Signature of primordial non-Gaussianity on 21-cm power spectrum from dark ages
我们研究了原始的非高斯印记在黑暗时代的21厘米线差分亮度温度的功率谱的签名。利用引力团簇的微扰处理，我们定量地估计了非高斯和单圈修正对21厘米功率谱的影响。基于Fisher矩阵分析，研究了使用21-cm功率谱对局部型原始非高斯性的约束的潜在影响。结果表明，对于基线为几十公里的阵列，21 cm功率谱对原始非高斯性的抑制作用比宇宙微波背景测量的更强，且其抑制作用强于21 cm双谱，但在极限情况下，21 cm双谱的抑制作用最终会变得更强.
2022-06-23 astro-ph.CO
Halo clustering and g_{NL}-type primordial non-Gaussianity
许多多场暴胀模型都产生非高斯的初始条件，其中初始绝热涨落的形式为（zeta_G + g_{NL} zeta_G ^3）。我们研究晕聚类在这些模型中使用两种不同的分析方法：峰值背景分裂框架，和蛮力计算的障碍交叉模型，获得两者之间的协议。我们找到了一个简单的，理论上的动机表示晕偏置同意N体模拟，并可以用来约束g_{NL}从观察。我们讨论了实际的警告，以约束g_{NL}仅使用可观察到的属性的示踪人口，并认为，从人口的观测偏差是<~ 2.5的约束一般不强大的不确定性建模的晕占据分布的人口。
2011-06-02 astro-ph.CO
Primordial non-Gaussian signatures in CMB polarization
利用概率分布函数、Minkowski泛函和Betti数，研究了由$\fnl$参数化的CMB极化标量扰动的局域型原始非高斯性特征.结果表明，总偏振强度的概率密度函数的最低阶非高斯偏差为$(\fnlσ)^2$阶。我们从模拟的极化图计算Minkowski泛函和Betti数的非高斯偏差。我们发现，$E$模式的偏振提供了独立的和同样强的约束$\fnl$的温度波动。然而，总偏振强度中的非高斯信号要弱得多，并且具有相对大的宇宙方差，因此对于检测局部类型的非高斯性可能是无用的。
2014-11-19 astro-ph.CO
Strong clustering of primordial black holes from Affleck-Dine mechanism
原始黑洞（PBH）是LIGO-Virgo合作观测到的双星合并事件的一个有趣的起源候选者。PBH在形成时的空间分布是估计合并率的一个重要特征。我们研究了由阿弗莱克-戴恩（AD）重子生成形成的PBH的聚集，其中致密的重子泡坍塌形成PBH。我们发现，形成PBH显示出很强的聚类由于随机动态的AD字段。包括聚类，我们评估的合并率和等曲率扰动的PBH，这表明显着偏离那些没有聚类。
2021-10-15 astro-ph.CO hep-ph
High-resolution cosmological simulations of primordial dark matter clustering under long-range and fractional forces
RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences（理化学研究所交叉理论数学科学中心）
本研究通过高分辨率模拟发现，原初暗物质在长程和分数力作用下形成更密集的暗物质晕，但有效康普顿波长尺度上的标量场波动会改变后续聚类行为。
2025-11-28 astro-ph.CO
Resolving primordial physics through correlated signatures
我们讨论了光谱观测值之间的相关性作为一种新的工具，区分模型的原始扰动。我们表明，如果产生在等曲率部门，运行的标量谱指数与非高斯的统计特性。特别是，我们发现一个大的运行将不可避免地伴随着一个大的运行$f_{\rm NL}$和增强$g_{\rm NL}$，与$g_{\rm NL}\gg f_{\rm NL}^2$。如果张量与标量之比很大，那么一个大的负值运行在较小的尺度上必须变成正值。有趣的是，转变的特征尺度可能会区分暴胀子场和等曲率场。
2014-12-18 astro-ph.CO
Nucleosynthetic signatures of primordial origin around supermassive black holes
如果原初黑洞（PBH）在高红移类星体的中心播下了超大质量黑洞（SMBH）的种子，那么这些黑洞周围的气体可能揭示了它们原初起源的核合成线索。我们提出的预测改变原始丰度周围的PBH足够大的种子SMBH在z~6-7.5。我们发现，如果初始质量为~10^5 M $_{\odot}$的多环芳烃是造成这种SMBH的原因，那么它们可能会产生原始氘和氦的分数增加>~ 10%，而锂的丰度减少>~ 10%，在离黑洞约1千秒差距的距离上。我们估计，约10^8 M $_{\odot}$的气体至少增加（或减少）了1%。这些修改原始氘，氦，锂丰度的证据可能仍然存在，如果这种circu-PBH气体仍然没有吸积的SMBH和在或附近的宿主星系的高红移类星体。测量丰度异常将具有挑战性，但可以提供一种新的方法来揭示这种SMBH种子的原始起源。
2021-11-17 astro-ph.CO
The clustering of galaxy clusters in cosmological models with non-Gaussian initial conditions: Predictions for future surveys
我们预测的偏置和集群性能的星系团，预计将在两个即将到来的X射线和Sunyaev-Zel 'dovich效应调查产生的目录中观察。我们研究了一组平坦的宇宙学模型，其中原始密度概率分布显示出与当前观测范围一致的高斯性偏差。我们考虑非高斯模型中原始双谱的局部和等边形状。所研究的两个星表是由\emph{e} ROSITA广泛调查和根据南极望远镜观测的调查产生的。结果表明，无论是偏见和观测到的星系团的功率谱的原始双谱的局部形状的非高斯模型的严重影响，特别是在大尺度。另一方面，具有等边形状的原始双谱的模型在所有尺度下仅显示出轻微的影响，这难以用聚类观测来检测。在这两个星表中，表现较好的是\emph{e} ROSITA星表，因为它只包含最大的质量，对原始非高斯性更敏感。
2009-06-08 astro-ph.CO
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
A new signature of primordial non-Gaussianities from the abundance of galaxy clusters
星系团丰度随时间的演化对原始密度扰动的统计性质非常敏感。因此，它可以用来探测初始条件下与高斯性的微小偏差。这种偏差的特征将有助于区分不同的暴胀情景，并为我们提供有关早期宇宙中发生的物理过程的信息。我们发现，当包含在星系团计数中的信息被用来重建作为红移函数的暗能量状态方程时，错误地假设不存在原始非高斯性，在有效的暗能量状态方程中出现了明显的随时间的演化，其特征在于出现明显的不连续性。
2012-05-19 astro-ph.CO
Clustering of primordial black holes with non-Gaussian initial fluctuations
我们制定的两点关联函数的原始黑洞（PBH）在其形成时间，经常被用于晕聚类的背景下的功能集成方法的基础上。我们发现，PBH集群的超哈勃尺度上，永远不会被诱导的情况下，初始的原始起伏是高斯，而它可以增强所谓的本地型三谱（四点关联函数）的原始曲率扰动。
2019-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Redshift-weighted constraints on primordial non-Gaussianity from the clustering of the eBOSS DR14 quasars in Fourier space
我们提出了本地原始非高斯性（PNG）的约束，通过$f^{\rm loc}_{\rm NL}$参数化，使用斯隆数字巡天IV扩展重子振荡光谱巡天数据发布14类星体样本。我们测量和分析类星体在傅立叶空间中的各向异性聚集，测试原始非高斯性在大尺度上引入的尺度依赖性偏差。我们推导并采用功率谱估计器，使用最佳权重，占的红移演变的PNG信号。我们发现$-51<f^{\rm loc}_{\rm NL}<21$在95%的置信水平的约束。这些是来自大尺度结构（LSS）数据的最严格的约束。与未加权的情况相比，我们的红移加权将误差条提高了15%。如果类星体对PNG的响应较低，则约束退化为$-81<f^{\rm loc}_{\rm NL}<26$，比标准方法提高了40%。我们预测，完整的eBOSS数据集可以达到$σ_{f^{\rm loc}_{\rm NL}}\simeq 5\text{-}8$使用最佳的方法和全范围的规模。
2019-04-18 astro-ph.CO
Combining clustering and abundances of galaxy clusters to test cosmology and primordial non-Gaussianity
我们提出的集群的星系团作为一个有用的除了一套共同的宇宙学观测。星系团的聚集探测了宇宙的大尺度结构，将星系团的聚集分析扩展到了高峰值、高偏差的区域。星系团的聚类是对传统的星系团数计数和可观测质量关系分析的补充，通过打破现有的校准简并，显着提高了它们的约束力。我们使用maxBCG星系团目录来约束宇宙学参数和交叉校准的质量可观测的关系，使用集群丰度丰富箱和弱透镜质量估计。然后，我们添加的红移空间功率谱的样品，包括一个有效的建模的弱非线性的贡献，并允许任意光度红移平滑。功率谱数据的包括允许比例关系的改进的自校准。我们发现，列入功率谱通常带来的波动幅度$σ_8$和物质密度$Ω_{\mathrm{m}}$的误差$\sim 50$ %的改善。最后，我们应用这种方法来约束模型的早期宇宙通过原始的非高斯的本地类型的量，使用的变化在晕质量函数和集群的偏差的变化。我们发现一个约束的数量偏度$f_{\mathrm{NL}} = 12 \pm 157 $（$1σ$）从集群数据单独。
2014-01-31 astro-ph.CO
The clustering of galaxies in the completed SDSS-IV extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Primordial non-Gaussianity in Fourier Space
我们从扩展的重子声学振荡光谱巡天（eBOSS）的最终数据发布（DR 16）中的343，708个红移0.8 < z < 2.2分布在4808平方度上的类星体的集群中测量了局部原始非高斯性参数\fNLloc，这是迄今为止最大的光谱巡天。我们的分析是在傅立叶空间中进行的，使用功率谱在非常大的尺度来约束尺度依赖的晕偏置。我们仔细评估系统学对我们测量的影响，并测试多种污染去除方法。我们展示了我们的分析管道的鲁棒性与EZ模拟目录，模拟eBOSS DR 16目标选择。我们发现$f_\mathrm{NL}=-12\pm 21$（68%的置信度）的主要聚类样本，包括类星体的红移在0.8和2.2之间，利用一种新的神经网络计划清洗DR 16样本，特别是应用红移加权技术后，设计用于非高斯测量从大尺度结构，优化我们的分析，这提高了我们的结果37%。
2021-07-02 astro-ph.CO
Detectability of Gravitational Waves from the Coalescence of Massive Primordial Black Holes with Initial Clustering
我们发现初始非高斯聚集效应可以显著提高原初黑洞（PBH）合并的事件率。这种集群的影响进行了研究，在一个特定的情况下，多流通货膨胀。初始聚类使得有可能通过LISA和DECIGO/BBO等天基引力波干涉仪探测大规模PBH合并。地基探测器探测PBH合并的参数制度也得到了扩展。
2020-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Merger rate of initially clustered primordial black holes for the two-body channel
Theory Center, Institute of Particle and Nuclear Studies (IPNS), High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构粒子与核研究研究所理论中心）；ICRR, University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, University of Tokyo（东京大学 Kavli 宇宙起源与物质研究所（世界顶尖学术研究中心）、宇宙前沿机构）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN（理化学研究所交叉理论与数学科学中心）；Department of Physics, Tohoku University（东北大学物理学系）
研究基于引力波观测探讨原始黑洞聚集群对双体合并率的影响，发现弱聚集群可使LIGO-Virgo-KAGRA事件用更小的PBH参数解释，但强聚集群会因三体系统形成抑制双体合并。
2026-04-21 astro-ph.CO
The Irrelevance of Primordial Black Hole Clustering in the LVK mass range
研究证明在现实模型中，原初黑洞超出泊松分布的初始空间聚集对LVK可探测的双星并合不起作用，该结论受FIRAS CMB畸变约束，但不排除对更小质量不适用。
2025-05-02 astro-ph.CO gr-qc
Clustering of Primordial Black Holes. II. Evolution of Bound Systems
原始黑洞（PBH）是由密度扰动坍缩形成的，它比底层的密度场更加聚集。在以前的论文中，我们展示了这对PBH暗物质前景的限制。在本文中，我们研究这种集群的另一个后果：在早期宇宙中的PBH的束缚系统的形成。假设这些是最早的引力坍缩结构，在宇宙仍然以辐射为主时形成。根据星系团的大小和占据，PBH合并发生在它们因霍金蒸发而蒸发之前。
2011-10-19 astro-ph.CO gr-qc
Clustering of Primordial Black Holes in Excursion Set Theory
Federal University of Paraíba（帕拉伊巴联邦大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（珀蒂默理论物理研究所）
本研究拓展游移集理论形式体系，基于共历史随机轨迹计算原初黑洞对成团联合概率，揭示功率谱、谱指数、成团距离及临界密度阈值对原初黑洞形成与成团特性的影响规律。
2026-10-02 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Primordial Power Asymmetry from Galaxy Clustering and Peculiar Velocity Information
Kyoto University（京都大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study, The University of Tokyo（东京大学前沿科学高等研究院宇宙物理数学卡弗里研究所（WPI））；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院）；Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA)（中央研究院天文及天文物理学研究所）；Onomichi City University（尾道市立大学）
本研究开发BipoSH分析方法，结合类Euclid星系巡天与类Simons天文台CMB重构的本动速度，可打破原初四极调制与各向异性星系偏置的简并，提升原初功率不对称性的检验精度。
2026-08-17 astro-ph.CO
Small-scale signatures of primordial non-Gaussianity in k-Nearest Neighbour cumulative distribution functions
本文利用Quijote-PNG模拟考察kNN-CDFs对小尺度原初非高斯性的敏感性，发现其对等边型PNG具有可区分且可解析建模的独特响应。
2023-09-26 astro-ph.CO
Formation and clustering of primordial black holes in Brans-Dicke theory
本文用Brans Dicke标量张量引力理论研究了早期宇宙中原初黑洞的形成。对密度扰动的阈值进行了修正，在阈值以上，引力坍缩发生在宇宙视界穿越之后。修正以某种方式依赖于演化的标量场。它们影响着原始黑洞形成的概率，如果标量场是不均匀的，它们会导致黑洞在大尺度上的聚集。星系团的形成反过来又增加了黑洞合并的概率和相应的引力波爆发的速率。如果观测到的部分引力波事件与原始黑洞有关，那么这些星系团可以对LIGO/Virgo引力波事件做出重大贡献。
2020-09-30 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes with mass ratio-modulated initial clustering: merger suppression and projected constraints
National Institute of Physics, University of the Philippines - Diliman（菲律宾大学迪利曼分校国立物理研究所）
研究通过考虑质量比调节的初始聚类，探讨原始黑洞并合抑制对约束的影响，发现低质量端约束窗口的延伸及对SGWB的约束影响。
2025-11-24 astro-ph.CO
The Spatial Clustering of Primordial Black Holes
原始黑洞（PBH）是暗物质（或其一部分）的可能性最近引起了人们的广泛关注。它们的空间聚集性是一个基本性质，它决定了在给定的质量范围内是否可以避开当前的观测约束，合并是否有意义，以及原始黑洞是否可以产生宇宙学结构。我们把它们作为离散的对象，并澄清其空间聚类的问题，重点是短程排斥及其对大尺度功率谱的影响。即使泊松自对项总是出现在零滞后相关中，这并不一定意味着原始黑洞最初是泊松分布的。然而，虽然最初的PBH集群取决于小尺度功率谱的详细形状，我们认为，它是不相关的一个狭窄的光谱特征和原始的黑洞质量仍然允许观测。
2019-04-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Distinguishing cosmological models through quantum signatures of primordial perturbations
本研究通过积分消去多场暴胀模型的不可观测熵扰动，对比不同暴胀模型的曲率扰动量子特征，发现即使大尺度功率谱相同，不同模型的量子特征仍存在差异，可用于区分暴胀模型且结论可推广至反弹场景。
2024-05-16 astro-ph.CO
Nonlinear clustering in models with primordial non-Gaussianity: the halo model approach
我们发展了大尺度结构的晕模型，作为探索原始非高斯性的精确工具。在这项研究中，我们专注于了解在几个红移的物质集群。原始非高斯性被建模为对局部高斯势的二次修正，并由参数fNL表征。在我们制定的晕模型，我们特别注意晕排斥的影响，并表明，这可以潜在地解决长期存在的问题，在这个模型中的大尺度上的多余的权力。该模型依赖于质量函数，集群和密度分布的晕。我们使用高分辨率高斯和非高斯数值模拟的大型合奏测试这些成分。特别是，我们提供了第一次探索如何密度分布图的变化存在的原始非高斯性。我们发现，对于f_NL正/负的大质量晕，核密度增加/减少，因此比高斯情况下更集中/更不集中。我们还研究了晕偏置，并表明，如果晕模型是正确的，那么有一个小的不对称的尺度依赖的偏差非常大的尺度，这是因为高斯偏置必须重整化。我们表明，修改的物质功率谱的~2.5%和~3.5%的标度k~1.0 h/Mpc在z=0和z=1，分别。我们的晕轮模型计算再现的绝对振幅在10%以内，非高斯的高斯光谱的比例在1%以内。我们还测量了物质的关联函数，发现模型和数据之间同样吻合得很好。我们预计，这种建模将是有用的约束f_NL的剪切关联函数在未来的弱透镜调查，如欧几里得测量。
2011-08-08 astro-ph.CO
Impact of Relativistic Effects on the Primordial Non-Gaussianity Signature in the Large-Scale Clustering of Quasars
在星系团观测中，相对论效应在大尺度上对星系过密度场引入了尺度相关的修正，这可能会通过尺度相关的晕偏差阻碍对原始非高斯性$f_\textrm{NL}$的探测。相对论修正的幅度不仅取决于宇宙学背景膨胀，而且还取决于红移演化和被检查的示踪剂种群的亮度阈值的灵敏度，如由演化偏差$b_\textrm{e}$和放大偏差$s$参数化。在这项工作中，我们传播的光度函数测量从扩展重子振荡光谱巡天（eBOSS）的类星体（QSO）样本的$b_\textrm{e}$和$s$，从而推导出相对论修正的约束，其功率谱多极。虽然可以减轻的影响，通过调整红移范围或亮度阈值的示踪剂样品被认为是$f_\textrm{NL}$签名，我们建议，在未来的调查探测大宇宙体积，相对论校正应向前建模的示踪剂光度函数，包括其不确定性。这对于在即将到来的调查中在尺度$k \sim 10^{-3} h \, \textrm{Mpc}^{-1}$上进行类星体聚类测量是很重要的，例如暗能量光谱仪（DESI），在那里相对论修正可以压倒预期的低红移$z \lesssim 1$的$f_\textrm{NL}$签名，并在红移$z \gtrsim 2.5$的功率谱四极中与$f_\textrm{NL} \simeq 1$相当。
2020-10-13 astro-ph.CO
Signatures of non-gaussianity in the isocurvature modes of primordial black hole dark matter
原始黑洞（PBH）是可能在早期宇宙的辐射主导时代很早就形成的黑洞。我们在这里提出了一种方法，通过这种方法，原始黑洞密度的大尺度扰动可以用来对非高斯性进行严格的约束，如果PBH占暗物质（DM）。局域型非高斯性的存在被认为对原始黑洞的丰度有显著的影响，并且来自所观察到的CMB尺度模式的模式耦合可以显著地改变在宇宙的不同区域内形成的PBH的数量密度，其表现为DM等曲率模式。使用最近的\emph{Planck}等曲率扰动的约束，我们表明，PBH被排除在DM候选人，即使是非常小的本地型非高斯，$|f_{NL}|\approx0.001$和显着的约束$g_{NL}$几乎一样强。如果DM由PBH组成，则甚至小的非高斯性也被排除。如果在CMB尺度上检测到局部非高斯性，那么对坍缩成PBH（质量足够大，尚未蒸发）的宇宙部分的约束将变得更加严格。
2015-05-05 astro-ph.CO
A possible signature of primordial stellar populations in $z=3$ Lyman $α$ emitters
斯巴鲁望远镜的观测已经从位于$z=3.1$的一些莱曼$α$发射体（LAEs）中探测到了令人惊讶的强莱曼连续谱（LyC; $\sim900$在静止坐标系中的散射）。我们已经研究了恒星的人口，同时占的强度的LyC和非电离紫外线的LAEs的光谱斜率。结果发现，金属丰度为$Z\geq1/50 Z_\odot$的恒星星族只能用头重脚轻的初始质量函数（IMF; $< m > \sim 50 M_\odot$）来解释观测到的LyC强度。然而，这样的IMF的临界金属丰度预计要低得多。一个非常年轻的（$\sim1$ Myr）和大质量的（$\sim100$ $M_\odot$）极贫金属（$Z\leq5\times10^{-4}Z_\odot$）或无金属（所谓的星族III）恒星群体也可以重现观测到的LyC强度，如果这种“原始”恒星群体的质量分数是LAE总恒星质量的$\sim1$ %。
2012-06-20 astro-ph.CO
Primordial Black Holes from Broad Spectra: Abundance and Clustering
在早期宇宙中形成原始黑洞的一个常见机制是在小尺度上增强暴胀过程中产生的标量扰动。如果这些波动有足够大的振幅，它们可能会在重返视界时坍缩成原始的黑洞。这样的原始黑洞可能包含了所有的暗物质。我们提供了一些考虑的形成和集群的原始黑洞时，标量扰动的特点是由一个广泛的频谱。利用偏移集方法和最优统计量，我们证明了小质量的原始黑洞被大质量的原始黑洞吸收的云中云现象基本上是不存在的。这是因为原始黑洞的形成是极其罕见的事件。我们还表明，从质量分布的角度来看，宽谱和窄谱给出了类似的结果，在这个意义上说，质量分布是向一个单一的质量倾斜。此外，我们认为，原始的黑洞从宽谱不集群的形成，其分布是占主导地位的泊松。
2019-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Statistics of the excursion sets in models with local primordial non-Gaussianity
我们使用高于或低于一个温度阈值（偏移集）的区域的统计数据来研究具有本地类型的原始非高斯性的模型中的宇宙微波背景（CMB）各向异性。通过对大量具有不同非高斯性的模拟地图进行全天空空间分布和阈值以上/阈值以下像素的聚类计算，发现无量纲非线性参数fNL的正值增强了冷CMB漂移集的数量密度和聚类强度，降低了热CMB漂移集的数量密度和聚类强度.我们量化了这种效应的鲁棒性，这对于区分更简单的高斯假设和非高斯场景可能很重要，这些场景来自非标准的通货膨胀或替代的早期宇宙模型。热像素和冷像素的聚类表现出不同的非高斯特征，特别是在约75弧分的角尺度处（即，在多普勒峰值周围），其随着f_NL线性增加。此外，聚类作为平滑角度的函数发生强烈变化。我们提出了几个统计测试，以最大限度地提高本地原始非高斯信号的检测，并在此框架内提供一些理论见解，包括阈值水平的最佳选择。我们还描述了一个程序，旨在尽量减少宇宙方差效应，在这个统计框架内的主要限制。
2010-10-11 astro-ph.CO
Validating galaxy clustering models with Fixed & Paired and Matched-ICs simulations: application to Primordial Non-Gaussianities
固定和配对技术旨在通过修改初始条件（IC）来生成2点统计量方差减小的模拟。在本文中，我们表明，这种技术也是有效的，当初始条件具有本地原始非高斯性（PNG），参数化的$f_{\rm NL}$，不偏置的2点统计，但显着降低其方差。我们展示了如何定量地使用这些技术来测试星系/晕聚类模型的准确性降低到一个大大减少的不确定性，我们应用它们来测试标准模型中存在的PNG晕聚类。此外，我们还表明，通过匹配两种不同宇宙学（高斯和非高斯）的IC的随机部分，我们获得了（2点）统计之间的较大相关性，可以显式地用于进一步降低模型测试的不确定性。对于我们的参考分析（$f_{\rm NL}=100$、$V=1 [h^{-1}{\rm Gpc}]^3$、$n= 2.5\times 10^{-4}[h^{-1}{\rm Mpc}]^{-3}$、$b=2.32$），我们使用标准模拟获得了$σ(f_{\rm NL})=60$的不确定度，而使用固定[固定配对]初始条件，它减少到$σ(f_{\rm NL})=12$ [ $σ(f_{\rm NL})=12$ ]。当还匹配IC时，我们获得标准情况的$σ(f_{\rm NL})=18$和固定[固定配对]的$σ(f_{\rm NL})=8$ [ $σ(f_{\rm NL})=7$ ]。固定、配对和匹配技术的组合可以在PNG的上下文中使用，以在给定的计算资源下创建具有以因子$\si…
2022-12-16 astro-ph.CO
On the merger rate of primordial black holes: effects of nearest neighbours distribution and clustering
对${\cal O}$（10）$\,M_\odot$中原始黑洞（PBH）形式的暗物质的一个看似最强的约束依赖于从LIGO/Virgo探测到的二进制BH合并事件推断出的合并率。然而，这些界限的鲁棒性取决于早期宇宙中PBH双星形成的准确性。我们重新审视了合并率的标准估计，重点是几个关键因素：最近邻的空间分布和与给定原始功率谱相关的PBH的初始聚类。总体而言，我们证实了在文献中提出的结果的鲁棒性的情况下，一个狭窄的质量函数（其约束的PBH部分的暗物质是$f_{\rm PBH}\lesssim 0.001-0.01$）。PBH的初始聚类可能会有收紧当前约束的效果，但仅适用于非常广泛的质量函数，对应于在$k$空间中至少延伸几十年的原始功率谱中的宽颠簸。
2018-10-17 astro-ph.CO hep-ph
Improved Primordial Non-Gaussianity Constraints from Measurements of Galaxy Clustering and the Integrated Sachs-Wolfe Effect
我们提出了最强的鲁棒约束的原始非高斯（PNG）从目前可用的星系调查，结合大规模的聚类测量和它们的互相关与宇宙微波背景。我们更新了Giannantonio等人（2012）使用的数据集，并扩大了分析范围，以包括所有调查之间的两点关联函数的完整集合。为了获得最可靠的约束PNG，我们主张使用的互相关的目录作为一个强大的估计，我们进行了扩展分析可能的系统，以减少其对结果的影响。为了最大限度地减少我们的发光红星系（LRG）样本中恒星污染的影响，我们使用Ross等人（2011）最近的重子振荡光谱巡天目录。我们还发现了一个新的系统的NVSS射电星系调查的证据类似，但小于，已知的赤纬相关的问题，这是很难删除而不影响推断的PNG信号，因此，我们不包括NVSS自动关联函数在我们的分析。我们没有发现原始非高斯性的证据;对于局部型配置，我们在95% c. l.处获得偏度参数$ -36 < f_{\mathrm{NL}} < 45 $。（$5 \pm 21$在$1σ$）当使用我们的数据集的最保守的部分，改善以前的结果，我们也没有发现显着的峰度，参数$g_{\mathrm{NL}}$的证据。除了PNG，我们同时约束暗能量，并发现它需要与一个宇宙学常数一致的形式。
2013-12-18 astro-ph.CO
Evidence for Primordial Black Hole Final Evaporation: Swift, BATSE and KONUS and Comparisons of VSGRBs and Observations of VSB That Have PBH Time Signatures
十多年前，我们发现了一类VSGRB（T90 < 100 ms）具有不寻常的特性：（1）星系位置不对称，（2）非常硬的伽马谱，（3）这些事件的星系起源的可能证据。我们现在研究最近的Swift数据，并表明存在与BATSE和KONUS一致的VSGRB增强。我们估计，这是一个总的4.5sigma观测。然后，我们研究VSB的PBH蒸发的时间结构预期的证据。几个事件显示了PBH蒸发的一般时间结构。如果是正确的，那么PBH一定存在于这个星系中。由于即使是像BATSE这样的大型探测器每年也只记录几个VSB，PBH的密度仍然很小，很难预测费米航天器LAT的速率。
2009-08-10 astro-ph.CO
Clustering of primordial black holes formed in a matter-dominated epoch
在局域型原初非高斯性的存在下，原初黑洞（PBH）在形成时甚至在超视界尺度上也会出现成团现象。在文献中，在辐射主导时代PBH形成的高峰值极限中已经研究了这种效应。另一种可能是PBH形成于早期物质主导时代。在这种情况下，高峰值限制是不适用的，因为即使最初很小的扰动增长，并可能成为PBH。我们首先推导出一个一般公式来估计集群的PBH与原始非高斯没有假设的高峰值限制，然后将此公式应用到一个模型的PBH形成在一个物质主导的时代。在物质主导时代的PBH形成的情况下，聚簇比在辐射主导时代的聚簇更不显著。然而，在许多情况下，它比泊松散粒噪声大得多。定量地讨论了等曲率扰动与宇宙微波背景辐射约束的关系。
2020-01-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Observational Signatures of Primordial Pair-Instability Supernovae
质量在140 - 260太阳质量之间的第三星族大质量恒星以对不稳定超新星（PISNe）的形式结束了它们的生命，这是宇宙中最具能量的热核爆炸。这些爆炸的探测可以首次直接限制原始IMF，这是第一个星系形成，早期宇宙学再电离和原始IGM化学富集的关键。我们目前的Pop III PISN的光变曲线和光谱的辐射流体动力学计算进行的ESPRIT代码。我们发现，最初的辐射脉冲，由于冲击爆发从表面的恒星，虽然被莱曼α森林衰减，将仍然可见的JWST在z ~ 10 - 15，并可能到z ~ 20强引力透镜。我们还研究了金属混合在爆炸的早期阶段之前，从表面的恒星与CASTRO AMR代码，并发现激烈的混合原始核心崩溃爆炸，但很少在PISNe。这意味着确定第一次宇宙爆炸的起源质量的关键是冲击波爆发后的早期光谱学，多维混合对精确的低质量Pop III SNe光变曲线和光谱至关重要。
2010-09-14 astro-ph.CO
Primordial Black Holes (PBHs) and The Signatures of Cosmic Non-Gaussianity
Central University of Kashmir（克什米尔中央大学）；Makerere University（马凯雷雷大学）
本文研究了原初黑洞形成与非高斯性之间的关系，通过曲率扰动的精确推导和非扰动尾部分析，探讨了曲率子模型对原初黑洞形成概率的影响，并与现有约束进行比较。
2026-04-15 astro-ph.CO
Constraining Primordial Non-Gaussianity with Density-Split Clustering
本文研究密度分割聚类（DSC）对原初非高斯性约束的提升，发现暗晕与DSC联合功率谱相比传统暗晕功率谱可将局域型、等边型和正交型PNG约束分别提升约1.4、8.8和3.6倍，并引入傅里叶空间分析方法。
2024-11-22 astro-ph.CO
Effects of primordial black holes quantum gravity decay on galaxy clustering
最近有人提出，小质量黑洞（BH）可能会由于量子引力效应而变得不稳定，并最终衰变，产生辐射，其时间尺度比霍金蒸发时间短。我们认为，人口的存在低质量的原始黑洞（PBH）作为宇宙暗物质成分的一部分，可以用来测试提出的模型的量子衰变的黑洞通过其对星系数计数的影响。我们研究什么限制未来的星系聚类测量可以设置在量子引力参数的BH寿命和PBH丰度。如果没有检测到这种效应，这将排除存在不可忽略数量的小PBH或BH量子衰变情况（或两者）。在独立观测黑洞的情况下，这里讨论的观测值可以用来研究改变黑洞最终命运的量子效应。
2017-08-08 astro-ph.CO gr-qc
The clustering of galaxies and galaxy clusters: constraints on primordial non-Gaussianity from future wide-field surveys
我们调查原始非高斯的约束条件，不同的双谱形状，可以来自未来的宽视场光学/近红外探测星系和星系团的功率谱。考虑到拟议的欧空局空间任务\emph{Euclid}作为一个具体的例子，我们结合光谱选择星系的空间分布与弱透镜选择集群。我们用物理驱动的晕模型来表示宇宙中大尺度结构的任意示踪物的关联函数。正如天真的预期，我们发现，星系是更有效地联合约束的原始非高斯$f_\mathrm{NL}$的水平和物质的功率谱$σ_8$的振幅比星系团，由于后者的丰度低得多，这是不充分补偿的功率谱上的较大的影响。然而，星系功率谱与星系团-星系交叉谱的结合可以将$f_\mathrm{NL}$的测定误差减小到$\sim 2$的一个因子。这种递减是特别明显的研究较少的非高斯双谱形状，所谓的折叠和正交的。对这些模型设置约束可以为早期宇宙物理学的各个方面提供新的线索，因此极其重要。通过结合的功率谱的集群和星系的集群-星系的交叉频谱，我们发现原始的非高斯的顺序$Δf_\mathrm{NL} \sim $一些，竞争力和可能优于未来的CMB实验的限制。
2011-03-09 astro-ph.CO
The origin, evolution and signatures of primordial magnetic fields
到目前为止，宇宙在所有尺度上都是磁化的。在最大的尺度上，星系和星系团的磁场在微高斯水平上，在高达10千秒差距的尺度上是相干的。最近的观测证据表明，即使是空洞中的星系际介质也可能存在弱的$\sim 10^{-16}$高斯磁场，在Mpc尺度上是相干的。一个有趣的可能性是，这些观测到的磁场是早期宇宙的遗迹，尽管后来被坍缩物体中的发电机放大和维持。本文综述了原始磁场的起源、演化和特征。在对膨胀宇宙中的磁流体动力学做了一个简短的总结之后，我们转向膨胀和其他相变过程中的磁场产生。我们跟踪的线性和非线性演化所产生的原始领域通过辐射时代，包括粘性效应。讨论了原始磁场在宇宙微波背景上的灵敏观测特征，包括普朗克的电流约束。复合后，原始磁场可以强烈影响结构的形成，特别是在矮星系尺度上。由此产生的签名上的再电离，红移21厘米线，弱透镜和莱曼- $α$森林的概述。来自无线电和$γ$射线天文学的限制进行了总结。天体物理电池和发电机在重塑原始领域的作用进行了简要的审议。评论结束时，一些最后的想法原始磁场。
2016-04-24 astro-ph.CO gr-qc
High-redshift JWST massive galaxies and the initial clustering of supermassive primordial black holes
本文提出超大质量原初黑洞的初始成团性可增强物质功率谱，从而解释JWST观测到的高红移大质量星系，其质量约10^9太阳质量，能量密度占比约10^-3。
2024-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Signatures of primordial gravitational waves in matter power spectrum
我们模拟了尘埃宇宙从$z=1089$到$z=0$的演化过程。我们对具有标量扰动的平坦Friedmann-Lemaire-Robertson-Walker（FLRW）背景时空中的爱因斯坦方程进行了数值积分，标量扰动是由微波背景中各向异性程序（CAMB）产生的物质功率谱导出的。为了研究太初引力波（GW）对宇宙非均匀性的影响，我们在上述度规中加入了一个初始振幅为$3\times 10^{-4}$的衰减、无发散、无迹的太初张量扰动.我们发现，这种原始张量扰动抑制了约$0.01\%$在$z=0$波数与它的模式的物质功率谱。这种抑制可能是未来全球变暖背景的一种可能的探测。
2020-06-11 astro-ph.CO gr-qc
Magnification bias as a novel probe for primordial magnetic fields
本文研究了早期宇宙中产生的磁场。这些磁场是解释星系和星系团中观测到的天体物理磁性起源的重要候选者，其起源至今仍不清楚。与标准的暴胀功率谱相比，如果在复合之前存在宇宙学磁场，那么中小尺度的物质将经历进一步的实质性聚集。因此，星系的偏置和红移分布也将被修改。近年来，原始磁场（PMF）已经被许多宇宙学观测量所测试和约束，例如宇宙微波背景辐射、星系团以及最近的弱引力透镜。在这里，我们探讨了由引力透镜放大引起的密度涨落偏差对星系-星系角功率谱的约束势。这种效应被称为放大偏差。与通常的星系聚类方法相比，放大偏差有助于解除功率谱归一化和星系偏差之间存在的病态退化。这是因为放大率偏差使附近天体的星系数密度波动与高红移源的弱透镜畸变相互关联。因此，它利用了光的引力偏转，这是不敏感的星系的偏见，但强大的约束密度波动幅度。为了仔细研究这种方法的潜力，我们采用了深宽场光谱星系调查。我们发现，放大偏差包含了重要的原始磁性信息，这将是有用的结合星系集群和剪切。我们发现，我们将能够排除在95.4% CL的PMF振幅大于0.0005 nG的值的PMF功率谱指数~0。
2014-03-18 astro-ph.CO
Probing primordial features with future galaxy surveys
我们研究的能力，未来测量的星系团的功率谱探测偏离幂律谱的原始波动。考虑到信息从星系集群功率谱的准线性尺度，即$k<0.1$ h Mpc $^{-1}$，我们提出的预测DESI，Euclid和SPHEREx结合CMB的测量。作为偏离简单幂律的原始功率谱的例子，我们考虑了四个$Planck$ 2015年最佳拟合，这些拟合是由慢滚近似的不同突破的暴胀模型激发的。这四个代表性模型提供了对CMB温度各向异性的改进拟合，尽管没有达到统计显著性水平。至于最简单的$Λ$ CDM模型中物质含量的其他扩展，这些星系巡天所预期的物质功率谱和CMB各向异性的原始功率谱中的信息的互补性可以有效地约束宇宙学模型。我们发现，这三个星系调查可以添加重要的信息CMB，以更好地约束所考虑的四个模型的额外参数。
2018-04-04 astro-ph.CO
In-depth analysis of the clustering of dark matter particles around primordial black holes I: density profiles
原始黑洞可能是在宇宙热历史的早期阶段，在宇宙暴胀之后产生的。如果是这样的话，暗物质以基本粒子的形式可以随后在这些物体周围吸积，特别是当它在原始等离子体中自由地获得非相对论性和进一步的流时。一个暗物质微型尖峰在每个黑洞周围逐渐形成，其密度比宇宙学上的大几个数量级。我们改进了以前的工作，仔细检查作为黑洞质量，暗物质粒子质量和温度的动力学解耦的函数的小尖峰径向轮廓的计算。我们确定了一个相空间的贡献，已被忽视，并导致最终结果的变化。我们还推导出互补的分析公式，使用方便的渐近制度，这使我们能够带来奇特的幂律行为，我们提供试探性的物理解释。
2021-09-02 astro-ph.CO hep-ph
Small-scale clustering of Primordial Black Holes: cloud-in-cloud and exclusion effects
本研究采用偏移集方法重新探究原初黑洞初始空间成团特性，纳入云内云机制与短程排斥效应，推导相关显式表达式，阐明小尺度反相关特性，且框架不依赖具体模型。
2024-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The scale-dependent signature of primordial non-Gaussianity in the large-scale structure of cosmic reionization
宇宙结构的形成取决于暴胀产生的初始密度涨落的统计分布。虽然最简单的模型预测了一个几乎完美的高斯分布，但更一般的模型预测了一个原始非高斯（PNG）的水平，观测可能还不够敏感，可以检测到。最近普朗克合作测量的CMB温度各向异性双谱显着收紧观测的限制，但他们仍然远离最简单的膨胀模型预测的PNG水平。低于CMB灵敏度的探测水平将需要其他方法，例如寻找PNG对星系晕集群的统计印记。在再电离时期（EoR），第一批恒星和星系向星系际介质（IGM）释放辐射，产生电离斑块，其大尺度几何形状和演化反映了恒星形成星系的潜在丰度和大尺度集群。IGM中的电离斑与星系晕之间的这种统计联系表明，观测再电离可能是限制PNG的另一种方法。我们采用线性微扰理论的再电离和半解析模型的基础上的扩展集形式主义的PNG对EoR的影响建模。我们量化PNG的大尺度结构的再电离的电离密度偏差，即电离原子的傅立叶空间中的总物质的超密度的比率，在小波数的影响。正如以前的研究发现，PNG创建一个规模依赖的签名晕偏差，所以，同样，我们发现一个规模依赖的签名电离密度偏差。我们的结果，这与以前的尝试在文献中描述这种PNG签名显着不同，将被应用到其他地方来预测其可观察到的后果，例如，在宇宙21厘米的背景。
2013-05-30 astro-ph.CO
Strong constraints on clustered primordial black holes as dark matter
暗物质以原始黑洞形式存在的想法最近又死灰复燃，这是由LIGO探测到的来自双黑洞合并的引力波引发的。在这种情况下，有人认为，一个大的原始黑洞的初始集群可以帮助减轻这种情况下的强大约束。在这项工作中，我们表明，相反，与大的初始集群的问题是加剧和约束的原始黑洞暗物质变得压倒性的强大。
2019-03-02 astro-ph.CO hep-ph
Signatures of primordial black holes as seeds of supermassive black holes
超大质量黑洞（SMBH）位于大多数大质量星系的中心，这一点已被广泛接受，尽管对于它们的大质量种子的起源仍然没有令人信服的方案。有人提出，质量为$\gtrsim 10^{2} M_\odot$的原始黑洞（PBH）可能提供了这样的种子，这些种子将成长为SMBH。我们提出了一个观测测试来约束这一假设：在宇宙黑暗时代，PBH周围的气体吸积为高能光子的发射提供了动力，这将改变21厘米强度映射（IM）观测测量的自旋温度。我们的模型和计算的标准天空平均信号和功率谱的21厘米IM，占其子结构和角度依赖性的第一次。如果PBH存在，天空平均21 cm IM信号的吸收将更高，而我们预计$\ell~\gtrsim 10^2-10^3$的功率谱会增加。我们还预测PBH的可探测性和测量误差的丰度和爱丁顿比不同的基准参数配置的各种未来的实验，从SKA到未来的无线电阵列的月球的黑暗面。虽然SKA可以提供检测，但只有更雄心勃勃的实验才能提供准确的测量。
2018-05-10 astro-ph.CO
Distribution of primordial black holes and 21cm signature
研究表明，由具有中等倾斜功率谱的原始密度扰动产生的原始黑洞数服从对数正态分布，而当功率谱为陡蓝色时，原始黑洞数服从泊松分布. PBH数的对数正态和泊松涨落表现为等曲率模式，并以与泊松情形不同的方式影响物质功率谱和晕质量函数。未来的21厘米观测可能会在宽质量范围内对PBH部分施加比当前更强的约束，$10^{-5}M_\odot$ - $10M_\odot$。
2018-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Disantangling the effects of Doppler velocity and primordial non-Gaussianity in galaxy power spectra
通过模拟星系巡天观测，结合不同类型的大尺度结构示踪物的成团，研究了大尺度速度效应对星系成团的可探测性。我们采用了一组对数正态模拟，模拟一个$20.000$度$^2$接近完成的调查到$z=0.8$，其中每个星系模拟跟踪的空间分布的暗物质的模拟与现实的偏见处方。我们发现，不同类型的示踪剂的功率谱的单极子的比率进行大部分的信息，可以从多示踪剂分析中提取。特别是，我们表明，与多示踪剂技术，它将有可能检测速度的影响与$\gtrsim 3 σ$。最后，我们调查这些影响的退化与（本地）非高斯参数$f_{\rm NL}$，以及如何大规模的速度贡献可能会被误认为原始非高斯的签名。
2017-06-06 astro-ph.CO
Detectable Data-driven Features in the Primordial Scalar Power Spectrum
在这项工作中，我们将探讨未来大规模调查的力量，以限制可能偏离标准的单场慢卷通货膨胀的情况。具体来说，我们参数化周围的几乎标度不变的原始标量功率谱的模型无关的方式可能的波动。然后，我们使用它们在模拟的物质分布上的印记，正如欧几里得和平方公里阵列的星系聚类和弱透镜探测所观察到的那样，来构建最佳的波动约束模式。为了比较，我们对未来的CMB-S4调查进行了类似的预测。模式被发现有类似的，但移位，模式，随着模式数的增加，摆动的数量增加。预测的约束是最严格的CMB各向异性和星系集群，这取决于详细的规格的调查。作为案例研究，我们探讨了两个非常不同的物理动机模式的原始功率谱重建所提出的模式。我们提出了一个数字的优点的基础上提供的信息量的模式截断的模式层次结构，这是自动生成的分析。
2021-05-13 astro-ph.CO
