲和对数正态曲率功率谱，以及从$α-$吸引子模型能够原始黑洞生产。最后，将Press-Schechter方法的非线性计算结果与峰值理论进行了比较。
2020-07-16 astro-ph.CO gr-qc
On the slope of curvature power spectrum in non-attractor inflation
原始黑洞构成暗物质一部分的可能性激发了对它们产生的可能机制的详细研究。如果黑洞的小尺度谱的振幅相对于CMB尺度放大了几个数量级，那么它们可以通过原始曲率起伏的坍缩而形成。例如，这种增强可以发生在表现出瞬态非吸引子相位的单场膨胀中：在这项工作中，我们对这种情况下曲率谱的形状进行了详细的研究。我们使用的分析方法的基础上的曲率扰动的梯度展开，这使我们能够遵循从大到小尺度的方式在频谱的斜率的变化。在遇到其振幅的下降之后，谱可以获得具有高达$n_s-1\,=\,8$的谱指数的陡峭斜率，然后随着$n_s-1\,\lesssim\,3$朝向其峰值松弛到更平缓的增长，与先前文献中发现的结果一致。对于与非吸引子相的存在相关联的峰值之后的尺度，在从非吸引子回到吸引子演化的过渡阶段期间，谱振幅然后温和地衰减。我们的分析表明，这种梯度方法提供了一个透明的理解的贡献控制的曲率谱的斜率。作为我们的研究结果的一个应用，我们利用我们获得的关于曲率功率谱形状的更精确的信息，计算了由曲率涨落产生的二阶随机引力波背景的频率斜率.
2020-03-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial fluctuations and non-Gaussianities in sidetracked inflation
由于重标量场与暴胀子的动力学耦合，它们在暴胀期间会经历不稳定性。这被称为暴胀的几何不稳定，因为它依赖于场空间流形的负曲率克服势的稳定力的效果。这种不稳定性可以驱使系统远离其在场空间中的原始路径，进入一个新的暴胀吸引子，我们称之为侧轨暴胀。我们研究这第二个阶段，其可观察到的后果，在几个类的两个领域的模型。我们表明，宇宙学的波动表现出不同的行为取决于潜在的和场空间几何形状，它们可以被捕获的单场有效的理论与修改后的色散关系，降低声速，或一个虚构的-后者的情况下描述了一个瞬态快子增长的波动。我们还数值计算的双谱的运输方法，发现大的非高斯的等边和正交形状。在双曲几何中，我们的模型的势在Poincaré盘的边界上呈现一个极点，并讨论了它们与$α$ -吸引子的关系.
2018-07-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Pole inflation and primordial black holes formation in Starobinsky-like supergravity
我们通过在超势中加入一个全纯函数来扩展超引力中Starobinsky暴胀的Cecotti-Kallosh模型，以便在标量（曲率）扰动的功率谱中产生一个大的峰值。在我们的方法中，奇异非正则动力学项在很大程度上导致了暴胀（作为吸引子解），而超势则被设计用于产生原始黑洞。我们研究了（i）线性全纯函数，（ii）二次全纯函数和（iii）指数全纯函数的情况，讨论了暴胀和原初黑洞产生对这些函数的参数和初始条件的依赖性，并用我们的超势验证了暴胀的可行性.我们发现，一个有效的生产原始黑洞符合CMB测量是唯一可能的第二（ii）种情况。我们计算了产生的原始黑洞的质量，发现它们低于霍金（黑洞）蒸发极限，因此它们不可能是我们宇宙中当前暗物质的一部分。
2023-02-03 astro-ph.CO hep-th
Renormalized Primordial Black Holes
本研究指出早期宇宙原初黑洞形成相关的小尺度曲率扰动的非高斯性会引发复合算符重整化，带来算符混合、多类算符出现及形成阈值偏移，说明原初黑洞丰度计算比常规假设更复杂。
2023-11-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes from Kinetic Preheating
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；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）；Ohio State University（俄亥俄州立大学）
本研究通过动能预加热机制在早期宇宙中生成质量约为十克的原始黑洞，并展示了其蒸发过程对宇宙再加热的影响。
2025-11-21 astro-ph.CO gr-qc
Fitting power spectrum of scalar perturbations for primordial black hole production during inflation
为了描述早期宇宙中暴胀子的缓慢滚动和原始黑洞的形成，在单场模型的框架下，我们提出了暴胀过程中标量（曲率）扰动功率谱的一个简单解析拟合.我们的拟合是由慢滚近似下的功率谱和对数正态（高斯）拟合给出的，慢滚近似下的功率谱是与普朗克/BICEP/Keck测量一致的宇宙微波背景辐射的可行描述所需的，对数正态（高斯）拟合是有效产生原始黑洞所需的功率谱增强（峰值）。我们使用T型$α$吸引子模型来描述慢卷膨胀。要求峰值的位置和高度产生的质量的原始黑洞在小行星大小的窗口允许整个（当前）的暗物质组成的原始黑洞，我们发现的限制，其余的参数，最值得注意的是，对峰的宽度。
2023-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On Primordial Black Holes from Rapid Turns in Two-field Models
研究了一类标量流形为庞加莱盘的双场宇宙学模型中的急转弯轨道。多场暴胀背景解，场空间轨迹呈现急转弯，可以播种原生黑洞（PBH）的形成。我们调查了一类精确的解决方案与隐藏的对称性，并表明，他们表现出的那种瞬态快速转弯期，需要诱导PBH代。此外，我们放松的对称性条件，并发现，在一定的制度，修改后的解决方案与改进的行为的哈勃$η$参数，保持所需的形状的转弯率函数。有趣的是，修改后的解决方案描述了一个短暂的超慢滚阶段，然后是长期的慢滚膨胀。值得注意的是，与标准的$α$ -吸引子情形不同，慢滚发生在庞加莱盘的中心附近（而不是边界附近）。
2021-05-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
E-models of inflation and primordial black holes
为了包含原初黑洞（PBH）的形成，我们提出并研究了新的（广义的）E型$α$ -吸引子暴胀模型。暴胀子势有一个近拐点，在那里慢滚条件被违反，从而导致大的标量扰动坍缩到PBH后。一个超慢滚（短）阶段存在于两个（较长）阶段的慢滚膨胀之间。我们用数值方法研究了暴胀的相位，导出了标量扰动的功率谱，并计算了PBH的质量。对于某些参数值，小行星大小的PBH可以形成质量为$10^{17}÷10^{19}$ g，超出霍金蒸发极限，并与当前CMB观测一致。这些PBH是目前宇宙中暗物质的候选者，而由PBH形成引起的引力波可能被未来的空间引力干涉仪探测到。
2022-09-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constant roll and primordial black holes
已知常滚参数$β\equiv \frac{\ddotϕ}{H\dotϕ}={\rm const.}$为小正值的常滚暴胀产生与当前观测约束相容的略微红倾的曲率功率谱。在这项工作中，我们揭示了恒滚通货膨胀与负$β$和调查如何一个阶段的恒滚通货膨胀可能实现增长的原始曲率功率谱产生一个峰值频谱的原始黑洞丰度。我们首先回顾了在参数$-\frac32<β<0$范围内的恒滚模型的行为，它允许一个恒滚吸引子阶段产生一个蓝色倾斜的曲率功率谱而没有超视界增长。作为一个具体的实现，我们考虑一个潜在的两个慢滚阶段，由恒滚阶段，在某种程度上，满足当前的约束功率谱和原始黑洞丰度。该模型可以产生原始黑洞作为所有的暗物质，LIGO-Virgo事件，或OGLE微透镜事件。由于恒定滚转势允许的不同标量倾斜范围，这种构造特别稳健，并且可通过未来的观测进行检验。
2020-04-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Power Spectrum and Bispectrum from Lattice Simulations of Axion-U(1) Inflation
Institut d'Astrophysique de Paris（巴黎天体物理学研究所）
本文通过晶格模拟研究轴子U(1)膨胀的原初功率谱与双谱，揭示了非高斯性特征及耦合强度的影响，提出新的约束方法。
2025-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Canonical Inflation and Primordial Black Holes Production
本文研究了当暴胀子场作用为非正则时暴胀标量微扰放大的一种机制，即暴胀子动力学项具有非标准形式。对于这种情况，在膨胀期间产生的扰动的声速小于1，并且通常随时间变化。此外，在这样的模型中，即使当标量场势可以忽略不计时，也可能存在不同的暴胀吸引子。在暴胀的某个阶段，声速接近于零的可能影响可能导致标量谱的振幅大幅放大，在辐射主导阶段的视界再入过程中，标量谱可以坍缩并形成质量为$M_{\rm BH}\sim 10^{-15}M_{\odot}$的原始黑洞（PBH），其可能构成当今总暗物质（DM）的很大一部分。
2019-02-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
One Small Step for an Inflaton, One Giant Leap for Inflation: a novel non-Gaussian tail and primordial black holes
我们报告了一个新的预测，从单场暴胀，即使是一个微小的一步，在暴胀子潜力可以改变我们的看法的原始非高斯的曲率扰动。我们的分析集中在两个阶段的慢卷演化之间的向上的步骤过渡所产生的概率分布的尾部。非平凡的背景动力学与吸引子行为的识别。通过使用非微扰的$δN$分析，我们明确地表明，一个高度非高斯的尾巴可以产生一个微小的向上的步骤，即使当传统的非线性参数$f_{NL}$，$g_{NL}$等保持小。通过这个例子，我们首次证明了非微扰效应对概率分布尾部的敏感依赖性。我们的设想对原始黑洞有一个不可思议的应用，要么显著增加它们的丰度，要么完全禁止它们的出现。
2022-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Hole Formation in Starobinsky's Linear Potential Model
本文研究了Starobinsky线性势模型中共曲率扰动的功率谱，发现其在特定波数处形成高峰，且近峰行为可用常滚模型近似，该高峰可产生原初黑洞并留下可探测的引力波特征。
2023-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On primordial black holes from an inflection point
最近，有人声称，暴胀模型与拐点的标量势可以产生一个大的共振曲率扰动的功率谱。然而，在本文中，我们表明，以前的分析是不正确的。原因有二：首先，暴胀子从标准暴胀的一个阶段被过冲，因此在到达拐点之前偏离慢滚吸引子。其次，在拐点处（或接近拐点处），超慢滚轨迹取代了慢滚轨迹，因此，不能使用文献中使用的慢滚近似。然后，我们重新考虑的模型，并提供了一个食谱，如何产生一个大的峰值，但通过微调参数的物质功率谱。
2017-09-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing Primordial Black Holes as Dark Matter in Supergravity from Gravitational Waves
我们探讨了一类简单的超引力模型的引力波（GW）现象学，它可以解释和统一膨胀和原始黑洞（PBH）作为暗物质（DM）。我们的（修改后的）超引力模型自然会导致一个两个领域的吸引子型双通货膨胀，其第一阶段是由Starobinsky标量和第二阶段是由另一个标量属于超引力多重驱动。在我们的超重力模型中PBH的形成是有效的，与所有的观测约束兼容，并预测一个随机的GW背景。我们计算了PBH引起的GW功率谱，并表明GW信号可以在未来的天基GW干涉仪（如LISA，DECIGO，TAIJI和TianQin项目）的灵敏度曲线内检测到，从而显示了超重力在GW物理学中的预测能力及其兼容性。
2021-07-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark energy from $α$-attractors: phenomenology and observational constraints
利用$α$ -吸引子模型联系暴胀和晚期宇宙加速膨胀的可能性由于其物理动机而受到越来越多的关注。在早期宇宙中，$α$ -吸引子提供了一种与普朗克卫星CMB观测相容的暴胀机制，并预测了未来的引力波CMB模式。此外，$α$ -吸引子可以写成具有将幂律区域与平台或上升指数相连接的势的精华模型，允许后期宇宙加速膨胀，其可以模拟宇宙学常数附近的行为。本文研究了广义暗能量$α$ -吸引子模型。我们彻底调查其现象学，包括所有模型参数的作用和大规模的快子不稳定性集群的可能性。我们验证了$1+w\sim 1/α$（而引力波功率$r\simα$）的关系，因此这些模型预测，签名应该出现在原始的B模式或晚时间偏离宇宙学常数。我们用当前的数据集约束模型参数，包括宇宙微波背景（普朗克2015角功率谱，偏振和透镜），重子声学振荡（BOSS DR 12）和超新星（Pantheon压缩）。我们的研究结果表明，膨胀历史接近宇宙学常数存在于大区域的参数空间，不需要微调的参数或初始条件。
2018-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Parity asymmetry of primordial scalar and tensor power spectra
针对CMB大尺度宇称破坏异常，提出基于$\mathcal{P}\mathcal{T}$几何超选择规则的新暴胀量子涨落构造，预测并量化了标量、张量功率谱及原初引力波在特定尺度范围的宇称不对称性。
2024-11-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inflaton accretion onto primordial black holes during reheating
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
研究通过α-吸引子E模型，将再加热初始条件直接锚定到宇宙微波背景观测，分析原始黑洞在再加热时期与辐射背景的相互作用，发现吸积过程导致最终原始黑洞质量的非线性增强，进而影响其霍金蒸发寿命和随机引力波背景。
2026-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes from modified supergravity
用改进的超引力方法描述了Starobinsky暴胀后原初黑洞的形成过程。我们的方法自然导致两个（标量）场吸引子型的双重暴胀，其第一阶段是由标量子驱动，其第二阶段是由另一个属于超引力多重态的标量场驱动。导出了标量势和动力学项，研究了真空，研究了这两种标量的暴胀动力学。我们数值计算的功率谱，我们发现超慢滚制度导致标量功率谱的增强（峰值）。这导致PBH的有效形成。我们估计PBH的质量，并找到它们的密度分数（作为暗物质的一部分）。我们表明，我们修改后的超引力模型与暴胀观测值是一致的，而他们预测的PBH质量在$10^{16}$ g和$10^{20}$ g之间的范围。从这个意义上说，修正的超引力提供了一种自然的自上而下的方法来解释和统一暴胀和PBH暗物质的起源。
2020-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Optimized numerical evolution of perturbations across sharp background trajectory turns in multifield inflation
Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）；Universidad Nacional de Ingeniería（秘鲁国立工学院）；Universidad de Ingeniería y Tecnología（秘鲁理工科技大学）
本文提出一种高效方法，用于在多场膨胀模型中准确追踪扰动，即使在背景轨迹快速转折时也能保持计算稳定性，适用于广泛的研究场景。
2026-10-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black holes and induced gravitational waves from localized features in DBI inflation
University of Mazandaran（马赞德兰大学）
研究DBI暴胀框架下，由暴胀子势和挠率因子的局域特征产生的原初黑洞与诱导引力波，其信号可被未来探测设备捕获，且符合现有观测约束。
2026-09-01 astro-ph.CO hep-ph
Primordial physics from large-scale structure beyond the power spectrum
我们从物质和晕的功率谱、压缩极限双谱和坍缩三谱出发，研究了原初模耦合的约束条件。我们描述这些统计数据的长波$2$点函数涉及的物质/晕密度和位置相关的功率谱。这使我们能够推导出简单的，解析表达式的信息内容，治疗的限制，从规模依赖的偏见在晕功率谱的同一立足点，那些从高阶统计。特别是，我们包括非高斯协方差由于长短模耦合的非线性演化，这表现为长模宇宙方差的位置相关的功率谱。我们发现，双谱预测，忽略了这个宇宙的变化可能会低估$σ(f_{\rm NL})$的一个因素$\sim 3$的物质密度（在$z=1$），通常是一个因素$\sim 2$的晕双谱。来自双谱的约束可以通过将其与功率谱和三谱相结合来改进。原因是，在位置相关的功率谱图，双谱和三谱固有地纳入多示踪剂宇宙方差消除，这是优化的联合分析。对于晕统计，我们讨论了尺度相关的偏见，物质模式耦合，非线性，非高斯偏置（$b_{11}^{(h)}$）的作用。虽然晕圈功率谱中的尺度依赖性偏差已经非常有限，但高阶晕圈统计在位置依赖性晕圈功率谱中的随机噪声足够低以使宇宙方差抵消有效的情况下具有竞争力，即对于大的晕圈数密度和大的$k_{\rm max}$。这激发了对这一机制的观察探索。
2018-02-19 astro-ph.CO
Primordial Power Spectra of EiBI Inflation in Strong Gravity Limit
研究了Eddington激发的Born-Infeld（EiBI）理论强引力极限下$φ^2$暴胀模型的标量和张量扰动.为了考虑强EiBI引力效应，我们取大的$κ$值，其中$κ$是EiBI理论参数。早期宇宙的能量密度很高，处于强引力状态。因此，扰动特征与先前的研究相比没有改变。然而，在吸引子暴胀阶段，在强EiBI引力极限下，该特征发生了变化。在这个极限下，标量扰动的修正主要来自背景物质场，而张量扰动的修正则直接来自引力（$κ$）效应。标量谱的值与弱EiBI引力极限或GR中的标量谱的值相比变化很小。张量谱的形式与弱极限中的张量谱的形式相同，但在强极限中谱的值可以被抑制到零。因此，所得到的张量-标量比也可以以相同的方式被抑制，这使得EiBI理论中的$φ^2$模型可行。
2015-06-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Hint of a truncated primordial spectrum from the CMB large-scale anomalies
Several satellite missions have uncovered a series of potential anomalies in the fluctuation spectrum of the cosmic microwave background temperature, including: (1) an unexpectedly low level of correlation at large angles, manifested via the angular correlation function , C(theta); and (2) missing power in the low multipole moments of the angular power spectrum, C_ell. Their origin is still debated, however, due to a persistent lack of clarity concerning the seeding of quantum fluctuations in the early Universe. A likely explanation for the first of these appears to be a cutoff, k_min=(3.14 +/…
2021-09-12 astro-ph.CO
Primordial Non-Gaussianity from Biased Tracers: Likelihood Analysis of Real-Space Power Spectrum and Bispectrum
即将到来的星系红移巡天有望通过测量傅立叶空间中的2点和3点关联函数来显著改善当前对原始非高斯性（PNG）的限制。然而，实现该数据集的全部潜力取决于具有准确的理论模型和优化的分析方法。专注于本地模型的PNG，参数化的$f_{\rm NL}$，我们进行了蒙特卡洛马尔可夫链分析，面对扰动理论预测的晕功率谱和双谱在真实空间对一套N体模拟。我们在树级上对Halo双谱进行建模，包括$f_{\rm NL}$中的所有线性和二次贡献，在1-loop上对Halo功率谱进行建模，包括$f_{\rm NL}$中的树级项到二次阶，以及$f_{\rm NL}$中由局部PNG线性引起的所有循环。在保持宇宙学参数不变的情况下，我们研究了信息先验对$f_{\rm NL}$的统计推断的线性非高斯偏置参数的影响。保守分析的组合功率谱和双谱，其中只有松散的先验施加和所有参数被边缘化，可以提高$f_{\rm NL}$的约束超过一个因素的5相对于功率谱的测量。对$b_ϕ$施加强先验，或假设$b_ϕ$和$b_{ϕδ}$两者的偏置关系（由通用质量函数假设激发），进一步将约束改进了几倍。然而，在这种情况下，如果使用相同的波数范围，我们发现$f_{\rm NL}$的推断值有显著的系统性偏移。同样，泊松噪声假设可以导致重要的系统性，因此必须使所有的随机振幅自由。
2020-11-16 astro-ph.CO
Production of primordial black holes in improved E-models of inflation
该研究推广E型α吸引子暴胀模型，通过添加近拐点增强标量扰动功率谱，以产生原始黑洞，并发现极端参数微调可形成月球大小PBH，且量子修正被抑制，可能解释全部暗物质。
2023-06-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reconstruction of broad features in the primordial spectrum and inflaton potential from Planck
利用最近公布的普朗克宇宙微波背景数据，我们讨论了原始功率谱的优化组合。作为一个重要的修改，通常binning的原始频谱，随着频谱振幅的箱，我们允许的位置箱也发生变化。这种技术使我们能够解决的位置可能广泛的物理特征的原始光谱与相对较少的箱相比，较早进行的分析。这种方法实际上是一种在原始光谱中寻找广泛特征并避免数据中的拟合噪声的重建方法。执行马尔可夫链蒙特卡罗分析，我们提出了允许的原始光谱与普朗克数据一致的广泛功能的样本。为了检验在原始光谱中存在阶梯状特征的现实性，我们重新审视了A。A. Starobinsky，其可以解决从光谱的分箱获得的类似特征。利用BINGO程序，数值计算了该模型在等边和任意三角形波矢组态下的局域$f_{\rm NL}$，结果表明该模型的非高斯性与Planck的结果一致.在本文中，我们还考虑了不同的光谱倾斜在不同的箱，以确定宇宙尺度的光谱指数需要有一个红色的倾斜，它是有趣的报告，光谱指数不能很好地约束到$k \sim 0.01~ {\rm Mpc}^{-1}$。
2014-01-03 astro-ph.CO hep-ph physics.data-an
Inflationary models constrained by reheating
本文研究暴胀模型中再加热温度与持续时间对宇宙学观测量的约束作用，通过一致性关系限制谱指数、张量-标量比等参数，并以广义α-attractor模型为例结合宇宙学数据验证其可行性。
2024-03-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Geometry of non-Gaussianity in transient non-attractor inflation
School of Astronomy, Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基础科学研究所天文学院）
研究非吸引性膨胀中非高斯性的几何特性，揭示双谱在不同配置下的表现及对原始黑洞和引力波的影响。
2025-12-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes from a tiny bump/dip in the Inflaton potential
暴胀过程中的标量扰动可以被暴胀子势中的微小特征大大放大。一个凹凸状的功能表现得像一个本地的速度断路器，降低标量场的速度，从而局部增强标量功率谱。如果基础暴胀子势$V_b(ϕ)$包含局部校正项，例如在$ϕ=ϕ_0$处的$V_b(ϕ)\left[1+\varepsilon(ϕ)\right]$，则自然出现隆起状特征。在$ϕ_0$中存在这样的局部校正项会导致曲率功率谱中的大峰值，并增强黑洞形成的概率。值得注意的是，这不会显著影响CMB尺度上的标量谱指数$n_{_S}$和张量与标量比$r$。因此，这种模型可以产生更高质量的原始黑洞（$M_{\rm PBH}\geq 1 M_{\odot}$），与“近拐点势”模型形成对比，在“近拐点势”模型中，产生更高质量的黑洞会严重影响$n_{_S}$和$r$。通过适当地选择基势--例如基于弦理论的暴胀（KKLT）或$α$ -吸引子模型--原初标量功率谱的放大可以和$10^7$一样大，这导致原初黑洞（PBH）对今天的暗物质密度$f_{\rm PBH} = Ω_{0,\rm PBH}/Ω_{0,\rm DM} \sim O(1)$有显著的贡献。有趣的是，我们的结果仍然有效，如果隆起被替换为下降。在这种情况下，基础暴胀子势$V_b(ϕ)$包含负的局部校正项，例如在$ϕ=ϕ_0$处的$V_b(ϕ)\left[1-\varepsilon(ϕ)\right]$，这导…
2020-03-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evading the CMB $μ$-distortion bound on Supermassive Primordial Black Hole seeds with Non-Gaussian tails
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Chengdu University of Technology（成都理工大学）
研究超大质量原初黑洞种子质量范围受宇宙微波背景辐射μ畸变限制问题，通过非微扰δN形式，分析四类高斯核族尾部，计算畸变限制的原初黑洞丰度，发现分数势动力学代数尾和重对数正态尾可满足种子丰度需求。
2026-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial power spectrum: a complete analysis with the WMAP nine-year data
我们进一步改进了误差敏感的Richardson-Lucy反卷积算法，使其直接适用于宇宙微波背景观测的未分组测量角功率谱，以重建原始功率谱的形式。这种改进通过去除一些中间分析阶段而使得该方法的应用显著更直接，从而允许以更高的效率和精度以及更低的计算费用重建原始光谱。应用改进的算法，我们拟合WMAP 9年的数据，使用原始光谱的优化重建形式，在χ^2方面的最佳拟合幂律的改进超过300。这显然超出了其他替代方法的范围，反映了所提出的方法在重建过程中的效率，并允许我们在CMB数据中投影的原始光谱中寻找任何可能的特征。虽然所提出的方法使我们能够看到原始光谱的形式的各种可能性，都具有良好的拟合数据，需要适当的误差分析来测试理论模型的一致性，因为随着可能的物理伪影，重建光谱中的大部分特征可能是由CMB数据中的拟合噪声引起的。利用WMAP 9年的数据，通过对原始谱的多种实现方式进行误差带重建，结果表明，原始谱的幂律形式与WMAP 9年的数据在所有波数上都具有良好的一致性。将WMAP偏振数据包括在分析中并没有改善我们的结果，因为它的质量很低，但我们希望普朗克数据将使我们能够对CMB的温度和偏振观测进行全面的分析。
2013-08-13 astro-ph.CO hep-th physics.data-an
Whipped inflation
基于暴胀发生在GUT对称性破缺尺度的思想，本文构造了一类新的大场暴胀子势，其中暴胀子从幂律势开始，经过一段相对快速的滚动，直到视界内的几个e-折叠后，它过渡到具有较低幂次的势的慢滚动部分的吸引子.由于暴胀的初始快速滚动阶段，我们发现在大尺度下标量本原功率的抑制，同时势的选择可以提供给我们一个高振幅的张量本原谱。这种具有大的张量-标量比的标量幂的抑制有助于我们在一个框架中调和普朗克和BICEP 2数据。我们发现，从一个立方到二次形式的暴胀子潜在的过渡产生一个适当的抑制功率的标量原始谱，提供显着改善拟合幂律模型相比，普朗克和BICEP 2数据在一起。我们计算的程度的非高斯性，特别是，双谱的最佳拟合潜力，并表明它是符合普朗克双谱约束。
2014-09-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
