Tracing Astrophysical Black Hole Seeds and Primordial Black Holes with LISA-Taiji Network
在这项工作中，我们讨论了LISA和太极的联合网络可以提供的改进探索两种黑洞的形成机制。对于天体物理起源，我们考虑轻种子和重种子的情况下，并相应地产生人口。我们发现，联合网络有可能在15 < z < 20的范围内观察到生长的光种子，而单个探测器几乎看不到，这将揭示光播种机制。对于重种子，联合网络仅提高了信噪比。对于原始起源，我们计算了z > 20时的事件率以及LISA和联合网络的检测率。联合网络将LISA的视界向低质量端扩展，在低质量端事件率高，因此我们有更好的机会利用联合网络观测到原始黑洞。我们还使用LISA和联合网络的Fisher矩阵估计参数，并发现联合网络显着改善估计。
2022-05-01 gr-qc
Ability of LISA to detect a gravitational-wave background of cosmological origin: the cosmic string case
我们研究了激光干涉仪空间天线（LISA）探测宇宙弦产生的随机引力波背景（GWB）的能力，并随后估计存在仪器噪声、致密双星的天体物理背景和白矮星双星的银河前景时的弦张力$Gμ$。Fisher信息和马尔可夫链蒙特卡罗方法提供了LISA噪声和不同信号源的参数的估计。我们证明了LISA的能力，同时估计银河系的前景，以及天体物理和宇宙弦产生的背景。考虑到预期的天体物理背景和银河系前景，LISA可以测量$G μ\approx 10^{-16}$到$Gμ\approx 10^{-15}$范围内或更大范围内的宇宙弦张力，其中银河系前景对这一极限的影响大于天体物理背景。本文提出的参数估计方法也适用于LISA观测波段的其他宇宙学背景。
2022-01-11 gr-qc
Astrophysical constraints on primordial black holes in Brans-Dicke theory
我们考虑Brans-Dicke理论中原始黑洞种群的宇宙演化。来自原始黑洞的霍金辐射影响着宇宙演化过程中的各种天体物理过程。在辐射主导的时代，黑洞对辐射的吸积可能有效地赋予它们更长的寿命。我们提出了一个详细的研究，这如何影响各种标准的天体物理约束来自原始黑洞的蒸发。我们分析的约束，从目前的宇宙密度，目前的光子谱，宇宙微波背景频谱的失真，也从核合成后影响轻元素丰度的过程。我们发现，初始原始黑洞质量分数的约束收紧吸积效率的增加。
2010-09-03 astro-ph.CO gr-qc
Spectral separation of the stochastic gravitational-wave background for LISA: galactic, cosmological and astrophysical backgrounds
在其观测波段，激光干涉仪空间天线（LISA）将同时观测不同来源的随机引力波背景（SGWB）信号;来自银河系白矮星双星的轨道调制波形，一个双星黑洞产生的背景，并可能是宇宙学产生的SGWB。我们模拟了银河系白矮星双星的引力波发射的朗伯\cite{Lamberts}分布的基础上，并确定了一个复杂的波形从银河系前景。利用LISA探测到的银河系调制信号，利用Fisher信息和马尔可夫链蒙特卡罗方法对不同信号源的LISA噪声和参数进行了估计，并提出了相应的数据分析策略。我们同时估计银河系前景，天体物理和宇宙学背景，并估计未来的LISA观测SGWB在光谱域的3个通道$ A $，$ E $和$ T $的探测限。在预期的天体物理背景和银河系前景的背景下，宇宙学背景能量密度约为$ Ω_{GW,Cosmo} \approx 8 \times 10^{-13} $可以检测到LISA与我们的光谱分离策略。
2021-05-17 gr-qc
The power of SKA to Constrain cosmological gravitational-wave backgrounds below the astrophysical foreground noise
本研究提出利用宇宙学引力波触发暗物质致密子晕形成的机制，借助即将建成的SKA约束子晕丰度，从而在天体物理前景噪声下将纳赫兹/微赫兹频段的宇宙学引力波能谱约束到更低水平，收紧新物理模型参数空间。
2025-06-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Bayesian Evidence for Both Astrophysical and Primordial Black Holes: Mapping the GWTC-2 Catalog to Third-Generation Detectors
我们进行了一个层次贝叶斯分析的GWTC-2目录调查的混合情况下，合并事件解释的天体物理和原始起源的黑洞。对于天体物理的情况下，我们采用的现象学模型所使用的LIGO/处女座合作，我们包括从数据推断的不同参数之间的相关性，在原始和天体物理的情况下的自旋的作用，吸积在原始的情况下的影响。我们的最佳拟合混合模型相对于单种群天体物理模型有很强的统计证据，从而支持两个不同起源的黑洞合并种群的共存。特别是，我们的研究结果表明，天体物理合并约占原始黑洞事件数量的四倍，并预测第三代探测器，如爱因斯坦望远镜和宇宙探测器，应该检测到数百个合并从原始黑洞双星在红移$z\gtrsim30$。
2021-06-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes, astrophysical systems and the Eddington-Weinberg relation
本文从原初黑洞的量子化关系出发，证明了量子涨落在决定自引力天体物理系统的有效尺度中起着重要作用。此外，还自然地导出了观测宇宙的电流尺度与普朗克常量（标准作用量单位）之间的Eddington-Weinberg关系。最后，这种方法可以恢复宇宙学常数的当前值。
2011-10-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Demagnified GWs from Cosmological Double Neutron Stars and GW Foreground Cleaning Around 1Hz
强引力透镜效应会使来自宇宙学双中子星双星的引力波显著缩小，未来的BBO或DECIGO等探测任务可能会错过一些小于探测阈值的引力波信号。无法探测到的双星将形成GW前景，这可能会妨碍对非常弱的原始GW信号的探测。我们讨论了这个潜在的问题的前景，使用一个简单的模型的基础上奇异等温球透镜轮廓。幸运的是，预期对于NS+ NS的推测合并率，剩余前景将低于通过相关性分析用BBO/DECIGO实现的检测限Omega_{GW} ~ 10^{-16}。
2009-10-26 gr-qc
Non-gaussianity in the foreground-reduced CMB maps
[摘要]：通过使用CMB数据检测或未检测原始非高斯性不仅对于区分通货膨胀模型而且对于测试替代方案至关重要。因此，非高斯性提供了对原始宇宙物理学的一个强有力的探索。原始非高斯性的提取是一项困难的事业，因为非原始自然的几种效应可以产生非高斯性。大部分CMB数据的高斯性分析都是通过使用部分天空频率来进行的，其中使用掩模来处理银河漫射前景发射。然而，全天空地图似乎更适合于测试CMB数据的高斯性。另一方面，在一些非高斯分析中，掩模会引起偏差。在这里，我们使用两个最近的大角度非高斯指标，基于CMB地图大角度斑块的偏斜度和峰度，来检查可用的全天五年和七年WMAP地图中的非高斯问题。我们发现，这些全天空的前景减少地图提出了一个显着的偏离高斯的不同水平，这与前景减少程序。我们还进行了高斯性分析的前景减少五年和七年的WMAP地图与KQ75掩码，并与全天前景减少地图进行类似的分析进行比较。该比较显示了当采用掩模时非高斯性水平的显著降低，这提供了关于前景缩减的地图作为全天空CMB的高斯重建的适合性的指示。
2010-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Astrophysical structures from primordial quantum black holes
天体物理结构的特征尺寸，直到整个观测到的宇宙，原则上可以恢复，假设引力是从微观尺度开始的整体相互作用组装系统，其数量级由普朗克长度和相关的康普顿波长决定。这一结果与引力相互作用的屏蔽机制的缺乏是一致的，并且可能与牛顿势中引入典型相互作用长度的汤川修正的存在有关。这一结果直接来自原始黑洞的量子化，然后特征相互作用长度直接来自量子场论。
2010-05-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Searching for cosmological stochastic backgrounds by notching out resolvable compact binary foregrounds with next-generation gravitational-wave detectors
本文研究下一代地面引力波探测器中宇宙学随机背景的搜寻问题，提出在考虑参数估计不确定性条件下利用时频域陷波移除可分辨致密双星前景，发现该方法可将前景压低至约5%，并指出不可分辨前景才是主要限制。
2024-09-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmic string gravitational wave backgrounds at LISA: II. Reconstruction of conventional signals over astrophysical foregrounds
Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-Universitat de València（粒子物理研究所（IFIC），西班牙瓦伦西亚大学）；Khon Kaen Particle Physics and Cosmology Theory Group (KKPaCT), Department of Physics, Faculty of Science, Khon Kaen University（孔敬大学理学院物理系）
研究在LISA频段多种天体物理前景下利用GWBackFinder重建宇宙弦信号，发现重建张力误差$\lesssim 10\%$时所需$G\mu$值比无前景或仅考虑部分前景时大得多，此为系列研究第二篇，旨在量化LISA测量宇宙弦模型的能力。
2026-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Toward an Understanding of Foreground Emission in the BICEP2 Region
BICEP 2报告了在宇宙微波背景（CMB）中探测到度尺度的B模式偏振模式，并将测量结果解释为原始引力波的证据。从早期宇宙的引力波的发现的深刻的重要性的动机，我们研究在何种程度上的银河前景和透镜E模式的组合可以负责的信号。我们重新分析了BICEP 2的结果，结果表明，100 × 150 GHz和150 × 150 GHz的数据与r=0.2的宇宙学和可忽略的前景是一致的，但也与r=0的宇宙学和一个显着的尘埃偏振信号。我们使用四种不同的方法在BICEP 2区域的尘埃偏振信号的独立估计。虽然这些方法是相互一致的，尘埃偏振功率谱的预期幅度仍然不确定的约三个因素。预测的低端为原始贡献留下了空间，但在高端，尘埃与标准CMB透镜信号的结合可以解释BICEP 2的观测结果，而不需要原始引力波的存在。通过测量BICEP 2分析中使用的前普朗克模板之间的互相关和基于数据的模板的不同版本之间的互相关，我们强调，模型之间的互相关对偏振角中的噪声非常敏感，并且测量的互相关可能低估了前景对地图的贡献。这些结果表明，BICEP 1和BICEP 2数据本身无法区分前景和原始引力波信号，未来在100 GHz的凯克阵列观测和更高频率的普朗克观测对于确定信号是否是原始起源至关重要。（节略）
2014-06-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black hole collision with neutron stars and astrophysical black holes and the observational signatures
本文研究低质量原初黑洞作为暗物质候选者的可行性，推导其与中子星和黑洞的碰撞与捕获动力学，评估了碰撞率及引力波信号，指出尽管当前探测器灵敏度不足，未来仍有望在宇宙学尺度上观测到此类事件。
2023-11-21 astro-ph.CO gr-qc
Spectral separation of the stochastic gravitational-wave background for LISA in the context of a modulated Galactic foreground
在其观测波段内，激光干涉仪空间天线LISA将同时观测来自银河系白矮星双星的轨道调制波形，一个双星黑洞产生的引力波背景，以及潜在的宇宙学产生的随机引力波背景（SGWB）。绝大多数恒星以白矮星的形式结束生命，使它们在银河系中数量众多。我们模拟银河系白矮星二进制引力波发射分布的基础上，从各种模拟目录，并确定一个复杂的波形从银河系前景与$3.5 \times 10^{7}$二进制。我们描述了银河系双星分布人口的影响，在银河系内的位置，核心类型和轨道频率分布。利用\textit{LISA}探测到的银河系白矮星的轨道运动产生的调制信号，提出了一种数据分析策略，利用Fisher信息和马尔可夫链蒙特卡罗方法对不同信号类的\textit{LISA}噪声和参数进行了估计。我们估计未来的LISA观察的SGWB在频谱域中的3个\textit{LISA}通道$A$，$E$，和$T$的检测限。我们同时估计银河前景，天体物理和宇宙学背景。假设有预期的天体物理背景和银河系前景，LISA可以探测到$Ω_{GW,Cosmo} \approx 8 \times 10^{-13}$左右的宇宙学背景能量密度。LISA要么探测到宇宙学产生的SGWB，要么设定一个将产生重要后果的极限。
2021-10-07 gr-qc
Can we distinguish astrophysical from primordial black holes via the stochastic gravitational wave background?
区分天体物理学黑洞和原始黑洞的关键窗口之一是通过它们各自合并速率的红移演化。天体物理学起源的低红移黑洞人口预计将遵循恒星形成率。它们的合并率峰值的红移小于恒星形成率峰值（$z_p \approx 2$），这取决于黑洞形成和合并之间的时间延迟。原始起源的黑洞将在恒星形成之前就存在，并且这些源在高红移时的合并率将会很大。我们提出了一个联合估计的混合合并率从随机引力波背景，它可以使用合并率的宇宙历史来区分两个人口的黑洞。利用LIGO/Virgo第三次观测的随机引力波背景振幅的最新界，我们得到了$68\%$ C. L.对原始黑洞合并速率指数$2.56_{-1.76}^{+1.64}$和天体物理黑洞时间延迟$6.7_{-4.74}^{+4.22}$ Gyr.我们应该能够区分不同的黑洞群体与即将到来的O 5和A+探测器的灵敏度。
2021-07-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Distinguishing Primordial Black Holes from Astrophysical Black Holes by Einstein Telescope and Cosmic Explorer
研究利用下一代引力波探测器ET和CE，通过探测亚太阳质量黑洞及分析双星并合率红移演化，区分原初黑洞与天体物理黑洞，并给出丰度极限与事件率分布预测。
2020-08-13 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes in braneworld cosmologies: astrophysical constraints
在最近的两篇论文中，我们探讨了当人们转向最简单的膜世界模型兰德尔-桑德拉姆II型时，对原始黑洞物理学的修改。粒子数的蒸发定律和宇宙学演化都可以被修正，另外，在高能量下，来自背景的能量吸积可以在蒸发中占主导地位。在本文中，我们提出了一个详细的研究，这是如何影响各种天体物理约束，分析约束从目前的密度，从目前的高能光子背景辐射，从扭曲的微波背景光谱，并从过程中影响轻元素丰度核合成期间和之后。通常，如果黑洞吸积在高能量下不重要，那么与标准宇宙学相比，对原始黑洞形成速率的约束会减弱，但在有效吸积的情况下可以加强。
2003-05-12 astro-ph gr-qc hep-th
Cosmology with space-based gravitational-wave detectors --- dark energy and primordial gravitational waves ---
拟议中的天基引力波（GW）探测器，如DECIGO和BBO，将探测到约10^6个中子星（NS）双星，并以高精度确定到双星的光度距离。结合光度距离和宇宙学引起的引力波相位修正，可以在不需要宿主星系红移测量的情况下，通过电磁观测来测量宇宙膨胀到高红移，从而成为探测暗能量的一种独特方法。另一方面，这样的NS-二元前景应该被减去，以检测在暴胀期间产生的原始GW。因此，暗能量的约束能力和原始引力波的可探测性强烈地依赖于探测器的灵敏度，并且彼此密切相关。在本文中，我们调查的暗能量的状态方程与未来的空间基GW探测器与/不识别宿主星系的红移的约束。我们还研究了原始GW的敏感性，适当地处理NS二进制前景的残留。基于这些结果，我们讨论了实现上述有针对性的宇宙学研究所需的探测器灵敏度。
2012-02-24 astro-ph.CO gr-qc
Subtracting compact binary foregrounds utilizing anisotropic statistic for third-generation gravitational-wave detectors
The University of Tokyo（东京大学）；Hiroshima University（广岛大学）
本文提出利用各向异性统计量去除紧凑二体前景，通过模拟BNS种群并计算角功率谱和shot噪声，验证了将未解析前景近似为各向同性成分的可行性。
2025-12-11 astro-ph.CO gr-qc
Implications of GWTC-3 on primordial black holes from vacuum bubbles
本研究分析GWTC-3数据，区分天体物理与原初黑洞，发现原初黑洞主导大质量端及约30太阳质量峰值，并可能贡献过半并合事件，影响形成机制与暴胀模型。
2024-03-16 astro-ph.CO gr-qc
Assessing astrophysical foreground subtraction in DECIGO using compact binary populations inferred from the first part of the LIGO-Virgo-KAGRA's fourth observation run
Research Center for the Early Universe (RESCEU), Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科早期宇宙研究中心）
本文通过LIGO-维格罗-KAGRA第四次观测运行第一部分推断的紧致二体人口模型，评估DECIGO中减除天体物理前兆信号的可行性，并发现投影方案对检测原始SGWB至关重要。
2026-08-31 astro-ph.IM gr-qc
Assessing the performance of future space-based detectors: Astrophysical foregrounds and individual sources
Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台）；Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；INFN - Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰比可卡分部）；Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学安东·潘内科克天文学研究所）；SRON Space Research Organisation Netherlands（荷兰空间研究组织）；Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理学研究所）
针对欧洲航天局2050年航行新任务概念征集，对文献中三种天基探测器任务设计μAres、AMIGO和十分之一赫兹天文台的观测潜力做初步估计，用迭代减法算法计算未解析引力波背景，通过测量信号数量和探索源特性研究最具吸引力的系统类型。
2026-07-17 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Bayesian analysis of LIGO-Virgo mergers: Primordial vs. astrophysical black hole populations
我们进行了彻底的贝叶斯分析的可能性，在引力波中看到的黑洞合并事件是原始的黑洞（PBH）合并。使用最新的合并率模型PBH二进制从对数正态质量函数，我们计算后验参数约束和贝叶斯证据使用的前两个观测运行的LIGO-Virgo的数据。我们占理论上的不确定性，由于周围的PBH，这可能会抑制合并率显着的二进制中断。我们还考虑了简单的天体物理学动机的模型，并发现这些是赞成决定性的PBH的情况下，量化的贝叶斯证据比。仔细注意参数先验和模型拟合质量的影响，我们表明，证据比可以通过比较预测的啁啾质量分布的数据来理解。我们确定了啁啾质量的后验预测分布作为区分模型的重要工具。与天体物理模型相比，所有合并都是PBH双星的模型是非常不利的，部分原因是过度预测了具有$\mathcal{M}_{\rm chirp} \gtrsim 40 \, M_\odot$的重系统，并且在观测质量范围内正偏度与观测结果不匹配。我们发现，通过增加一个最大的质量截止，双峰质量函数，或施加PBH二进制形式在晚些时候，拟合没有显着改善。我们认为，一个成功的PBH模型必须要么修改对数正态形状的初始质量函数显着或放弃的假设，所有观察到的合并双星是原始的。我们开发和应用技术分析PBH模型与引力波数据，这将是必要的强大的统计推断的引力波源样本大小的增加。
2020-12-11 astro-ph.CO gr-qc
Astrophysical Data and Conformal Unified Theory
天体物理学的数据重新表述为相对巴黎米和运行普朗克质量的单位，用于恢复统一理论的保形版本，其中绝对普朗克质量属于普通的初始数据（就像地球的绝对托勒密位置属于牛顿力学的初始数据）。在共形统一理论中，超新星光度-距离-红移关系和原初核合成的最新数据都是用标量均匀场的自由原初运动来描述的。这种原始的宇宙演化导致了大量的矢量玻色子的宇宙学创造，形成了宇宙的重子不对称性（在它们的一生中）和CMB辐射作为它们衰变的最终产物。有初始数据的值，给出CMB温度（作为原始运动的积分）和能量密度预算与观测数据一致。
2002-10-31 astro-ph gr-qc hep-ph
Constraining primordial non-Gaussianity and parity-violation through Scalar-Induced Gravitational Waves with next-generation ground-based interferometers
Università di Pisa（比萨大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)（意大利国家核物理研究所）；Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)（意大利国家天体物理研究所）
研究利用第三代引力波探测器通过标量诱导引力波探测原初非高斯性和宇称对称性，开发框架考虑相关贡献并进行参数推断，表明未来干涉仪能约束相关谱及参数，即便有天体物理前景也可有效约束。
2026-07-20 astro-ph.CO gr-qc
Searching for a subpopulation of primordial black holes in LIGO/Virgo gravitational-wave data
迄今为止，LIGO/Virgo探测到了几十个双黑洞事件，预计未来几年还会有更多的双黑洞事件，引力波天文学正在从单个事件分析转向群体研究。使用GWTC-2目录，我们进行了分层贝叶斯分析，第一次结合了几个国家的最先进的天体物理形成模型与人口的原始黑洞（PBH）和约束的一个假定的子人口PBH的数据的分数。我们发现，这一部分显着依赖于一套假设的天体物理模型。虽然原始人口统计上有利于某些竞争性的天体物理通道，如球状星团和核星团，一个占主导地位的贡献，从稳定的质量转移孤立的形成通道大大减少了对PBH的需要，除了解释像GW 190521的质量间隙事件的速率。膨胀后形成的黑洞对LIGO/Virgo观测有贡献的诱人可能性只能通过进一步减少天体物理和原始形成模型的不确定性来验证，并且最终可能由第三代干涉仪证实。
2022-05-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Detecting stochastic gravitational wave background from cosmic strings with next-generation detector networks: Component separation based on a multi-source astrophysical foreground noise model
Northeastern University（东北大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本研究针对宇宙弦随机引力波背景探测问题，构建含多源天体物理前景噪声的混合模型，提出多成分分离的参数估计方法，评估下一代探测器网络的探测能力并量化前景建模对参数约束的影响。
2025-10-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stochastic gravitational-wave background as a tool to investigate multi-channel astrophysical and primordial black-hole mergers
合并的二元黑洞的形成可以通过多个天体物理通道发生，例如，孤立的二元进化和动力学形成，或者，有一个原始的起源。越来越大的双黑洞合并的引力波目录允许不同的理论预测之间的第一个模型选择研究，以限制他们的一些模型的不确定性和分支比。在这项工作中，我们将展示如何添加一个额外的和独立的约束模型选择使用随机引力波背景。与模型选择分析相比，模型选择分析的鉴别能力仅限于引力波探测器视界（目前LIGO-Virgo的红移为$z\lesssim 1$），随机引力波背景解释了宇宙中所有引力波信号的红移积分。作为一个工作的例子，我们认为分支比的结果，从模型选择研究，包括潜在的贡献，从天体物理和原始渠道。我们重新归一化的相对贡献，每个通道的检测事件率计算总的随机引力波背景能量密度。预测的振幅低于LIGO-Virgo目前对GWTC-2的观测上限，这表明模型选择分析的结果不受当前背景限制的影响。此外，给定一组人口模型和推断的分支比，我们发现，即使预测的背景不会被当前一代的引力波探测器探测到，它将被第三代探测器，如爱因斯坦望远镜和天基探测器，如LISA。
2021-12-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Assessing the Impact of Unequal Noises and Foreground Modeling on SGWB Reconstruction with LISA
本研究针对利用LISA搜寻宇宙学起源SGWB的现实干扰问题，更新SGWBinner代码纳入臂间可变噪声与复杂前景谱形，发现噪声适度变化影响小、前景建模不佳会显著劣化重建，还集成JAX提升了计算效率。
2025-06-18 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Tensors, BICEP2, prior dependence, and dust
我们调查的先验依赖于推断光谱的原始张量扰动，在最近的结果从BICEP 2，并考虑到可能的尘埃贡献的偏振各向异性。我们强调张量功率谱的优化参数化，并通过其幅度$A_T$的对数先验，导致的结果，变换更均匀的枢轴尺度的变化下。在没有前景的情况下，BICEP 2和普朗克的结果之间的张力驱动张量谱指数$n_T$在联合分析中是蓝倾斜的，这将与标准的暴胀预测（$n_T<0$）相矛盾。当考虑前景时，BICEP 2结果不再需要非标准通货膨胀参数区域。我们提出了原始的$A_T$和$n_T$的限制，采用Mortonson和Seljak提出的前景方案和普朗克353 GHz观测的动机，并评估什么样的尘埃贡献留下了可检测的宇宙学信号。我们发现，如果有足够的尘埃信号与标准的通货膨胀兼容，那么原始信号太弱，被BICEP 2鲁棒检测到，如果普朗克+WMAP上限温度和E-模式偏振是正确的。
2015-08-28 astro-ph.CO gr-qc
Boson Stars: Alternatives to primordial black holes?
目前对玻色子星的天体物理相关性的研究热潮源于这样一种推测，即这些致密的天体可能提供星系晕内暗物质中相当大一部分的非重子物质。对于一个非常轻的“普适”轴子的有效弦模型，它们的总引力质量最有可能在MACHO的\sim 0.5 M_ \odot的范围内。根据这个框架，引力微透镜是对轴子质量的间接"称重”，结果是\sim 10^{-10} eV/c^2。如果我们对玻色子使用玻色子类型的自相互作用，这个结论不会有太大变化。此外，我们审查他们的形成，旋转和稳定的天体物理学的重要性可能的候选人。
2000-01-20 astro-ph gr-qc
Probing the Origin of Primordial Black Holes through Novel Gravitational Wave Spectrum
本文提出利用包含初级相变信号与黑洞双星及双曲线相遇次级信号的累积随机引力波谱，识别原初黑洞是否源于一阶相变中的异步气泡成核。
2023-07-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Probing primordial black holes with anisotropies in stochastic gravitational-wave background
原始黑洞，如果被认为是冷暗物质的重要组成部分，则可以追溯到宇宙的非均匀大尺度结构。因此，随机引力波背景，起源于原始黑洞双星发射的未分辨信号的非相干叠加，预计将显示各向异性跨越天空。在这项工作中，我们调查的角度相关的各向异性的第一次，并证明他们的区别，从类似的信号产生的天体物理黑洞双星。我们仔细评估了相关的不确定性，由于散粒噪声和宇宙方差，并表明，在低频制度的研究信号可以区分从天体物理起源的信号。我们的研究结果是特别有前途的恒星质量范围内，合并起源的识别一直特别具有挑战性。
2022-12-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Prospects of detection of subsolar mass primordial black hole and white dwarf binary mergers
本文探讨了利用DECIGO等空间引力波干涉仪探测原初黑洞与白矮星双星并合的可行性，评估了保守事件率并讨论了满足现有约束所需的增强机制。
2023-12-29 astro-ph.CO gr-qc
Flexible Spectral Separation of Multiple Isotropic and Anisotropic Stochastic Gravitational Wave Backgrounds in LISA
本文提出GPU加速框架BLIP 2.0，首次实现LISA中银河系前景、大麦哲伦云及河外恒星起源双星等多个各向同性与各向异性随机引力波背景的频谱分离，并验证了在多个前景存在时对宇宙学背景设置探测上限的可行性。
2025-08-27 astro-ph.IM gr-qc
The impact of non-Gaussianity when searching for Primordial Black Holes with LISA
New York University Abu Dhabi（阿布扎比纽约大学）；Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut（塔尔图大学物理与化学研究所）
研究探讨了非高斯性对LISA探测原初黑洞暗物质的影响，指出非高斯扰动和天文前景会削弱原初黑洞暗物质窗口的探测能力。
2026-03-23 astro-ph.CO gr-qc
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
Characterization of the stochastic signal originating from compact binaries populations as measured by LISA
激光干涉仪空间天线（LISA）任务计划于21世纪30年代初发射，是一个空间引力波观测站，旨在探测毫赫兹波段的发射源。与目前的地基探测器相比，LISA数据预计将是一个信号为主，强和弱的引力波信号在时间和频率上重叠。天体物理总体模型预测了足够数量的信号在LISA波段混合在一起，形成一个不可分辨的前景噪声。在这项工作中，我们提出了一个通用的方法，用于表征前景信号来自一个给定的天体物理人口的合并紧凑型双星。假设理想化的检测器条件和完善的数据分析技术能够识别和消除明亮的来源，我们应用迭代过程，使我们能够预测不同水平的前景噪声。
2021-03-26 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Astrophysical Sources of Stochastic Gravitational-Wave Background
我们回顾了天体物理起源的随机背景的光谱特性，并讨论了它们的统计特性如何与原始贡献不同。我们表明，随机搜索与下一代的地面干涉仪可以把有趣的约束天体物理种群的物理性质，如椭圆率和磁场的磁星，或合并率的紧凑的双星。
2011-08-02 astro-ph gr-qc
The Impact of Spin in Compact Binary Foreground Subtraction for Estimating the Residual Stochastic Gravitational-wave Background in Ground-based Detectors
本文研究自旋参数和极端条件数事件对致密双星前景扣除的影响，发现自旋与对称质量比的强简并导致残余前景显著增大，从而降低地面探测器探测非CBC起源随机引力波背景的能力。
2024-05-14 astro-ph.CO gr-qc
Impact of LIGO-Virgo black hole binaries on gravitational wave background searches
我们研究了LIGO-Virgo目前探测的黑洞二元种群对未来寻找原始引力波背景的影响。我们估计的前景所产生的二进制使用观察到的事件率和一个简单的建模的黑洞人口。我们从前景中减去单独可分辨的二进制，并利用Fisher分析来推导幂律信号的灵敏度曲线，包括这些天体物理前景。即使在乐观的假设下，我们发现未来实验的范围也会严重缩小。
2023-02-22 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Oscillating modulation to B-mode polarization from varying propagating speed of primordial gravitational waves
在低能有效弦论和修正的引力理论中，原初引力波的传播速度$c_T$可能偏离1。我们发现，慢卷暴胀过程中$c_T$的阶跃变化可能导致对B模偏振谱的振荡调制，这种调制很难通过调节其他宇宙学参数来模拟，调制的强度由$c_T$的动力学决定.因此，只要前景贡献得到控制，高精度的CMB偏振观测就能严格约束$c_T$的变化，从而约束相应的理论。
2015-05-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Evolution of Primordial Black Holes and their Final Observable Spins
在地面引力波探测器的质量范围内的原始黑洞可以构成暗物质的很大一部分。从聚并过程中得到的质量和自旋测量值可以用来区分双星黑洞是天体物理起源还是原始起源。在标准情况下，原始黑洞的自旋在形成时非常小。然而，由于吸积，质量和自旋可以在宇宙历史中演化。我们发现，原始黑洞的质量和自旋是相关的红移依赖的方式，特别是原始黑洞与质量低于${\cal O}(30)M_\odot$可能是非自旋在任何红移，而较重的黑洞可以接近极端的红移$z\sim10$。质量和自旋分布对红移的依赖性可以用未来的探测器如爱因斯坦望远镜来探测。质量和自旋的演化影响引力波形参数，特别是合并残余物的最终质量和自旋的分布，以及双星的有效自旋的分布。我们认为，相比天体物理形成的情况下，原始起源的黑洞二进制可能更好地解释自旋分布的合并事件探测到的LIGO-Virgo，其中的有效自旋参数的二进制兼容为零，除了可能有一些高质量的事件。LIGO-Virgo第三次观测运行的结果可能会加强或削弱这些预测。
2020-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Shot noise in the astrophysical gravitational-wave background
通过对星系分布和致密双星合并事件率的有限采样，我们计算了天体物理学引力波背景各向异性引起的噪声。这种散粒噪声导致角功率谱$C_\ell$中的尺度不变偏置项，为此我们推导出一个简单的解析表达式。我们发现，这种偏见占主导地位的真实宇宙学的功率谱在任何合理的观测方案，只有很长的观测时间和大量的前景源的去除可以恢复的真实功率谱。
2020-01-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Stochastic dynamics of multi-waterfall hybrid inflation and formation of primordial black holes
本研究针对单瀑布场混合暴胀难以自然形成天体物理尺度原初黑洞的问题，通过追踪多瀑布场随机动力学，提出约5个瀑布场的混合暴胀模型可形成符合观测的原初黑洞，且伴随可观测引力波信号。
2023-06-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Removing systematics-induced 21-cm foreground residuals by cross-correlating filtered data
对中性氢发射的红移21厘米信号的观测是探索宇宙中大尺度结构的一个有希望的途径。然而，宇宙学21厘米信号是具有挑战性的观察，由于天体物理前景，这是几个数量级的亮度。传统的线性前景去除方法可以最佳地去除已知望远镜响应的前景，但是对望远镜系统误差（例如天线增益和延迟误差）敏感，从而在恢复的信号中留下前景污染。另一方面，诸如主成分分析的非线性方法已经成功地用于前景去除，但是它们导致难以表征并且需要仔细分析的信号损失。在本文中，我们提出了一个系统的鲁棒前景去除技术，结合线性和非线性的方法。我们首先使用线性滤波器获得信号和前景估计。在假设信号估计被可参数化的系统效应引起的前景残差污染的情况下，我们通过将初始信号和前景估计互相关来推断系统引起的污染。校正推断的误差，我们能够减去前景污染的线性滤波信号的幅度的望远镜系统的第一顺序。在干涉21厘米调查的模拟中，我们的算法消除了由功率谱中的一到两个数量级的复增益误差引起的前景泄漏。因此，我们的技术简化了现代和下一代21厘米宇宙学实验的望远镜表征的要求。
2022-03-14 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Direct Detection of Hawking Radiation from Asteroid-Mass Primordial Black Holes
轻的、小行星质量的原始黑洞，其寿命在宇宙年龄的几百到几百万倍之间，是宇宙学暗物质的有力候选者。使用档案COMPTEL数据，我们改善了目前的限制，允许的参数空间的原始黑洞作为暗物质，通过研究它们的蒸发到附近的天体物理结构中的软伽马射线。我们指出，新一代的建议兆电子伏伽马射线望远镜将提供独特的机会，直接检测霍金蒸发附近的暗物质密集区的观测和约束，或发现，原始黑洞暗物质。
2020-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
