Flux of Primordial Monopoles
我们讨论了在具有D和F-平坦方向的超对称模型中,10^{-16} - 10^{-18} cm^{-2} sec^{-1} sr^{-1}量级的原初粒子流如何与观测到的重子不对称性共存。如果磁单极子是超重的(~ 10^{13}-10 ^18} GeV),则修改后的阿弗莱克-戴恩方案会产生所需的不对称性。对于质量为~ 10^{9}-10 ^<$12} GeV的较轻单极子,重子不对称性可以通过TeV尺度的轻子生成而产生。
2006-07-11 hep-ph
Implications of a Primordial Magnetic Field for Magnetic Monopoles, Axions, and Dirac Neutrinos
我们探讨了一些粒子物理学的影响越来越多的证据螺旋原始磁场(PMF)。从磁单极子和PMF的相互作用,我们推导出一个上限的粒子数密度,$n(t_0) < 1 \times 10^{-20}~{\rm cm}^{-3}$,这是一个“原始”的类似物的帕克界的生存银河磁场。我们的约束比现有的约束要弱,但它是在独立的假设下得出的。我们还展示了如何改进测量的PMF在不同的红移可以导致进一步的磁单极子的约束。由于$φ{\bf E}\cdot {\bf B}$相互作用,轴子与PMF相互作用。考虑到宇宙等离子体的影响,我们发现保偏光纤的螺旋度是轴子场的一个源。虽然源的大小对于PMF来说很小,但它可能在天体物理环境中引起人们的兴趣。最后,我们施加的中微子磁偶极矩,需要成功的大爆炸核合成在PMF的存在下产生的约束,并使用建议的强度$\sim 10^{-14}~{\rm G}$和相干长度$\sim 10~{\rm Mpc}$,我们发现$μ_ν\lesssim 10^{-16} μ_B$。
2015-04-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial monopoles, proton decay, gravity waves and GUT inflation
我们考虑非超对称的大统一理论暴胀模型,在这种模型中,由于伴随的对称破缺所经历的e-折叠的数量有限,中等质量的单极子可能会在暴胀中幸存下来。因此,一个可观测到的原始磁单极子通量,相当于或低于帕克极限几个数量级,可能存在于星系中。对于可观测的通量水平,与中间对称性破缺相关的质量尺度是$10^{13}$ GeV,相应的单极子重一个数量级左右。基于$SO(10)$和$E_6$的例子产生了这样的中等质量的单极子,它们分别携带两个和三个单位的狄拉克磁荷。对于由具有科尔曼-温伯格势或希格斯势的规范单重标量场驱动的大统一理论暴胀,与标量谱指数的普朗克测量的兼容性产生了哈勃常数(在宇宙尺度的视界出口期间)$H \sim 7$ - $9\times10^{13}$ GeV,张量与标量之比$r$预测为$\gtrsim0.02$。还提供了超重规范玻色子介导的衰变的质子寿命估计。
2015-12-07 astro-ph.CO hep-ph
Primordial monopoles, black holes and gravitational waves
本文提出在 $SU(5) \ imes U(1)_χ$ 大统一混合暴胀中,瀑布场可同时产生可观测的超重磁单极子和构成全部暗物质的原初黑洞,并预言了可检验的引力波信号。
2024-08-31 astro-ph.CO hep-ph
Monopoles as Big as a Universe
我们表明,与标准的信念相反,原始单极子膨胀指数膨胀期间在新的暴胀宇宙的情况。此外,即使周围空间的暴胀结束,磁单极子的暴胀也没有结束。因此,原初单极子(以及在暴胀过程中产生的其他拓扑缺陷)可以作为暴胀宇宙永恒自我复制过程的种子。
1994-02-11 astro-ph hep-ph hep-th
Primordial Monopoles and Strings, Inflation, and Gravity Waves
我们考虑出现在非超对称$SO(10)$和$E_6$大统一模型中的磁单极子和磁弦,注意各种对称性破缺方案中的规范耦合统一和质子衰变。无量纲弦张力参数$Gμ$跨越范围$10^{-6}-10^{-30}$,其中$G$是牛顿常数,$μ$是弦张力。我们展示了如何与质量$\sim 10^{13}-10^{14}$ GeV和流量$\lesssim 2.8\times 10^{-16}$ ${\mathrm{cm}^{-2}\mathrm{s}^{-1}\mathrm{sr}^{-1}}$,和宇宙弦与$Gμ\sim 10^{-11}-10^{-10}$生存通货膨胀,并存在于宇宙中的一个可观测的水平。我们估计的重力波谱宇宙弦考虑到通货膨胀驱动的科尔曼-温伯格潜力。张量标量比$r$介于$0.06$和$0.003$之间,取决于暴胀情景的细节。
2021-03-15 hep-ph hep-th
Electroweak Primordial Magnetic Blackhole: Cosmic Production and Physical Implication
本文研究与引力耦合的电弱单极子形成质量下限为 $M_P \sqrt α$ 的 Reissner-Nordstrom 型原初磁性黑洞,指出其新产生机制及作为暗物质、星系和恒星种子的宇宙学意义。
2024-12-05 hep-ph hep-th
A universe in a global monopole
我们研究了具有额外维整体常数和负体宇宙学常数的宇宙中的膜物理。引力子零模是自然发散的,因此我们调用物理截止点,在引力子核的膜上诱导四维引力。独立地,大质量的卡鲁扎-克莱因模式具有自然压缩的额外维度,导致离散谱。即使对于很小的质量间隙,这个光谱仍然与膜上的四维引力相一致。额外的维物质场也诱导四维物质场的膜,具有相同的卡鲁扎-克莱因频谱的激发态。我们选择参数来解决层次问题,也就是说,在有效的四维宇宙中,诱导粒子和普朗克尺度之间的观察到的层次。
2001-04-06 gr-qc hep-ph hep-th
A Direct Probe of the Evolutionary History of the Primordial Universe
从哈勃和拉迈特利用星系发现膨胀宇宙到最近利用标准烛光发现加速宇宙,直接测量宇宙尺度因子a(t)的演化在宇宙学标准模型的建立中起着核心作用。在这封信中,我们表明,这样的测量可以扩展到原始宇宙使用质量场作为标准时钟,为负责大爆炸的场景提供直接证据。这是对经典和量子原始标准钟概念的简短而非技术性的介绍。
2016-08-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Holes in the walls: primordial black holes as a solution to the cosmological domain wall problem
我们提出了一种方案,在这种方案中,宇宙学域壁和磁问题的解决没有任何微调的初始条件或参数的拉格朗日的基本场理论。在这种情况下,域壁将早期宇宙的单极子扫出(展开),然后快速的原始黑洞将域壁包围,改变其拓扑结构并摧毁它们。我们进一步发现,从畴壁释放的(旧真空)能量密度可以缓解但不能解决宇宙学的平坦性问题。
2005-09-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Black Hole Production of Monopoles in the Early Universe
在早期宇宙中,蒸发的黑洞加热了周围的等离子体,并在黑洞周围产生了一个温度分布,这个温度分布可能比黑洞本身更重要。作为一个例子,我们演示了如何周围的热等离子体蒸发黑洞可以有效地通过Kibble-Zurek机制产生单极子。在黑洞重新加热宇宙的情况下,高于$\sim 500$ GeV的重新加热温度已经可以导致单极子过度关闭宇宙。
2021-08-31 hep-ph
Primordial Magnetic Fields from the Post-Inflationary Universe
我们探讨宇宙学的磁场发生在后暴胀宇宙,当暴胀子振荡周围的潜在的最小值和宇宙是有效地由冷物质占主导地位。在再加热之前的这个时期,宇宙学背景可以显著地产生大尺度的磁场。通过考虑暴胀期间和暴胀之后的磁生作用,我们证明了在Mpc尺度上可以产生强于10^{-15} G的磁场,而不需要理论上的强耦合,也不需要产生太大的电场来支配宇宙。
2014-05-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Topological Influence between Monopoles and Vortices: a Possible Resolution of the Monopole Problem
基本力的大统一理论预言,磁单极子在宇宙中是不可避免的,因为序参量流形的第二同伦群是$\mathbb{Z}$。我们指出,单极子可以湮灭成对由于爱丽丝弦的影响。因此,如果宇宙可以容纳爱丽丝弦,那么量子电荷的特征是$\mathbb{Z}_2$,而不是$\mathbb{Z}$,这是某些大统一理论的情况。
2010-07-22 astro-ph.CO cond-mat.other hep-ph
The universe out of a monopole in the laboratory?
为了探索暴胀宇宙在实验室中由稳定粒子产生的可能性,我们考虑了薄壳近似下磁粒子的经典和量子动力学。传统上有三种类型的解决方案:稳定,崩溃和膨胀单极。我们认为,从一个稳定的量子到一个膨胀的过渡可以发生碰撞与畴壁或量子隧穿。
2006-07-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial monopolium as dark matter
单极子的存在是卡鲁扎-克莱因多维理论的一个特征。这些解的拓扑结构非常有趣。偶极解的存在性是本研究的主旨,偶极解的存在性与单反偶极束缚态有关。在最低能量状态下的偶极子,我们在这里也称之为单极子,在自由空间中是电磁惰性的,只与引力相互作用。当与时间相关的磁场相互作用时,单极获得时间相关的感应磁矩并辐射。我们分析了辐射单极最有利的天体物理方案,发现辐射量是如此之小,以至于不能用常规设备探测到。这些发现表明,卡鲁扎-克莱因单极子,如果存在的话,将是原始暗物质成分的候选者。
2021-03-08 gr-qc hep-ph
Cosmological inhomogeneities, primordial black holes, and a hypothesis on the death of the universe
本文研究宇宙膨胀对黑洞等致密天体的影响,提出宇宙可能终结于“完全稀释”状态,并基于 Majumdar-Papapetrou 几何给出经典演化模型,同时讨论量子现象对宇宙最终命运的可能决定作用。
2024-10-23 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A Resolution of the Monopole Problem in the R_h=ct Universe
该研究提出R_h=ct宇宙学无需暴胀即可自然消除磁单极子过剩问题,使单极子能量密度不可探测,并支持零主动质量条件作为ΛCDM的基本要素。
2023-09-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Mini-review on the production of Primordial Black Holes from First-Order Phase Transitions in the Early Universe
Indian Institute of Science Education and Research Berhampur(印度科学教育与研究学院贝尔哈姆普尔分校);Zewail City of Science and Technology(泽维尔科学与技术城)
本文综述了早期宇宙中一阶相变产生原初黑洞的机制,讨论了不同模型下的形成过程及与原初黑洞性质的关系。
2025-12-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic Textures and Global Monopoles as Seeds for Super-Massive Black Holes
我们计算的非线性种子波动的数量密度,有正确的数量密度,能够解释一个超大质量黑洞每个星系的存在,作为红移的函数。我们发现,有一个有趣的范围内的对称性破缺尺度的种子的密度是更大的,在标准的宇宙模型与高斯原始波动的预测。因此,在标准宇宙学模型和观测高红移的超大质量黑洞候选者之间的紧张关系日益加剧的情况下,全局缺陷可能会有所帮助。
2019-08-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial inflation explains why the universe is accelerating today
我们提出了一个解释,目前的宇宙加速膨胀,不调用暗能量或重力的修改,并牢牢植根于暴胀宇宙学。
2005-03-14 astro-ph gr-qc hep-ph
Quantum tunneling in the early universe: Stable magnetic monopoles from metastable cosmic strings
提出通过早期宇宙亚稳态宇宙弦的量子隧穿衰变产生拓扑稳定磁单极子的新机制,确定了其质量范围及在IceCube、HLVK等探测器和引力波观测中的可探测参数空间。
2024-05-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Searching for Standard Clocks in the Primordial Universe
经典振荡的大质量场可以被用作原始宇宙中的“标准钟”。它们在原始密度扰动中产生直接记录标度因子演化a(t)的特征。探测和测量这些“指纹”信号具有挑战性,但将为特定的原始宇宙范式提供直接证据。在本文中,这样的搜索进行的宇宙微波背景(CMB)各向异性的功率谱使用WMAP 7数据。尽管与数据的良好拟合使得k=0.01 Mpc^(-1)左右的尺度具有优势,但我们没有发现任何特征的存在具有统计学意义。然后,我们预测了预期的约束普朗克样CMB实验可以施加的指纹参数,通过使用马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法对模拟数据。我们展示了一个高灵敏度区域,波数范围从0.01 Mpc^(-1)到0.1 Mpc^(-1),其中指纹首先出现在它们出现的波数的后验概率分布上,然后出现在调制频率上。在敏感区,我们表明,通货膨胀的范例可以推断出一个单一的功能产生至少20%的调制的原始功率谱。该最小值敏感地取决于调制频率。
2012-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Unique Fingerprints of Alternatives to Inflation in the Primordial Power Spectrum
原始宇宙中的大质量场起到标准时钟的作用,并在密度扰动中留下时钟信号,直接记录原始宇宙作为时间函数的比例因子a(t)。对这些信号的测量将以一种独立于模型的方式确定原始宇宙的具体情况。在这封信中,我们介绍了一种新的机制,通过这种机制,大质量场的量子涨落起到了标准钟的作用。时钟信号在暴胀的替代方案的功率谱中表现为尺度依赖的振荡信号。
2019-02-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial power spectra from an emergent universe: basic results and clarifications
涌现宇宙学模型,连同大爆炸和弹跳的场景,是早期宇宙的可能描述之一。这项工作的目的是澄清在这个特定的框架下的原始张量功率谱的一些一般特征。特别是,一些天真的信念得到纠正。使用一个玩具模型,我们调查所需的条件,以产生一个尺度不变的频谱,并显示在何种程度上该频谱可以表现出局部功能敏感的尺度因子演变的细节附近的过渡时间。
2018-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the primordial Universe from the low-multipole CMB data
由于大角度尺度下宇宙微波背景(CMB)的温度起伏探测了光子退耦时超视界尺度的长度尺度,因而对微物理过程不敏感,因此低多极CMB数据被认为是对原始宇宙物理的一个很好的探测。在这封信中,我们将仅使用低多极CMB数据来约束具有张量扰动的基本$Λ$ CDM模型中的宇宙学参数,包括宇宙河外偏振背景成像(B2),Planck在2013年发布的(P13)和威尔金森微波各向异性探测器9年数据(W9)。我们发现,红色倾斜的功率谱的遗迹引力波是兼容的数据,但蓝色倾斜的功率谱的标量扰动的大尺度上是首选在$2σ$的置信水平。
2014-05-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial SdS universe from a 5D vacuum: scalar field fluctuations on Schwarzschild and Hubble horizons
本文研究了在有效的四维Schwarzschild-de Sitter(SdS)度规下早期暴胀宇宙中暴胀子场的标量场涨落。我们得到了一个重要的结果:零级涨落谱在Schwarzschild尺度上与标量场质量$M$无关,而在宇宙学尺度上则与质量有关.然而,在一阶展开中,谱依赖于暴胀子质量,并且振幅与黑洞(BH)质量$m$成线性关系。
2010-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Thermal History of the Early Universe and Primordial Gravitational Waves from Induced Scalar Perturbations
在宇宙学扰动理论的二阶条件下,研究了标量微扰对张量扰动的影响引起的原初引力波。我们利用标准模型自由度随早期宇宙温度的演化计算了诱导引力波背景。结果表明,标准模型自由度对诱导引力谱的影响与一阶张量扰动产生的引力谱不同。这种现象是由于标量微扰作为张量扰动的来源而引起的,并且在夸克胶子解除禁闭和电弱跃迁附近是有效的。当考虑小尺度下标量谱指数大于1或非高斯曲率功率谱时,这种效应可以被引力波观测站观测到。
2019-10-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A black hole solution to the cosmological monopole problem
我们提出了一个解决宇宙学黑洞问题的方案:在早期宇宙中产生的原始黑洞,可以在遗迹主导宇宙的能量密度之前吸积磁单极子。这些小黑洞迅速蒸发,从而将大部分的电子能量密度转化为辐射。我们估计了这个解可能的参数范围:在非常保守的假设下,我们发现黑洞的质量必须小于10^9 gm。
2004-12-07 astro-ph gr-qc hep-ph
Noninflationary solution to the monopole problem
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw(华沙大学物理学院理论物理研究所)
本文提出了一种基于早期宇宙中韦伊尔约定对称性破缺的非膨胀机制,以解决单极子问题并减少其丰度,同时预测可能在未来被探测到。
2026-02-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Solar Mass Primordial Black Holes in Moduli Dominated Universe
我们探讨了在早期物质支配时期,太阳质量区域周围产生原始黑洞的前景。在大爆炸核合成之前,当一个模场开始支配宇宙的能量密度时,早期的物质主导时代就出现了。在物质主导的时期,辐射压力的缺乏增强了原初密度波动的引力坍缩导致的原初黑洞的形成。特别是,我们发现,原始黑洞产生的$0.1-10~M_{\odot}$质量范围内的一个有利的选择参数的理论。然而,它们无法解释LIGO/Virgo引力波搜索探测到的所有合并事件。在这种情况下,原始黑洞形成的总暗物质丰度约为$4\%$,其中$95\%$属于LIGO/Virgo一致的质量范围。其余的暗物质可能以粒子的形式存在,这些粒子是在再加热过程中模量场衰变产生的。
2021-12-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Universe's Primordial Quantum Memories
我们提供了一个非常一般的论点,表明宇宙必须保持其量子记忆的时代比$60$ e折叠之前结束的通货膨胀。问题是,增强记忆存储容量的通用系统表现出记忆负担的现象。由于其普遍性,这种效应必须适用于德西特,因为后者由于其吉布斯-霍金熵而具有最大的记忆存储容量。德西特记忆中编码的原始信息模式最初消耗的能量很少。然而,由于吉本斯-霍金蒸发,图案的记忆负担随着时间的推移而增加,并且越来越多地对蒸发过程产生反作用。在有限的时间之后,记忆负担变得无法忍受,德西特量子断裂。如果暴胀在它的量子破裂时间之前不久就结束了,那么原始记忆模式的印记就可以被观察到。这为宇宙的开端提供了一个质的新型窗口,一种宇宙量子头发。
2018-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology-Independent Constraints on Irreducible Magnetic Monopole Background
提出宇宙射线与星际介质作用不可约产生磁单极子的新机制,推广Parker界限并独立于宇宙学模型,对银河系和仙女座星系磁场破坏设定了新约束。
2024-12-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Numerical simulations of magnetic monopole evolution in an expanding universe
本文通过数值模拟辐射背景下无辐射相互作用的't Hooft-Polyakov磁单极子演化,验证了相关解析模型,发现辐射期其密度占比恒定、物质期对数下降,后续需研究热浴对湮灭率的影响。
2025-11-18 astro-ph.CO hep-ph
Monopoles, Strings and Gravitational Waves in Non-minimal Inflation
我们讨论了如何在$SO(10)$大统一的拓扑稳定的中间质量($\sim 10^{14}$ GeV)单极子的可观测的数密度生存的通货膨胀驱动的科尔曼-温伯格潜力和非最小耦合的暴胀场引力。标量谱指数$n_s$与目前的观测结果非常一致,张量与标量的比值$r\gtrsim 0.003$也与目前的观测结果非常一致。该模型还预测存在中等尺度拓扑稳定的宇宙弦,它们的引力波谱反映了相关对称性破缺所经历的宇宙暴胀的数量。这些原始单极子和来自弦的随机引力波背景的发现将为早期宇宙对称性破缺模式提供重要的新见解。
2023-03-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The de Broglie universal substratum, the Lochak monopoles and the dark universe
我们建议将当前宇宙学标准模型的暗宇宙(暗物质和暗能量)解释为与普通物质一起从量子真空中出现,德布罗意称之为“宇宙底层”。这将表明,这种解释可能会导致一个合理的协议之间的当前理解的量子真空在量子场论和暗能量和暗物质的存在的现有证据,并认为暗物质可以被解释为新兴的QCD真空,作为玻色-爱因斯坦胶子凝聚,与能量密度相对于重子能量密度,这与观察。
2020-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Highly suppressed detection probability of the primordial antimatter in the present-day universe
National Cheng Kung University(国立成功大学);Academia Sinica(中央研究院)
研究指出现今宇宙中的物质-反物质不对称性主要源于原始反物质的检测概率被高度抑制,这源于狄拉克-费曼-施图克尔博格对反物质的解释及原始宇宙的极不对称膨胀。
2026-04-02 hep-ph
Gravitino production by primordial black hole evaporation and constraints on the inhomogeneity of the early Universe
在超引力模型中,原始黑洞(PBH)的蒸发应该是引力子的一个来源。通过考虑这一过程,导出了初始质量小于10^9 g的小黑洞丰度的新的严格极限。在最小超引力中,蒸发的引力子随后衰变为级联的非平衡粒子,导致形成元素,其丰度受到观测的限制。在规范介导的超对称性破缺模型中,它们的密度要求不过于接近宇宙。因此,在小尺度上具有显著不均匀性的宇宙学模型被排除在外。
2006-02-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Shocks from Exploding Primordial Black Holes in the Early Universe
Vrije Universiteit Brussel(布鲁塞尔自由大学);The International Solvay Institutes(国际索尔维研究所);Universitat de Barcelona(巴塞罗那大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);CERN(欧洲核子研究组织);Universität Zürich(苏黎世大学)
研究低质量原初黑洞霍金辐射对早期宇宙等离子体的能量沉积,揭示其引发水动力学激波的机制,发现激波能局部恢复电弱对称性,为早期宇宙非平衡动力学提供新视角。
2026-03-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Massive Primordial Black Holes in Contemporary and Young Universe (old predictions and new data)
简要回顾了最近的天文数据,表明宇宙中存在大量的重黑洞(BH)。传统的天体物理学和宇宙学无法解释如此多的黑洞。1963年的论文的机制进行了描述,至少定性地解释了观测数据。特别是,预测大规模的原始黑洞可以是宇宙学的暗物质“粒子”进行了讨论。
2018-08-29 astro-ph.CO hep-ph
The Hunt for Primordial Interactions in the Large Scale Structures of the Universe
理解我们今天在天空中观察到的宇宙结构的原始机制是宇宙学的主要目标之一。这种机制的主要范例是由暴胀情景提供的,暴胀是宇宙演化的早期阶段的一段剧烈加速膨胀时期。虽然我们目前对暴胀物理学的了解仅限于符合观测的唯象模型,但对暴胀过程中发生的粒子内容和相互作用的精确理解将为我们对高能基础物理学的理解提供突破。本文综述了宇宙大尺度结构中原初相互作用印记模型的理论研究进展。我们特别关注这种相互作用对暗物质晕的统计分布的影响,提供了一个一致的治疗所需的步骤,以连接在膨胀过程中产生的场之间的相关性,所有的方式晚时间的相关性晕。
2021-06-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Signatures of Primordial Non-Gaussianity in the Large-Scale Structure of the Universe
我们讨论了宇宙学扰动中的原初(如暴胀)非高斯性如何在宇宙的大尺度结构中留下印记。我们的研究结果表明,在超哈勃尺度上的原始非高斯性信息流入后牛顿术语,在大尺度结构中留下了可观察的印记。未来对暗物质密度和特殊速度场的统计数据的高精度测量将允许确定原始非高斯性,从而代表对宇宙微波背景各向异性研究的补充工具。
2005-12-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Dark Matter from Evaporating Primordial Black Holes in the Early Universe
本文研究早期宇宙中占主导的原初黑洞在核合成前蒸发产生暗物质的冻结机制,考虑两种形成机制下的连续质量谱,并给出该场景解释极早期暗物质产生的条件。
2024-06-10 astro-ph.CO hep-ph
Stochastic emergence of inflaton fluctuations in a SdS primordial universe with large-scale repulsive gravity from a 5D vacuum
本文发展了一种随机方法来研究含黑洞的早期暴胀宇宙中暴胀子场的标量场涨落。考虑一个5维Ricci平坦的SdS静态度规,通过平面坐标变换,得到一个5维的宇宙学度规,并由此在一个4维超曲面上导出有效的4维SdS度规.我们发现,在暴胀结束时,暴胀子场的平方涨落不是完全与尺度无关的,而是对BH的质量敏感。
2011-05-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Perturbation of Dark Matter as a Novel Probe of Very Early Universe
暗物质(DM)是唯一可能的候选者,将远离大爆炸核合成(BBN)之前的热平衡,根据目前的DM搜索。在这项工作中,我们报告了一个通用的方案,原始扰动的暗物质(PPDM)可以有效地产生和编码的原始信息的非常早期的宇宙再加热时代。给出了PPDM整个演化过程的解析解。首次得到了原初引力波(PGW)对再加热过程的新的强约束。结果表明,PGW与原始曲率扰动(PCP)的比值不仅与慢滚谱指数有关,而且强烈地依赖于再加热时暴胀子的衰变过程。对于非常一般的再加热过程,我们的结果提供了一个自然的解释,在目前的观测PGW的缺乏。
2017-11-01 astro-ph.CO hep-ph
Asymmetric baryon capture by primordial black holes and baryon asymmetry of the universe
我们已经完善了我们以前提出的通过原始块洞arXiv:2009.04361对重子和反重子的不对称捕获产生宇宙学重子不对称的方案。结果表明,在假设重子与原始等离子体的弱相互作用的极限下,这种效应可以得到很强的增强,并且在很宽的模型参数范围内都可以得到观测到的非对称性的大小。
2021-07-17 hep-ph hep-th
Detectability of the primordial origin of the gravitational wave background in the Universe
在各种原始波动傅立叶功率谱中出现的峰值是暴胀情景的一般预测。我们调查是否未来的实验,特别是卫星实验普朗克,将能够检测到可能出现的这些峰值的B模式极化多极功率谱。这将为引力波的原始背景的存在提供决定性的证据。
2000-05-12 astro-ph gr-qc hep-ph
The Clustering Evolution of Primordial Black Holes
原始黑洞可能构成宇宙中暗物质的重要组成部分,并负责LIGO/Virgo合作观察到的黑洞合并的引力波信号。原始黑洞的空间聚集可能会影响它们的合并率,并对它们的质量和丰度的约束产生重大影响。我们提供了一些原始的黑洞空间集群演化的分析处理,比较我们的结果与一些现有的N体数值模拟和讨论的影响黑洞合并率。如果原始黑洞对暗物质的一小部分有贡献,那么原始黑洞聚集就不相关了。另一方面,对于一个大的贡献的暗物质,我们认为,集群可能会增加后期的宇宙合并率与LIGO/室女座探测率兼容的水平。对于形成于原始时期的黑洞双星的早期宇宙合并率,成团可以克服LIGO/Virgo约束,但不能回避它们。
2020-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The muon abundance in the primordial Universe
μ子丰度是理解有关原始宇宙性质的几个基本问题所必需的。在本文中,我们评估的生产和衰变率的μ子在宇宙等离子体作为温度的函数。这使我们能够确定μ子丰度何时消失。当宇宙冷却到$kT_\mathrm{disappear}\approx 4.135$ MeV以下时,μ子的衰变率将超过产生率,μ子将准瞬间从宇宙中消失。有趣的是,我们发现在$T_\mathrm{disappear}$的μ子数几乎等于重子丰度。
2021-03-25 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Viable inhomogeneous model universe without dark energy from primordial inflation
一个新的观测宇宙模型,使用解决方案的完整的爱因斯坦方程,是从假设我们的观测宇宙是一个欠密的泡沫,与内部不均匀的分形泡沫分布的束缚物质系统,在一个空间平坦的大宇宙。根据原初暴胀和由此产生的结构形成,认为平均星系中各向同性观测者的时钟与体宇宙中物质均匀性的真实表面所定义的时钟相一致,而不是在欠密气泡几何中平均空间位置的同动时钟。这种理解需要对宇宙学中所有观测到的量进行系统的重新分析。我通过给出一个宇宙的平均几何模型来开始这样的重新分析,这个模型依赖于两个测量参数:现在的物质密度参数Omega_m和哈勃常数H_0。可观测的宇宙并没有加速。尽管如此,推断的光度距离比天真的预期要大,与遥远的Ia型超新星的证据一致。宇宙的年龄是15.3 +/-0.7 Gyr。膨胀年龄大于竞争模型,并可能占观察到的结构形成在大红移。
2005-07-11 astro-ph gr-qc hep-ph
Primordial neutron star; a new candidate of dark matter
Z-玻色子交换作用在左手中微子和中子之间产生吸引力。Ginzburg-Landau平均场计算和Bogoliubov变换表明,这种吸引力导致中微子-中子对凝聚和超流性。当超流形成的结果应用于早期宇宙时,视界尺度对凝聚可能成为暗能量的一个组成部分。热宇宙介质中的其他费米子的进一步吸积,产生了由处于β平衡的质子、中子、电子和中微子组成的原始中子星的种子。原始中子星可能提供了一种机制,如果适当选择一小部分宇宙热粒子凝聚成中微子-中子超流体和原始中子星,而不使宇宙过于接近,那么原始中子星可能提供了部分或全部宇宙中的暗物质。通过测量原始中子星形成时的中微子爆发和实验室原子实验中超流遗迹中微子的探测,可以从原理上验证这一设想。
2022-09-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
Effects of Early-Universe Inhomogeneity on Bubble Formation: Primordial Black Holes as an Extreme Case
本研究以原初黑洞为极端案例,探究早期宇宙不均匀性对一阶相变气泡成核率的影响,发现原初黑洞的引力效应会降低有效作用量、修改成核率,可能改变相变动力学并产生新引力波信号。
2025-11-14 hep-ph
Baryo-Leptogenesis induced by modified gravities in the primordial Universe
本文用修正的引力理论分析了宇宙中物质与反物质之间的不对称性这一长期存在的问题。特别地,我们研究了引力的$f(R)$理论的两个模型,通过适当地选择自由参数,在广义相对论(GR)预测的辐射主导(RD)相位中对宇宙的标度因子引入了一点扰动,即,$a(t)\sim t^{1/2}$。这个小扰动产生了相差零的Ricci标量,即,$R\neq 0$,它再现了在引力重子生成和引力稀薄生成理论框架内计算的不对称因子$η$的正确量值。自由参数的适时选择进行了讨论,以获得与实验数据一致的结果。此外,这里得到了与再现右不对称因子的$f(R)$理论共形等价的标量张量理论的势$V$的形式。
2015-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A short survey of matter-antimatter evolution in the primordial universe
本文综述了原始宇宙中物质-反物质演化,基于Λ-CDM模型和已知重子不对称性,重点讨论了QGP、中微子自由流、μ子消失、电子-正电子磁性及BBN等关键时期,并展望了相关方法在磁星和GRB研究中的应用。
2023-06-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th