Sound speed induced production of primordial black holes
我们研究了不同的机制，通过这些机制，原始曲率扰动的速度可以产生曲率谱的增强，这可能导致原始黑洞（PBH）的产生。一种可能性是在单标量场模型中声速的增长，这会导致曲率扰动的超视界增长。另一种是曲率扰动的动量相关有效声（MESS），它可以出现在多场模型或修正的引力理论中。未来的引力波观测站，如LISA，将允许设置声速的空间和时间依赖性的约束，以及它可能起源的不同理论方案。
2020-06-12 astro-ph.CO
CMB and matter power spectra from cross correlations of primordial curvature and magnetic fields
本文给出了具有初始曲率扰动的随机磁场非零互相关情况下宇宙微波背景（CMB）的温度各向异性和偏振的完整数值计算。例如，如果磁场是在膨胀期间通过将电动力学耦合到用曲率标识的标量场而生成的，则会产生这种互相关。对于一个近尺度不变的磁场的1 nG，它被发现，在低多极的贡献，由于交叉相关占主导地位的纯磁模式。线性物质的功率谱在大尺度上也有类似的行为。
2013-01-25 astro-ph.CO
The effect of varying sound velocity on primordial curvature perturbations
假设背景演化始终满足慢卷条件，研究了暴胀宇宙学中声速突变对原初曲率扰动谱的影响.结果表明，该功率谱具有振荡特征，其振荡特征由跃迁前后声速之比和跃迁时穿过声视界的波数决定，并给出了它们的解析表达式。在这些参数的某些值，振荡的原始功率谱可以更好地适应所观察到的宇宙微波背景温度各向异性功率谱比简单的幂律功率谱，虽然这样一个新的自由度的介绍是不合理的，在赤池的信息准则的上下文中。
2011-02-09 astro-ph.CO
Measuring the spectral running from cosmic microwave background and primordial black holes
我们结合宇宙微波背景（CMB）数据、重子声学振荡（BAO）数据和来自原始黑洞（PBH）的约束来约束谱运行。研究发现，多个边带的约束对标量谱指数的运行有显著影响，当考虑多个边带的约束时，不运行的幂律标量谱与观测数据是一致的。另外，从慢卷参数的约束来看，单场慢卷暴胀模型中导出的张量谱指数相当小，即$|n_t|\lesssim 9.3\times 10^{-3}$，未来仅用CMB数据将很难测量，并且在95%置信水平下，导出的张量谱指数游程的绝对值不大于$2.1\times 10^{-4}$。
2018-06-05 astro-ph.CO
Constraints on primordial curvature spectrum from primordial black holes and scalar-induced gravitational waves
原初黑洞和标量诱导引力波的观测数据可以在小尺度上约束原初曲率扰动。我们用一个破幂律形式来参数化原初曲率扰动，发现它与许多能产生原初黑洞的暴胀模型是一致的，如非最小导数耦合暴胀、标量-张量暴胀、Gauss-Bonnet暴胀和K/G暴胀.利用峰值理论计算了原初暗物质中原初黑洞的比例，得到了原初黑洞对破缺幂律形式的原初曲率功率谱的约束.实空间的礼帽和高斯窗函数被认为是。高斯窗函数对原曲率扰动幅度的约束比实空间礼帽窗函数的约束大3倍左右。给出了NANOGrav 12.5yrs数据集原始曲率扰动的约束条件，其中NANOGrav信号被假定为标量诱导的引力波，并且仅使用前5个频率点。
2023-01-29 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the tilt of primordial gravitational-wave power spectrum from observations
本文研究暴胀产生的原初引力波，探讨当前对其谱倾斜度的约束，并预测未来观测的改进潜力。
2019-07-23 astro-ph.CO gr-qc
Reconstruction of Primordial Power Spectrum of curvature perturbation from the merger rate of Primordial Black Hole Binaries
小尺度上的原初曲率扰动的性质还不清楚，而大尺度上的原初曲率扰动的性质已经通过对宇宙微波背景各向异性和大尺度结构的观测得到了很好的探索。本文提出了一种通过二元太初黑洞的合并率来重建小尺度上太初曲率扰动的方法，这种合并率可以由小尺度上的太初曲率大扰动来形成.
2021-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Neutrino signals from ultracompact minihalos and constraints on the primordial curvature perturbation
与标准暗物质晕相比，最近提出的一种新的暗物质结构--超致密微晕（UCMHs）的密度剖面更陡，形成时间更早。如果暗物质是由弱相互作用大质量粒子（WIMP）组成的，那么由于暗物质湮灭而来自UCMH的潜在信号（例如中微子）将被IceCube/DeepCore或其他探测器探测到，并且这样的信号将具有非常有用的伽马射线观测的互补性。另一方面，UCMH的形成与较小尺度上的原始曲率扰动有关。因此，对UCMH丰度的限制可以用来限制这些尺度上的扰动。在以前的工作中，在文献中，作者集中在γ射线信号的UCMH由于暗物质湮灭。在这项工作中，我们调查的中微子信号从附近的UCMH。虽然没有多余的中微子信号的暗物质湮灭已被观察到，UCMH的丰度的限制可以得到，这些限制可以转化为小尺度上的原始曲率扰动的限制。
2013-05-18 astro-ph.CO
Testing primordial black hole and measuring the Hubble constant with multiband gravitational-wave observations
存在两种与原初曲率扰动有关的随机引力波背景。一种是由于曲率扰动与张量扰动的非线性耦合而产生的引力波，另一种是在辐射占优时代，当大振幅曲率扰动重新进入视界时形成的二元原初黑洞的合并产生的引力波。在本文中，我们找到了这两种随机引力波背景的峰值频率之间的一个非常有用的关系。这一关系不仅为原初黑洞的存在提供了确凿的证据，而且为利用随机引力波背景的多波段观测测量哈勃常数$H_0$提供了一种方法。
2023-01-11 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on primordial curvature perturbations from primordial black hole dark matter and secondary gravitational waves
原初黑洞和次级引力波可以用来探测早期的小尺度物理。对于视界再入后产生的次级引力波，我们导出了源的时间积分的解析公式，得到了诱导引力波能量密度随时间变化的解析性质。通过对原初曲率扰动的功率谱提出分段幂律参数化，利用原初黑洞暗物质的观测约束，得到了功率谱的上界，并讨论了未来天基引力波天线对模型的检验.
2019-12-10 astro-ph.CO gr-qc
Constraints on the Primordial Curvature Power Spectrum by Pulsar Timing Array Data: A Polynomial Parameterization Approach
针对脉冲星计时阵列观测到的随机信号，提出基于泰勒展开的原初曲率功率谱峰值参数化方法，并结合贝叶斯推断与NANOGrav 15年数据集对其进行限制，该方法具有较强通用性。
2024-01-10 astro-ph.CO gr-qc
Primordial gravitational waves and curvature perturbations induced energy density perturbation
本研究计算辐射主导时期高斯曲率扰动与原初引力波诱导的二阶标量和密度扰动，给出源项、核函数及功率谱，表明原初引力波可能显著影响能量密度扰动。
2024-01-29 astro-ph.CO gr-qc
Relics of spatial curvature in the primordial non-gaussianity
我们研究的签名在宇宙微波背景（CMB）的存在下，强烈的空间曲率之前，时代的通货膨胀，产生了我们现在的宇宙。如果暴胀没有持续足够长的时间来驱动大尺度空间曲率为零，那么目前可观察到的尺度可能已经离开了视界，而空间切片不能用平坦的欧几里得几何来近似。在这种情况下，我们计算修正的功率谱和非高斯的CMB温度各向异性。功率谱没有得到显著的修正，并且在初始条件下是曲率存在的弱诊断，除非其运行可以以高精度确定。然而，双谱非高斯参数f_NL在最大可观察尺度上接收修改。我们估计最大信号将对应于fNL ~ 0.3，这是目前微波背景实验所达不到的。
2009-06-29 astro-ph.CO
Primordial curvature perturbation during and at the end of multi-field inflation
研究了多场暴胀中原初曲率微扰的产生。考虑到暴胀过程中微扰的演化和暴胀结束时产生的影响，我们给出了曲率微扰的一般公式。给出了两个暴胀子标量的可分势的功率谱、谱倾斜和非高斯性的解析表达式，并将其应用到一些具体模型中。
2012-02-01 astro-ph.CO hep-ph
Reconstruction of Power Spectrum of Primordial Curvature Perturbations on small scales from Primordial Black Hole Binaries scenario of LIGO/VIRGO detection
原初黑洞（PBH）作为LIGO/Virgo探测到的二元黑洞（BBH）合并事件的候选边界，为研究小尺度上的原初曲率扰动提供了一个有用的工具。利用GWTC-1到GWTC-3星表，在暴胀时期PBH起源于小尺度上大的原始曲率扰动的假设下，我们首次重建了小尺度上原始曲率扰动的功率谱。发现原始功率谱的振幅在尺度$\mathcal{O}(1)$ pc上增大到$\mathcal{O}(10^{-2})$。这可能意味着PBH作为BBH可能合并候选者的有效性。
2023-03-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black holes from local features of the inflaton potential
本文研究暴胀子势局部特征增强超视界曲率扰动并产生原初黑洞的机制，分析特征参数对PBH丰度的影响，给出满足观测约束的模型及小行星质量范围示例。
2024-07-06 astro-ph.CO
Multiple peaks in gravitational waves induced from primordial curvature perturbations with non-Gaussianity
本文将高斯情形下原初曲率扰动诱导引力波的分析推广到非高斯情形，并总结出界定非高斯曲率扰动多重峰所诱导引力波峰的经验法则。
2024-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Black Holes from Vector-Induced Curvature Perturbations Sourced by Primordial Magnetic Fields
Hunan Normal University（湖南师范大学）
提出一种新的暴胀后机制，在硬状态或动能主导时期通过原初磁场的矢量扰动增强小尺度曲率扰动，从而产生足够丰度的原初黑洞。
2026-11-05 astro-ph.CO gr-qc
Tau neutrinos from ultracompact dark matter minihalos and constraints on the primordial curvature perturbations
中微子的观测和研究为揭示暗物质粒子的性质提供了一种间接的途径。对于μ介子中微子的探测，主要问题是大气背景，这是由大气中的宇宙射线与原子之间的相互作用引起的。与μ介子中微子相比，τ中微子具有更小的大气背景，特别是向下的方向。除了经典的中微子源外，暗物质粒子也可以湮灭为中微子，是潜在的高能天体物理源。由于暗物质粒子的湮灭率与粒子数密度的平方成正比，因此在暗物质晕中心附近，湮灭率较大，特别是对于一种新的暗物质结构--超致密暗物质微晕（UCMHs）.在以前的工作中，我们已经研究了由于暗物质湮灭引起的UCMH中的μ介子中微子通量。此外，由于UCMH的形成与小尺度的原初密度扰动有关，我们得到了对小尺度原初曲率扰动幅度的限制，即$1 \lesssim k \lesssim 10^{7} ~\rm Mpc^{-1}$ .在这项工作中，我们专注于下行的τ中微子从UCMH由于暗物质湮灭。通过与τ中微子通量本底的比较，得到了对UCMH质量分数的限制。然后利用UCMH质量分数的限制，得到了对原始曲率扰动幅度的限制，并将其推广到尺度$k \sim 10^{8} ~ \rm Mpc^{-1}$上.
2017-11-03 astro-ph.CO
Constraining primordial black holes and primordial curvature power spectrum with extragalactic muon neutrino
Qufu Normal University（曲阜师范大学）
研究由WIMPs和PBHs组成的混合暗物质情景，通过分析PBHs周围WIMP湮灭产生的河外中微子通量，得出PBHs中暗物质比例上限及原初曲率功率谱上限，为相关研究提供了新约束。
2026-08-26 astro-ph.CO
Measuring the cosmological density field twice: A novel test of dark energy using the CMB quadrupole
宇宙微波背景（CMB）辐射在星系团中的散射，根据星系团位置光子分布的四极各向异性，产生偏振信号。这个“远程四极”来自于测量的诱导极化提供了一个机会，重建原始的大尺度波动。我们讨论，比较本地CMB四极预测这些重建的原始波动和CMB卫星所做的直接测量可能使我们能够测试宇宙方差极限之外的暗能量。
2022-02-23 astro-ph.CO
Measuring primordial anisotropic correlators with CMB spectral distortions
我们发现，膨胀模型与破碎的旋转不变性产生可测试的非对角签名之间的相关性的$μ$型失真和温度波动的宇宙微波背景。更确切地说，通常由原始矢量场的波动产生的具有四极双谱不对称性的场景，当$|\ell_1-\ell_2|=2$时产生非零的$μ$相关。由于光谱畸变对极小尺度的原始波动很敏感，因此宇宙方差限制的光谱畸变实验可以以高的信噪比检测到这种效应。
2015-10-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Primordial black hole formation and abundance: contribution from the non-linear relation between the density and curvature perturbation
研究了曲率扰动$ζ$引起的原初黑洞的形成和丰度。$ζ$和密度对比度$δ$之间的非线性关系意味着，即使当$ζ$具有精确的高斯分布时，也必须考虑影响PBH形成的显著的非高斯性。利用数值模拟方法研究了形成PBH的临界值和质量，并利用峰值理论计算了宇宙坍缩形成PBH时的质量分数。本文还导出了计算现今PBH总丰度和质量函数的公式。结果表明，PBH的丰度对非线性效应非常敏感，功率谱$\mathcal{P}_ζ$必须比线性模型大$\sim2$倍，才能产生与线性模型相同的PBH（精确值取决于一个区域崩溃并形成PBH的临界值）.这也意味着从PBH丰度的约束导出的对小尺度功率谱的约束较弱相同的因子。
2019-11-14 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
Primordial power spectra from $k$-inflation with curvature
我们调查的原始功率谱一般动力学膨胀模型，支持一个时期的动力学主导的弯曲宇宙的情况下。我们提出了推导的Mukhanov-Sasaki方程的非标准标量动力学拉格朗日，它体现了自己通过暴胀声速$c_s^2$。我们将Contaldi等人[1]和Thavanesan等人[2]中的解析近似推广到一般的动力学拉格朗日函数，并显示了$k$ -暴胀对曲率模型的原始功率谱的影响。特别是，在封闭宇宙的情况下，声速和曲率之间的相互作用导致功率谱的自然低波数截止。使用的分析近似，我们进一步表明，在不同时期的通货膨胀的结果在所得到的功率谱的共动曲率扰动的非衰减振荡的通货膨胀的声速之间的变化。
2022-06-24 astro-ph.CO gr-qc
Curvature bounce in general relativity: background and primordial spectrum
最近的数据表明，宇宙可能是正弯曲的。结合暴胀阶段，这可能导致曲率反弹而不是大爆炸。背景演化，作为控制宇宙演化的参数的函数。还计算了原始张量谱，并强调了模型可能的观测足迹。几个潜在的被认为是一般性的评论是关于“自然”在这种情况下。
2021-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Semianalytic Calculation of Gravitational Wave Spectrum Nonlinearly Induced from Primordial Curvature Perturbations
无论暴胀过程中产生的原初引力波（GW）是否强到足以被观测到，GW都必然是由原初曲率的二阶微扰产生的。小尺度的曲率扰动或宇宙历史中物质主导阶段的存在，可以增强诱导的引力波。我们解析地计算了诱导引力波功率谱表达式中的积分，它是与原始曲率扰动谱无关的普适部分。这使得随后的数值积分非常容易。在简单的情况下，我们推导出完全解析公式的诱导GW频谱。
2018-06-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes and gravitational waves from parametric amplification of curvature perturbations
本文研究了在具有小周期结构的单场暴胀模型中，由于参数共振而在小尺度上产生大曲率扰动的新机制。重新进入视界后，放大的曲率扰动可以导致可观测到的原始黑洞以及随机引力波。原始黑洞的质量和诱导的引力波的频率依赖于模型参数。由此产生的原始黑洞可能构成宇宙中所有的暗物质或一部分暗物质，相应的随机引力波落在脉冲星定时阵列和天基引力波探测器可测量的频带内。
2020-06-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non perturbative effects of primordial curvature perturbations on the apparent value of a cosmological constant
我们研究了由暴胀方案预测的原始曲率扰动和宇宙微波背景辐射约束的局部不均匀性对光度距离的影响。我们发现，起源于原初曲率扰动场的一个、两个或三个标准偏差峰的局部欠密度可以分别引起对$0.6%,1%,1.5%$量级的宇宙学常数值的修正.在我们即将进入的精确宇宙学时代，这些影响不容忽视。我们的结果可以被认为是一个上界的局部非线性结构，可以产生原始曲率扰动，并需要一个完全非微扰的相对论性处理的影响的ESTA组件。
2014-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining the primordial curvature perturbation using dark matter substructure
我们通过对暗物质亚结构的观测来研究原初曲率的扰动。假设曲率扰动在波数k>1 Mpc^{-1}时的谱中有一个凸起，我们用半解析的方法跟踪了主晕和次晕的演化。考虑到可能的不确定性，在评估的潮汐剥离对subhalo增长的影响，我们发现了一个新的强大的约束曲率扰动与颠簸从我们的银河系中观测到的矮球状星系的数量和恒星流的观测。对于k~ 10 ^3 Mpc^{-1}，凸块振幅的上限为O（10^{-7}）。此外，我们发现，这是至关重要的间接检测的暗物质信号的升压因子，是高达O（10^4），由于在当前的观测范围内允许的颠簸。
2022-11-11 astro-ph.CO hep-ph
Model-independent reconstruction of the primordial curvature power spectrum from PTA data
本文提出模型无关方法，利用NANOGrav 15年数据重建原初曲率功率谱，以简化评估SIGWs能否解释PTA信号，无需计算其能量密度。
2024-02-01 astro-ph.CO gr-qc
Cherenkov in the Sky: Measuring the Sound Speed of Primordial Scalar Fluctuations
我们考虑产生额外的相对论粒子耦合到暴胀子。我们表明，这些粒子的原始扰动谱上的印记可以用于直接测量的声速的标量扰动，无论该物种的生产机制。我们研究的模型中，这些相对论性本地化的源是通过共振机制产生的较重粒子的衰变产物。这些粒子发射出同相的暴胀子粒子，它们对所谓的音爆产生建设性的干扰，导致“暴胀切伦科夫效应”。由此产生的冲击波导致宇宙微波背景的温度各向异性的独特图案。此外，我们表明，该模型预测的曲率扰动和相当大的平坦的非高斯性的功率谱上的独特功能，为一个合适的参数范围。
2019-07-23 astro-ph.CO hep-th
Primordial black hole formation with non-Gaussian curvature perturbations
在局部最大值附近的瞬态恒滚暴胀的情况下，我们推导出非微扰场的重新定义，它将高斯随机场与真正的非高斯曲率扰动联系起来。我们的分析表明，出现了一个新的临界振幅$ζ_*$，对应的扰动，防止暴胀子从超过当地的最大值，从而成为陷入虚假的最小值的潜力。对于在局部最大值处具有温和曲率的势（因此具有小的非高斯性），我们恢复了已知的微扰场重新定义。我们将这些结果应用于原初黑洞的形成，并讨论了$ζ_*$小于或等于球对称超密度坍缩临界值的情况。在后一种情况下，我们提出了一个简单的潜在的功率谱需要一个振幅小10倍，在高斯的情况下，产生相当数量的原始黑洞。
2019-07-09 astro-ph.CO hep-th
Primordial black hole formation from non-Gaussian curvature perturbations
我们考虑几个早期的宇宙模型，允许在小尺度上产生大曲率扰动。众所周知，这种扰动可以导致原始黑洞（PBH）的形成。我们简要回顾了今天的情况与PBH的限制，然后集中在两个模型中，强烈的非高斯曲率扰动预测：混合通货膨胀瀑布模型和曲率模型。我们发现，PBH的曲率扰动功率谱振幅的值的限制是强烈依赖于扰动的形状，可以显着（两个数量级）偏离通常的高斯极限${\cal P}_ζ\lesssim 10^{-2}$。我们给出的例子PBH质谱计算的两个暴胀模型。
2012-12-12 astro-ph.CO hep-ph
Did NANOGrav see a signal from primordial black hole formation?
我们表明，最近的NANOGrav结果可以解释为一个随机的引力波信号与形成的原始黑洞从高振幅曲率扰动。引力波频谱的振幅和功率与超大质量黑洞的原始种子的形成相吻合。
2021-03-26 astro-ph.CO
Primordial Black Holes in non-linear perturbation theory
本论文从研究宇宙学涨落的起源开始，特别关注非高斯关联函数很大的情况。分析表明，来自几乎无质量的辅助场的扰动一般产生大的非线性参数fNL值。通过构造一个非高斯概率分布函数（PDF），探讨了在宇宙结构统计中引入非高斯关联函数的影响。这样的PDF是从量子场论的背景下，与n点关联函数作为唯一的输入的第一性原理推导出的共动曲率微扰。然后，非高斯PDF被用来探讨两个重要的问题，在物理学的原始黑洞（PBH）：第一，计算非高斯修正产生的原始曲率起伏的PBH的数量。第二个应用是关于新的宇宙学观测量。已知PBH的形成取决于两个主要的物理特征：由初始曲率不均匀性产生的引力场的强度和曲率位形边缘的压力梯度。我们占找到这些配置的概率，通过使用两个参数：振幅的不均匀性和它的二阶径向导数，在配置的中心进行评估。导出的概率在宇宙中的PBH的形式的质量分数的影响进行了讨论。
2009-10-09 astro-ph.CO
Generalised constraints on the curvature perturbation from primordial black holes
原始黑洞（PBH）可以通过大密度扰动的坍缩在早期宇宙中形成。有严格的限制，丰富的PBH形成，由于其重力效应和后果，他们的蒸发。这些丰度约束可用于将原始功率谱以及暴胀模型约束在比宇宙学观测所探测的尺度小得多的尺度上。我们编译，并在相关的更新，PBH的丰度的约束，然后再计算曲率扰动的约束，考虑到增长的密度扰动之前，视界进入。我们考虑两个简单的参数化的曲率扰动谱的规模感兴趣的：常数和幂律。PBH对功率谱幅度的约束通常在10^{-2}-10 ^{-1}的范围内，具有一定的尺度依赖性。
2009-04-22 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on primordial curvature power spectrum with pulsar timing arrays
该研究利用脉冲星计时阵列数据，通过贝叶斯推断比较单峰与双峰参数化的原初曲率功率谱模型，发现当前灵敏度无法区分不同形状，从而限制了原初曲率功率谱的约束。
2023-10-30 astro-ph.CO gr-qc
A Note on the Abundance of Primordial Black Holes: Use and Misuse of the Metric Curvature Perturbation
原始黑洞（PBH）的形成是一个罕见的事件，通过崩溃的大波动在早期宇宙。例如，这通过形成概率的非高斯尾部表现出来。为了计算这样的概率和PBH的丰度，经常采用曲率摄动。在本说明中，我们强调，它的使用不提供正确的PBH形成概率。通过一个路径积分的方法，我们表明，准确计算的PBH丰度需要的知识的曲率扰动或等价的，所有相应的连接的adjacator的多变量联合概率。
2022-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Measuring the primordial gravitational wave background in the presence of other stochastic signals
从干涉信号的自相关或互相关中提取随机引力波背景（SGWB）的标准方法通常涉及使用滤波函数。标准最佳滤波器可最大化总SGWB与噪声之间的信噪比（SNR）。我们推导出表达式的最佳滤波器和SNR的存在下，一个目标SGWB加上其他不需要的组件。我们还推广的方法的情况下，无模板重建。该形式允许容易地执行边缘化前景信号的分析和预测，例如由二元聚结产生的典型$Ω_{\rm GW} \propto f^{2/3}$背景。我们演示的方法与LISA任务，并讨论可能的扩展和应用领域。
2021-06-15 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes from the ultraslow-roll phase in the inflaton--curvaton mixed field inflation
提出含USR阶段的暴胀子–曲率子混合场模型，用δN形式分析曲率扰动功率谱与非高斯性，生成约10^-14 M⊙且可构成全部暗物质的PBHs。
2025-02-20 astro-ph.CO
On the non-Gaussian correlation of the primordial curvature perturbation with vector fields
我们计算的三点交叉关联函数的原始曲率扰动膨胀过程中产生的两个权力的一个模型中的共形不变性被打破的向量场与暴胀子的直接耦合。如果矢量场与电磁场相同，这种相关性将是暴胀期间产生的原始磁场的非高斯特征。我们发现，信号是最大化的扁平配置，其中曲率扰动的波数是两倍的矢量场，并在此限制，磁非线性参数变得一样大，|b_{NL}| ~ 10^3。在曲率扰动波数为零的压缩极限下，我们的结果与arXiv：1207.4187中导出的磁一致性关系一致。
2013-02-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Measuring primordial non-Gaussianity through weak lensing peak counts
我们探讨了使用弱透镜峰计数检测本地类型的原始非高斯性的可能性。我们测量了对应于三个模型f_NL={0，+100，-100}的模拟弱透镜映射组中的峰丰度。使用与Euclid类似的测量规范，在不假设任何透镜和源红移知识的情况下，我们发现fNL =+-100的非高斯模型的峰值函数与高质量端的高斯峰值函数相差15%。对于假定的测量参数，拟合f_NL=0峰值函数到f_NL=+-100峰值函数的概率小于0.1%。假设其他宇宙学参数已知，f_NL可以测量，误差Δf_NL ~ 13。因此，未来的弱透镜巡天（如欧几里得和LSST）可能会从丰富的峰值计数中检测到原始非高斯性，并为从宇宙微波背景中获得的信息提供补充信息。
2012-04-18 astro-ph.CO gr-qc
Role of spatial curvature in the primordial gravitational wave power spectrum
该研究探究空间曲率对原初引力波传播的影响，推导了开放/闭合宇宙的原初功率谱，分析暴胀后引力波演化及相对论粒子修正，得到遗迹引力波谱能量密度，并讨论探测前景。
2023-08-28 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes from temporally enhanced curvature perturbation
具有广义动力学相互作用的标量场根据其场值（从宇宙学常数到刚性物质）而发生变形。我们表明，这样的标量场可以引起时间上的增强的曲率扰动在原始宇宙中，导致有效生产的原始黑洞，而增强持续。如果暴胀能量标度很高，那么这些迷你黑洞在大爆炸核合成之前很久就被霍金辐射蒸发了，而宇宙的有效再加热是通过黑洞蒸发实现的。PBH的主导地位和通过其蒸发的再加热改变了原始宇宙的膨胀历史。这导致在DECIGO频带的原始张量模式的频谱的特征，打开一个有趣的可能性测试PBH再加热的情况下，通过测量原始张量模式。如果暴胀的能量标度很低，PBH的质量可能比太阳质量大得多。在这种情况下，PBH是一个有趣的候选种子超大质量黑洞居住在目前的星系。
2014-06-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Towards a reliable reconstruction of the power spectrum of primordial curvature perturbation on small scales from GWTC-3
本研究从GWTC-3数据在分层贝叶斯框架下可靠重建小尺度原初曲率扰动功率谱，发现最大振幅约2.5×10⁻²，支持暴胀产生原初黑洞的图景。
2023-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing the shape of the primordial curvature power spectrum and the energy scale of reheating with pulsar timing arrays
本研究利用NANOGrav 15年数据，通过贝叶斯推断约束原初曲率功率谱形状和再加热能量尺度，发现窄峰（Δ<0.001）和再加热温度下限（≥0.1 GeV），为探测早期宇宙提供独特标志。
2024-07-22 astro-ph.CO gr-qc
Primordial dark matter from curvature induced symmetry breaking
我们证明了绝热暗物质可以通过暴胀过程中的引力致对称破缺产生。我们研究了一个$Z_2$对称标量单线态，它只通过引力耦合到其他场，当非最小耦合$ξ$为负时，在暴胀过程中时空曲率破坏了它的对称性。我们发现，对称性破缺导致绝热暗物质的形成与观察到的丰度为单重态质量$m\sim{\rm MeV}$和$|ξ|\sim 1$。
2020-08-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Prospects for probing ultralight primordial black holes using the stochastic gravitational-wave background induced by primordial curvature perturbations
超轻的原始黑洞（PBH），质量为$\lesssim 10^{15}$ g，亚原子史瓦西半径，产生于早期宇宙，预计由于霍金辐射，到目前的宇宙年龄已经蒸发。基于这一假设，对超轻PBH的丰度提出了一些限制。然而，霍金辐射至今尚未得到实验验证。因此，如果对超轻PBH的约束可以独立于霍金辐射的假设，这将是有趣的。在本文中，我们探讨了探测这些PBH的可能性，在一个狭窄的质量范围内，使用引力波（GW）的数据从两个LIGO探测器。这个想法是，导致PBH形成的大的原始曲率扰动也会通过非线性模式耦合产生GW。这些诱导的GWs将产生随机背景。具体来说，我们把我们的注意力集中在PBH的质量范围$\sim 10^{13} - 10^{15}$ g的诱导随机GW背景峰落在灵敏度带的LIGO。我们发现，对于窄和宽高斯PBH质量分布，相应的GW背景将使用目前可用的LIGO数据检测，只要我们忽略现有的限制的PBH的丰度，这是基于霍金辐射。此外，我们发现，这些随机背景将在LIGO的第三次观测运行中检测到，即使在考虑现有的限制PBH丰度。一个非检测应该使我们能够限制原始曲率扰动的幅度以及超轻PBH的丰度。我们估计，在第三次观测结束时，假设没有检测到，我们应该能够放置比目前现有的约束好几个数量级的约束。
2020-08-04 astro-ph.CO gr-qc
Contribution of the hybrid inflation waterfall to the primordial curvature perturbation
在结束混合暴胀的瀑布期间，将产生对曲率扰动的贡献$ζ_χ$，这在小尺度上可能是显著的。特别是，它可能导致过多的黑洞形成。我们在这里考虑标准的混合暴胀，瀑布场的快子质量比哈勃参数大得多。我们在最简单的情况下计算$ζ_χ$，看看为什么以前的$ζ_χ$计算是不正确的。
2011-05-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial magnetic fields in theories of gravity with non-minimal coupling between curvature and matter
宇宙中磁场的存在是不容置疑的。从恒星到星系团的所有尺度都可以观测到它们。然而，这些领域的起源仍然是谜。据信，在某些条件下，磁场种子可能是由暴胀产生的。这种可能性是分析的背景下，另一种引力理论与曲率和物质之间的非最小耦合。我们发现，通过解决方案的广义麦克斯韦方程组的背景下，非极小模型，一般慢卷暴胀的情况下，低再加热温度，$T_{RH}\simeq10^{10}$ GeV，所产生的磁场可以兼容的观测在大尺度上，$λ\sim 1 Mpc$。
2022-05-24 astro-ph.CO gr-qc
Gamma-rays from ultracompact minihalos: potential constraints on the primordial curvature perturbation
超致密微晕（UCMH）是一种致密的暗物质结构，它可以在物质辐射相等后不久由大的密度扰动形成。如果暗物质是弱相互作用大质量粒子（WIMP）的形式，那么UCMH可以通过它们的伽马射线发射来检测。我们调查如何{ \em{Fermi} }卫星可以约束UCMH的丰度和地方的原始曲率扰动的功率谱的限制。用{ \em Fermi}进行探测，将对UCMH晕部分设定一个下限。最小的可检测晕圈分数$f_{\rm UCMH} \gtrsim 10^{-7}$是$M_{\rm UCMH} \sim 10^{3} M_{\odot}$。如果未检测到UCMH的伽马射线发射，则可以对晕分数设置上限。对于$M_{\rm UCMH} \sim 10^{5} M_{\odot}$，边界是最紧的，$f_{\rm UCMH} \lesssim 10^{-5}$。在未检测到的情况下，原始曲率扰动的功率谱的所得上限在尺度$k \sim 10^{1}-10^{6} \, {\rm Mpc}^{-1}$上的范围$\mathcal{P_R} \lesssim 10^{-6.5}- 10^{-6}$内。这比这些尺度上原始黑洞形成的现有限制要严格得多，但是它假设暗物质是WIMP的形式，并且UCMH在银河系晕的形成过程中没有被破坏。
2010-10-06 astro-ph.CO hep-ph
