The spectrum of Gravitational Waves, their overproduction in quintessential inflation and its influence in the reheating temperature
在暴胀理论中,作为标准或典型暴胀的最重要的问题之一是在暴胀时期结束后重新加热宇宙的机制,以便与热大爆炸宇宙相匹配。在典型的暴胀中,经常使用两种机制,即通过引力粒子产生的再加热,正如我们将看到的,当从暴胀结束到动力学状态的相变时,这是非常有效的(暴胀子场的所有能量都是动能)是非常突然的,所以-称为瞬时预热,其用于非常平滑的相变,因为在这种情况下重力粒子的产生是非常低效的。在本工作中,这些机制进行了详细的研究,得到的边界的再加热温度和在每个再加热机制中所涉及的参数范围,以便引力波(GW)产生的启始不干扰大爆炸核合成(BBN)的成功。
2020-06-22 gr-qc hep-th
Gravitational particle production of superheavy massive particles in Quintessential Inflation: A numerical analysis
我们数值计算了在两种不同的经典暴胀(QI)方案中,即洛伦兹经典暴胀(LQI)和经典暴胀背景下的$α$ -吸引子($α$ -QI),从暴胀结束到暴胀开始的相变过程中,由于共形耦合超重粒子的引力产生而引起的再加热温度.一旦这些超重粒子被创造出来,它们必须衰变成较轻的粒子,形成相对论性等离子体,其能量密度最终将主导暴胀子场的能量密度,以便在暴胀后以非常高的温度重新加热我们的宇宙,在这两种情况下都大于$10^7$ GeV,这与通常认为的重质量抑制粒子产生,从而导致低效的重新加热温度相反。最后,我们将表明,在这个相变期间的引力波(GW)的过度生产,当一个处理我们的模型,不干扰大爆炸核合成(BBN)的成功。
2021-10-05 gr-qc hep-th
Quantum-gravitational effects on gauge-invariant scalar and tensor perturbations during inflation: The de Sitter case
我们给出了暴胀过程中规范不变标量和张量扰动功率谱的量子引力修正的详细计算。这是通过对Wheeler-DeWitt方程进行半经典Born-Oppenheimer型近似来完成的,由此我们得到了具有量子引力修正项的薛定谔方程。作为第一步,我们执行我们的计算的de Sitter宇宙,并发现校正项导致最大尺度上的功率增强。
2016-04-21 gr-qc hep-th
Pre-Inflationary Bounce Effects on Primordial Gravitational Waves of $f(R)$ Gravity
在这项工作中,我们将研究一个可能的前暴胀的情况下,我们的宇宙和这可能是如何实现的$f(R)$引力。具体地说,我们将介绍一种情况,在这种情况下,宇宙在前暴胀时代收缩,直到达到最小幅度,随后膨胀,慢慢进入一个缓慢的准德西特暴胀时代。这种暴胀前的反弹避免了宇宙奇点,并且在准德西特暴胀阶段之前和之后的时代,近似满足弦论激发的标度因子对偶性$a(t)=a^{-1}(-t)$。我们研究了$f(R)$的哪些近似形式可以实现这样一个非奇异的前暴胀情形,其准de Sitter补丁由$R^2$引力描述,从而保证了从暴胀中退出.此外,由于在弦论中,大爆炸前的情景会导致引力波能谱的整体放大,我们详细研究了产生暴胀前非奇异反弹的$f(R)$引力的这一观点。正如我们所展示的,在$f(R)$引力情况下,原始引力波背景的能谱也被放大,但是缺点是放大太小而不能被未来的高频干涉仪检测到。因此,我们得出结论,在单标量场理论的情况下,$f(R)$引力不能产生可检测的随机引力波和标量和高阶曲率项的协同理论可能是必要的。
2021-12-05 gr-qc hep-th
Gravitational waves and magnetic monopoles during inflation with Weitzenböck torsion
本文研究了具有挠率的广义几何中的Hilbert-Einstein作用量的变分原理,并考虑了非平凡边界条件。我们得到了一个有效的能量动量张量,它的来源在扭转,这代表了几何诱导的物质。我们探讨了在这种扭转几何中磁单极子和引力波的存在性。我们的结论是,边界项可以被确定为可能的来源的宇宙学常数和扭转的磁单极子的来源。我们研究了一个例子,其中引力波产生于宇宙的德西特暴胀膨胀。
2016-05-24 gr-qc hep-th
Gravitational waves from p-form inflation
最近的研究表明,暴胀背景可以通过任何与引力非最小耦合的$p$形式的场来实现。本文研究了p型暴胀过程中产生的引力波。尽管背景演化与传统的标量场暴胀完全相同,但在p型暴胀中,引力波的行为是不同的。特别地,我们发现引力波的传播速度在2-和3-形式暴胀模型中不同于1。我们指出,在大场模型中,速度的平方变为负值。小场模型没有病态,对引力波谱的修正也很小。
2009-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
More on gravitational waves from double monodromy inflation
我们进一步分析了在物理评论D 104,L081302(2021)中提出的双轴子单值暴胀在引力波物理中的唯象意义。我们发现,除了手征引力波(GW)起源于规范场的不稳定性,该模型还预测了显着数量的非手征,标量诱导的引力波,都在相同的频率附近达到峰值。我们发现,虽然手性GW密度有更大的峰值,非手性GW可以占主导地位的峰值,因为他们在一个较慢的速度衰减。这提供了一个有趣的GW签名,由未来的天基干涉仪,如LISA和DECIGO探测。
2022-11-16 gr-qc hep-th
Primordial gravitational waves from the space-condensate inflation model
我们考虑空间凝聚暴胀模型来研究早期宇宙中产生的原初引力波。在假设宇宙演化过程中两个连续态之间的相变是突变的情况下,计算了空间凝聚暴胀模型诱导的全频域引力波的能谱.在我们的模型中发现,随着模型参数的变化,引力波的频率逐渐降低,能谱受到抑制。为了实现原初引力波能谱的抑制,我们研究了空间凝聚暴胀模型暴胀过程中早期相变的存在性。
2016-04-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing pre-inflationary anisotropy with directional variations in the gravitational wave background
我们进行了详细的分析,在一个类似卡斯纳的预膨胀阶段,允许一般的三轴各向异性放大的原始引力波背景。结果表明,预测的大尺度引力波强度角分布图根据暴胀前各向异性的程度呈现出不同的拓扑模式,从而为未来的引力波全天观测提供了一个可能的暴胀前早期宇宙的探测器.我们还从宇宙微波背景的B模偏振中导出了这种各向异性引力波振幅的观测极限。
2016-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A note on testing pre-inflationary times with gravitational-waves
考虑一个基于圈量子宇宙学的简单暴胀模型。在这个框架内,我们证明暴胀并不一定在它开始之前就消除了信息,但这样的信息可能会在这些最早的时间产生的引力波的能谱中留下它的印记。
2010-05-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational Waves generated during inflation from a 5D vacuum theory of gravity in a de Sitter expansion
在这封信中,我们研究的引力波的产生过程中的膨胀从一个5D真空引力理论。在此形式下,在一个有效的4D de Sitter背景下,我们恢复了在广义相对论中的4D暴胀理论所获得的典型结果,暴胀过程中产生的引力波的振幅。我们还得到了一个范围内的张量标量比的振幅值,这是与COBE观测。
2007-01-31 astro-ph gr-qc hep-th
Initial Kaluza-Klein fluctuations and inflationary gravitational waves in braneworld cosmology
我们研究了Randall-Sundrum膜世界中暴胀产生的引力波的频谱。由于暴胀引力波是量子力学起源的,所以体扰动的初始组态包括卡鲁扎-克莱因量子涨落以及零模涨落。然而,我们发现,在Kaluza-Klein模式的初始波动没有显着的影响,在后期的时间谱,无论在暴胀后阶段的能量尺度和状态方程参数。这是用数值方法,使用朗斯基公式。
2006-02-17 astro-ph gr-qc hep-th
Stochastic eternal inflation is in the swampland
我们证明,有没有控制描述的随机永恒的通货膨胀与改进沼泽德西特猜想一致。
2019-11-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves generated by second order effects during inflation
讨论了暴胀过程中标量模和张量模非线性耦合产生的引力波。描述引力波扰动的两种方法被使用和比较:协变和本地的方法,以及基于度量的分析的基础上的Barrant形式主义。还描述了对慢卷充气的应用。
2007-04-16 astro-ph gr-qc hep-th
Big bounce and inflation from gravitational four-fermion interaction
四费米子引力相互作用是由挠率引起的,并且在普朗克尺度下占主导地位。这种相互作用的规则的轴-轴部分本身并不能阻止引力压缩。然而,反常的矢量-矢量相互作用以一种自然的方式导致大反弹和暴胀。
2012-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational open effective field theory of inflation
Ewha Womans University(梨花女子大学);Asia Pacific Center for Theoretical Physics(亚太理论物理中心)
本文在Schwinger-Keldysh框架下构建了暴胀有效场论的引力开放扩展,通过识别最小开放算符以兼容标量和张量模式,恢复了暴胀的耗散模型。
2025-12-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Towards the bounce inflationary gravitational wave
在跳涨情形中,跳涨是无奇性的,而跳涨的优点得到保留。我们解析计算了其原始引力波(GW)的功率谱,并给出了包括反弹相物理在内的普遍结果。光谱在大尺度下获得截止,而在截止尺度附近的振荡是相当剧烈的,这是由反弹的细节决定的。我们的工作表明,大尺度的原始引力波可能编码了暴胀前$\sim 60$倍左右的反弹物理过程。
2016-05-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stochastic gravitational waves backgrounds: a probe for inflationary and non-inflationary cosmology
物理场景,导致高能量的随机引力波背景(频率范围从$μ$ Hz到GHz)进行检查。在某些情况下,对数能谱的典型振幅甚至可以比普通暴胀预测大8个数量级。讨论了产生的引力子的能量密度与频率的关系中的标度违反。
1999-12-22 astro-ph gr-qc hep-ph
New Sources of Gravitational Waves during Inflation
我们指出,可检测的膨胀张量模式可以产生的粒子或弦源在膨胀过程中产生的,符合要求的膨胀和标量波动的约束。我们通过例子表明,这种效果可以支配的贡献,从量子涨落的度量,发生即使当暴胀的势能太低,产生一个可比的信号。因此,从暴胀中检测到张量模并不自动构成暴胀哈勃尺度的确定。
2014-09-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stochastic inflation on the brane
膜上的混沌暴胀被认为是在随机暴胀的背景下。我们发现存在一个在膜上发生永恒暴胀的区域。在某些情况下,相应的概率分布。共动体上的定态概率分布和德西特膜世界的生成概率都具有相同的指数行为。最后,非微扰效应进行了简要讨论。
2003-10-21 astro-ph gr-qc hep-th
Analytic formula for the dynamics around inflation end and implications on primordial gravitational waves
我们认为,原始引力波具有谱裂,它的信息对探索早期宇宙是相当有用的。事实上,这样的光谱突变可以是暴胀结束的指纹,并且突变处的振幅和频率可以同时告诉我们暴胀的能量标度和再加热温度。为了研究谱突变,我们给出了慢滚近似崩溃的暴胀结束前后哈勃参数演化的解析公式。利用暴胀动力学的解析公式,我们还半解析地计算了断点附近的原初引力波谱。
2021-03-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Nonthermal leptogenesis via cosmological gravitational particle production is tested by inflationary gravitational waves
University of Manitoba(曼尼托巴大学);Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);The University of Chicago(芝加哥大学);Rice University(莱斯大学);University of Winnipeg(温尼伯大学)
研究通过宇宙学引力波测试非热轻子生成机制,探讨宇宙膨胀与右手法 neutrinos 的尺度巧合,以及通过引力波信号验证模型的可行性。
2026-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Phase-transition sound of inflation at gravitational waves detectors
一级相变(PT)将产生具有类logo谱的随机引力波(GWs)背景。然而,我们发现,当这样的PT发生在原始暴胀期间,PT带来的GWs频谱将被红化,从而记录了独特的声纹暴胀。我们评估GW检测器检测相应信号的能力。
2018-12-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stochastic non-attractor inflation
我们将随机暴胀的形式推广到具有声速的非吸引子暴胀$c_s$。我们得到了超视界扰动的朗之万方程,并计算了曲率扰动功率谱的随机修正。结果表明,平均e折数和功率谱的分数阶随机校正量均为功率谱量级。我们还计算了场空间中具有两个边界的dS空间中的边界穿越概率和首中概率。进一步计算了在类似于大扩散项永恒暴胀的情况下功率谱的随机修正。
2020-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Circular Polarization of Primordial Gravitational Waves in String-inspired Inflationary Cosmology
我们研究了原初引力波圆偏振的产生机制。圆偏振是在弦激发的宇宙学中由高斯-邦纳项驱动的超膨胀过程中产生的。由高斯-邦纳项引起的张量模不稳定性和由引力陈-西蒙斯项引起的宇称破坏是该机制的基本组成部分。我们还讨论了产生的圆偏振的引力波的可探测性。事实证明,单场暴胀的简单模型与CMB的观测结果相矛盾。为了克服这个困难,我们提出了一个双场暴胀模型。在这个双场模型中,引力波的圆极化是在大爆炸观测器(BBO)或分赫兹引力波天文台(DECIGO)设计的频率范围内产生的。
2008-03-10 astro-ph gr-qc hep-th
On decoherence of cosmological perturbations and stochastic inflation
通过对Starobinsky随机暴胀的适当推广,我们提出了一个经典的随机暴胀相空间公式,它可用于暴胀过程中宇宙学扰动退相干的定量研究.精确了解宇宙学扰动对宇宙微波背景辐射光子的消相干作用是理解宇宙学微波背景辐射光子声振荡的关键。为了说明这种方法是如何工作的,我们给出了自相互作用暴胀子场的相关方程。为了教学的原因,并提供一个链接到场论的情况下,我们考虑量子随机谐振子。
2012-01-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observable Chiral Gravitational Waves from Inflation in String Theory
我们考虑了IIB型弦论中暴胀过程中引力波的产生,以及在小场暴胀中观测到引力波的可能性。我们表明,规范场激发一组重合的D 7膜,本身的临界模量稳定,因此内在的膨胀在弦论,再加上轴子场从散装通量,可以作为一个旁观者部门在通货膨胀。这导致大量手征引力波的产生,即使是相对较小的轴子-规范场耦合值。我们扩展到包括一个单值的轴子,并证明,在这两种情况下,可观察到的水平的引力波产生在小场膨胀的弦论,具有最大手征的频谱。最后,我们证明了与模量稳定和任意(大或小字段)的主机模型的暴胀动力学的一致性,考虑作为一个明确的例子Kahler模量通货膨胀。
2018-11-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Induced Gravitational Waves from Non-attractor Inflation and NANOGrav data
本文研究单场非吸引子暴胀中由标量扰动诱导的引力波,分析不同声速和尖锐转变对NANOGrav及未来引力波观测的预言,并计算非高斯性参数$f_{NL}$。
2023-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Large Gravitational Waves and Lyth Bound in Multi Brane Inflation
结果表明,在杂化M理论中,多重M5膜暴胀产生了一个可探测的引力波功率谱,其张量分数$r$通常大于投影的实验灵敏度$r_{exp} = 0.01$ .一个可测量的引力波功率谱需要一个大的暴胀能量标度和一个超普朗克暴胀子变分。它们分别为粒子理论模型的建立提出了严重的问题。可靠的有效场论描述。这些问题在多膜暴胀模型和多M5-膜暴胀模型中得到缓解甚至不存在。
2008-09-30 hep-th
Stochastic Gravitational Wave Production After Inflation
在许多暴胀模型中,加速膨胀的时期以预热结束,这是一个高度非热的演化阶段,在此期间暴胀子将能量泵入与之耦合的一组特定的场动量模式。这必然会引起大的,瞬态密度不均匀性,可以源一个显着的频谱的引力波。在本文中,我们考虑了预热过程中产生的引力波的一般性质,对几个特定的暴胀模型的频谱进行了详细的计算,并确定了需要进一步研究的问题。特别是,我们认为,如果这些引力波存在,它们必然会落入直接探测实验可行的频率范围内-从实验室到太阳系尺度。我们从数值模拟中提取了$λϕ^4$和$m_ϕ^2 ϕ^2$暴胀后预热的引力波谱,发现它们导致了$Ω_{gw}h^2\sim 10^{-10}$左右的引力波振幅。这比暴胀期间产生的原始引力波的振幅要高得多。然而,这些引力波的典型波长比LIGO尺度短得多,尽管在极端情况下,它们可能在拟议的BBO任务所能达到的尺度上可见。我们调查可能的实验方法来检测预热过程中产生的任何引力波背景。
2006-03-22 astro-ph gr-qc hep-th
A manifestly covariant theory of multifield stochastic inflation in phase space: solving the discretisation ambiguity in stochastic inflation
随机暴胀理论是一种通过朗之万方程描述超哈勃、粗粒度、标量场驱动暴胀的有效理论。我们以前强调的困难,推导出一个理论的随机通货膨胀,是不变的字段下重新定义,并与模糊的离散计划定义随机微分方程的链接。在本文中,我们解决了这些“通货膨胀的随机异常”的问题,通过使用满足一般协方差的Stratonovich离散化,并确定波动场的量子性质需要存在一个优选的框架定义独立的随机噪声。此外,我们推导出物理上等价的Itô-Langevin方程,这些方程显然是协变的,非常适合于数值计算。这些方程是在弯曲场空间的多场暴胀的一般背景下制定的,考虑到与引力的耦合以及哈密顿语言中的全相空间,但这种分辨率在更简单的单场设置中也是相关的。我们还开发了这些方程的路径积分推导,解决了在经典运动方程的水平上提出的启发式方法的概念问题,并允许在原则上计算校正的随机形式主义。使用Schwinger-Keldysh形式主义,我们整合出小尺度的波动,推导出的影响作用,描述它们对粗粒场的影响,并显示如何得到粗粒有效的哈密顿作用可以解释为推导出朗之万方程与明显的真实噪声。虽然相应的动力学不是严格的马尔可夫,但我们展示了当马尔可夫近似相关时场和动量的概率密度函数的协变相空间福克-普朗克方程。
2021-05-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effective noise in stochastic description of inflation
暴胀时空的随机描述通过一个有效的随机“噪声场”来模拟真空涨落的增长,该噪声场驱动体积平滑暴胀子的动力学。我们调查这个领域的统计特性,并发现它的相关器是一个函数的平滑长度的单位测量的距离。我们的结果适用于广泛的一类平滑窗口函数,并从以前的计算不同的Starobinsky和其他人谁使用了尖锐的动量截止。我们还讨论了一些近似噪声描述对随机通货膨胀模拟的适用性。
1999-11-08 astro-ph gr-qc hep-th
Generating enhanced parity-violating gravitational waves during inflation with violation of the null energy condition
在单场暴胀模型中,如果暴胀子与引力Chern-Simons项非最小耦合,暴胀过程中零能条件(NEC)的违反将自然地增强暴胀原初引力波(GW)的宇称违反效应($Δχ$定义)的振幅。在经历了NEC破坏阶段之后,宇宙进入了随后的慢卷膨胀,具有更高的能量尺度(即,更大的哈勃参数$H$),这导致增强的几乎尺度不变的功率谱(即,$P_{\rm T}$)的暴胀原始GWs在高频波段,而$P_{\rm T}$仍然与观测的频率带的宇宙微波背景。因此,在暴胀期间违反NEC将放大可观测性(即,$P_{\rm T}\cdotΔχ$)的奇偶性破坏的影响小规模。有趣的是,我们的模型在$Δχ$上具有特定的振荡特征,可能不会被其他人模仿。
2023-03-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Studying Inflation with Future Space-Based Gravitational Wave Detectors
宇宙微波背景辐射(CMB)的$B$模式偏振提供了关于暴胀引力波(IGW)的重要信息,受最近研究进展的启发,我们研究了使用未来天基引力波(GW)探测器获取早期宇宙信息的可能性。我们进行了详细的统计分析,以估计如何以及我们可以确定膨胀后的再加热温度以及振幅,张量谱指数,和运行的暴胀引力波。我们讨论的精度如何依赖于检测器的噪声参数和分析中可用的最小频率。本文还讨论了这种研究对通货膨胀模型检验的意义。
2014-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observable Primordial Gravitational Waves from Cosmic Inflation
本文回顾了暴胀产生原初引力波随机背景的机制,探讨了暴胀后刚性期对引力波的增强作用使其达到可观测水平,并在混合暴胀与Palatini引力模型中展示了具体实例。
2023-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
MHz Gravitational Waves from Short-term Anisotropic Inflation
我们揭示了短期各向异性膨胀的普遍性。作为示范,我们研究了指数型规范动力学函数,这是普遍存在的模型,从高维基本理论降维得到的膨胀。结果表明,各向异性膨胀普遍发生在常规膨胀的后期。值得注意的是,我们发现在10 MHz ~ 100 MHz的高频波段中,有大量的原始引力波产生,其峰值振幅在$10^{-26}$ ~ $10^{-27}$之间。如果将来我们能探测到这样的引力波,我们将能够探索更高维的基本理论。
2017-06-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scale invariance and a gravitational model with non-eternal inflation
我们提出了一个3 + 1维引力模型,该模型在早期导致膨胀,随后是辐射和物质主导的时代,随后在后期加速。暴胀和晚期加速都接近于德西特,有效宇宙学常数之间有很大的等级。没有标量场作为暴胀的媒介,从暴胀到辐射主导时期的过渡是平滑的。这个模型的设计是,它产生的代价是放弃洛伦兹不变性的引力部门,迪拉克Born Infeld型共形标量理论时,宇宙是共形平坦的。然而,它类似于弱弯曲时空中具有Gibbons-Hawking-York边界项的爱因斯坦引力。
2012-04-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Prospects for Direct Detection of Inflationary Gravitational Waves by Next Generation Interferometric Detectors
我们研究了未来空间引力波探测器DECIGO和BBO探测暴胀引力波背景的潜在影响。利用基于数值计算的引力波谱的精确预测,计算了混沌/自然/混合暴胀模型下每个实验的信噪比。我们研究了再加热温度对暴胀模型的影响,发现在高再加热温度下,混沌/自然暴胀模型都能探测到引力波.通过对引力波的探测,可以得到再加热温度的下限。这个下限的粒子物理的再加热温度的影响进行了讨论。
2011-02-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Direct Detection of the Primordial Inflationary Gravitational Waves
暴胀宇宙学成功地解释了一些突出的宇宙学问题,包括平坦性、视界和遗迹问题。更引人注目的是实验证实了暴胀量子涨落引起的结构。然而,暴胀时代的物理学尚不清楚。宇宙微波背景(CMB)任务的偏振观测可以探测到暴胀引力波(GW)的张量模效应,并给出暴胀的能量标度。为了探索暴胀物理,需要直接观测暴胀时代产生的引力波。在这篇文章中,我们主张,直接观察这些GWs的灵敏度下降到10** gw(-23),如果前景可以分离,利用目前的预计技术发展是可能的。
2009-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic Inflation Revisited: Non-Slow Roll Statistics and DBI Inflation
随机暴胀描述了暴胀宇宙的整体结构,通过将超级哈勃动力学建模为与重力耦合的物质场系统,其中子哈勃场波动将随机力引入运动方程。超级哈勃动力学是超局部的,允许我们忽略空间导数,并将每个哈勃补丁视为一个单独的宇宙。这提供了一个自然的框架来讨论解空间和初始条件上的概率。在这篇文章中,我们推导出一个演化方程的概率为任意类的物质系统,包括DBI和k-暴胀模型,并发现平衡解决方案,满足细致平衡。我们的结果是更普遍的比那些来自假设慢滚或准德西特几何,因此是直接适用于不满足通常的慢滚条件的模型。我们讨论了一般条款的条件永恒的通货膨胀设置,我们给出了明确的数值解的高度随机,准静态轨道的相对论性DBI制度。最后,我们表明,随机/热隧穿的概率可以显着提高相对于霍金-莫斯瞬子的结果,由于相对论DBI效应。
2008-06-19 astro-ph gr-qc hep-th
Is the Spectrum of Gravitational Waves the "Holy Grail" of Inflation?
人们常说,通过观测宇宙微波背景的B模偏振来探测原初引力波的频谱是暴胀的“圣杯”。这篇短文的目的是指出,寻找B模偏振的引力波信号确实具有巨大的科学意义。然而,与其证明暴胀是早期宇宙学的正确范式,直接原始B模式偏振的积极信号很可能是由于暴胀之外的其他来源。事实上,仔细描述B模式极化的光谱甚至可能证伪暴胀范式。
2011-04-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on the Reheating Parameters after Gauss-Bonnet Inflation from the Primordial Gravitational Waves
研究了高斯-邦纳项对暴胀引力波能谱的影响。根据暴胀模型对张量功率谱的预测,将暴胀模型分为红倾($n_T<0$)和蓝倾($n_T>0$)两类,并分别计算了每类暴胀模型的引力波能谱。我们发现,引力波谱增强依赖于模型参数,如果预测的暴胀张量谱有一个蓝色的倾斜,而它们被抑制的光谱有一个红色的倾斜。此外,我们还利用引力波谱分析了再加热参数,包括温度、状态方程参数和$e$折叠数。我们的结果意味着,高斯-邦纳项起着重要的作用,不仅在通货膨胀,而且在再加热过程中,无论是瞬时的或持续一定数量的$e$折叠,直到它热化,并最终完成。
2018-11-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Chiral Primordial Gravitational Waves from Dilaton Induced Delayed Chromo-natural Inflation
我们研究了耦合到SU(2)规范场的介子和轴子驱动的暴胀。我们发现,由介子驱动的暴胀发生在暴胀的早期,在此期间,由于规范动力学函数的作用,规范场增长。当磁场的能量密度赶上电场的能量密度时,色自然暴胀在暴胀的后期占据主导地位,我们称之为延迟色自然暴胀。因此,由轴子和规范场驱动的延迟色自然暴胀是由轴子引起的。该模型的有趣结果是在小尺度上手征原初引力波的产生。由于规范场在暴胀的早期是惰性的,所以它与传统的色自然暴胀相比是可行的。我们发现的参数区域中的手征引力波产生的频率范围高于nHz,这是潜在的检测在未来的引力波干涉仪和脉冲星定时阵列,如DECIGO,eLISA和SKA。
2016-02-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Quest for B Modes from Inflationary Gravitational Waves
本文描述了在暴胀引力波引起的宇宙微波背景(CMB)极化中寻找旋度分量(B模)的工作。给出了暴胀的正则单场慢滚模型,解释了原初密度微扰和引力波的量子产生。它示出了如何这些引力波,然后引起在CMB极化。然后,我们描述的CMB偏振模式的几何分解成旋度自由分量(E模式)和旋度分量(B模式),并明确表明,引力波诱导B模式。我们讨论了B模式引起的引力透镜和银河前景,并显示如何两者都是区别于那些引起的通货膨胀引力波。这些B模式的实验追求所涉及的问题进行了描述,我们总结了一些正在追求的战略。最后,我们简要讨论了探测/表征暴胀引力波背景的其他途径。
2015-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Structure of Primordial Gravitational Waves Spectrum in a Double Inflationary Model
详细研究了在双暴胀模型中两个标量场仅通过引力相互作用产生的引力波背景及其对遗迹微波背景大角度温度起伏的相对贡献$T/S$. $T/S$和GW谱$n_T$的斜率之间的关系被证明是一个由一个标量场和更复杂的模型驱动的慢卷膨胀之间的判别测试。它被发现,GW振幅不完全是零的频谱振荡的最小值,这个属性是一个观察,在原则上,表现GW是在一个压缩真空状态在通货膨胀。
1995-05-27 astro-ph gr-qc hep-th
Gravitational Wave Spectrum in Inflation with Nonclassical States
暴胀过程中的初始量子态由于含时参数$ω_{phys}(k/a)$的放大可能演化为高度压缩的量子态,这可能是trans-Planckian物理中修正的色散关系。这种压缩量子态是一种非经典态,在经典理论中没有对应的量子态。我们考虑了压缩态、压缩相干态和压缩热态等非经典态,计算了模式离开视界时引力波微扰的功率谱。
2004-02-13 astro-ph gr-qc hep-th
Power spectrum in stochastic inflation
我们计算了随机暴胀中曲率扰动的功率谱。这结合了第一次穿越时间的分布,通过通货膨胀结束的表面,这是以前已经研究过的,与场值的分布时,一个给定的规模跨越了哈勃半径在通货膨胀期间,我们展示了如何计算。这使得随机- $δN$形式主义与观测有了具体的联系。作为一个应用,我们研究如何在小尺度上的量子扩散(例如,在导致原始黑洞的模型中出现)影响在宇宙微波背景中观察到的大尺度扰动。我们发现,即使这些套尺度很好地分离,大的影响可以产生从扭曲的场值和波数之间的经典关系所带来的量子扩散接近年底的通货膨胀。这表明,宇宙微波背景测量可以对整个暴胀势设置明确的约束,直到暴胀结束。
2021-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum gravitational corrections to the inflationary power spectra in scalar-tensor theories
我们导出了一般单场标量-张量理论的暴胀功率谱的第一个量子引力修正,该理论包括与引力的非最小耦合、非标准标量动力学项和标量场的任意势.我们从惠勒-德威特方程的半经典展开式中得到这些修正,而惠勒-德威特方程又控制着量子引力正则方法中的全量子动力学。我们讨论了这些修正的大小和相关性,以及它们在暴胀光谱观测中的特征签名。我们比较我们的结果进行了类似的计算的最小耦合标量场与正则动力学项,并讨论了量子引力修正的非最小耦合的影响。
2019-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Stochastic Inflation and Dimensional Reduction
我们提出了一个随机暴胀的副本场论方法,其中发现了降维的表现形式,后者占主导地位的尺度随时间呈指数快速增长,从而影响最大的超视界尺度。我们发现,在这些尺度上的光谱指数不可避免的修改。发现了噪声相关器与非高斯参数f_NL之间的显式关系。
2008-10-31 astro-ph gr-qc hep-th
$f(R)$-Gravity Generated Post-inflationary Eras and their Effect on Primordial Gravitational Waves
在这项工作中,我们将考虑一个几何产生的后暴胀时代对原始引力波能谱的影响。具体地说,我们将考虑一个后暴胀常数状态方程时代,产生的协同效应的$f(R)$重力和辐射和物质完美的流体。我们将研究两种有趣的情况,一种是状态方程参数$w=-1/3$,在这种情况下,宇宙既不加速也不减速,另一种是$w=0$,因此是一个早期的物质支配时代。为了评价与引力波能谱计算有关的暴胀观测指标,我们还考虑了常数状态方程参数era对$e$ -折叠数的影响。在$w=-1/3$和$w=0$两种情况下,原初引力波的能谱都被放大,但对于$w=0$情况,这种效应更强。
2022-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The gravitational wave background from super-inflation in Loop Quantum Cosmology
本文研究了圈量子宇宙学中张量涨落的行为,重点研究了一类具有近标度不变标量场功率谱的标度解。利用$n_t \approx 2$计算得到了引力场扰动的谱指数,并发现在功率谱中有一个强的蓝倾。因此,张量模的振幅在大尺度上被抑制了许多数量级,与标准暴胀情景预测的相比,$n_t \approx 0$。
2008-10-01 astro-ph gr-qc hep-th
On the Reliability of the Langevin Pertubative Solution in Stochastic Inflation
给出并讨论了随机暴胀Langevin方程微扰展开式的可靠性估计方法。该方法适用于各种通货膨胀的情况下,大字段,小字段和运行质量模型。它表明,微扰方法是更可靠的比可以天真地怀疑,在一般情况下,只有在通货膨胀的最后崩溃。
2005-11-29 astro-ph gr-qc hep-ph
Tunneling in Stochastic Inflation
研究了暴胀过程中衰变到不同真空的相对几率。计算是在单场慢滚势使用随机通货膨胀形式主义。各种情况下进行了调查,包括从当地的最大值的潜力和逃避当地的最小值。在后一种情况下,我们的结果与Hawking和Moss的结果一致,但适用于任何势。衰变率也计算,并与多个最小值和最大值的一般潜在的情况下进行了讨论。
2018-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Prospects for determination of thermal history after inflation with future gravitational wave detectors
宇宙在暴胀和大爆炸核合成之间的热历史还没有被观测到。它将通过探测膨胀过程中产生的原始引力波来探测,其中包含有关再加热温度以及膨胀后宇宙状态方程的信息。基于Fisher信息形式主义,我们研究如何准确的张量标量比和再加热温度膨胀后,可以同时确定与空间为基础的引力波探测器,如DECI-hertz干涉仪引力波天文台(DECIGO)和大爆炸观测器(BBO)。我们发现,如果张量与标量之比约为0.1,再加热温度约为10^7 GeV,则最好确定再加热温度,并探索可检测的参数空间。我们还发现,如果暴胀引力波被成功探测到,早期宇宙的物态方程也可以被精确地确定,以区分不同的物态方程参数。因此,未来的引力波探测器提供了一个独特的和有希望的机会,以揭示宇宙的热历史约10^7 GeV。
2011-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph