Probing small-scale primordial power spectra with induced gravitational waves
Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences（杭州高等研究院，中国科学院大学）；Tianjin University（天津大学）
本研究通过分析诱导引力波探测小尺度原初功率谱，提出TSIGWs作为约束原初扰动的新方法。
2026-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Tilt of Primordial Gravitational Waves Spectra from BICEP2
在本文中，我们约束的原始引力波的光谱倾斜的宇宙河外偏振背景成像（BICEP 2）的数据。我们发现$r=0.21_{-0.10}^{+0.04}$和$n_t=-0.06_{-0.23}^{+0.25}$（在$68\%$ C.L.）这意味着标度不变的原初引力波谱与BICEP 2谱具有很好的一致性。我们的研究结果为支持通货膨胀模型提供了强有力的证据，并排除了替代模型，例如预测$n_t=2$的ekpyrotic模型，在超过$5σ$的显着性。
2014-03-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
CMB $μ$ distortion from primordial gravitational waves
提出了一种新的产生宇宙微波背景辐射$μ$畸变的机制，该机制起源于原初引力波。这种$μ$失真是由温度各向异性通过汤姆逊散射的阻尼产生的，即使在比Silk阻尼更大的尺度上也是如此。这种机制与原始曲率（标量）扰动形成鲜明对比，其中温度各向异性主要通过Silk阻尼效应衰减。我们估计的$μ$失真的大小从新的机制，它可以用来限制振幅的原始引力波在较小的尺度上独立于CMB各向异性，给出更宽的范围内的限制其频谱指数的CMB各向异性的振幅相结合。
2014-06-26 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
Primordial blackholes and gravitational waves for an inflection-point model of inflation
在这篇文章中，我们提供了一个新的宇宙丰度的原始引力波和原始黑洞起源于初始暴胀微扰的通货膨胀的拐点模型的通货膨胀发生在普朗克尺度以下的密切关系。当前普朗克对张量-标量比的约束，光谱倾斜的运行，以及宇宙中暗物质含量的丰度，我们可以推导出当前原始黑洞丰度的严格限制在一个范围内，$9.99712\times 10^{-3}<Ω_{PBH}h^{2}<9.99736\times 10^{-3}$。
2014-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Exploring the Spectral Shape of Gravitational Waves Induced by Primordial Scalar Perturbations and Connection with the Primordial Black Hole Scenarios
人们越来越期望引力波探测器将在未来几年开始探测随机引力波背景。我们探讨了由标量微扰引起的二阶引力波的频谱形状，并推测这些引力波是在早期宇宙中产生的。我们计算了在辐射和动能时代产生的引力波谱以及与之相关的原始黑洞对应物。我们采用功率谱的原始曲率扰动产生的$α$-吸引子和非最小导数耦合膨胀模型以及高斯和δ型形状。我们证明了张量模式的能力，以约束的原始曲率扰动的频谱和区分暴胀模型。引力波的产生也可以通过谱形和振幅来区分。
2021-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Implications of the detection of primordial gravitational waves for the Standard Model
原始引力波的探测不仅对我们理解早期宇宙学有着非凡的意义，而且在没有新物理进入希格斯不稳定标度以下的假设下，还将对标准模型参数提供重要的约束。我们研究了由此产生的顶夸克质量和强耦合常数的界限，讨论了它们的理论不确定性和它们对其他参数变化的鲁棒性。
2019-09-30 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
Gravitational Wave Anisotropies from Primordial Black Holes
由于曲率扰动的小尺度增强，在早期宇宙中产生原始黑洞时，会产生可观测到的随机引力波背景。我们计算了这种随机引力波背景的各向异性和非高斯性，它接受两个贡献，第一个在形成时间和第二个由于传播效应。如果曲率扰动的分布具有局部和尺度不变的非高斯形状，则可以产生前一种贡献。在这样的假设下，我们得出结论，在引力波中的各向异性和非高斯性的相当大的幅度将表明，原始黑洞可能不符合整体的暗物质。
2020-03-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cross-correlations as a Diagnostic Tool for Primordial Gravitational Waves
我们探索和证实，通过制定明确的例子，互相关的随机引力波背景各向异性与CMB温度波动的有效性作为一种方式来建立一个给定的引力波信号的原始性质。考虑标量-张量-张量原初非高斯性引起的引力波各向异性。我们的分析跨越各向异性表现出不同的角度行为，包括四极依赖。我们计算预期的不确定性的非线性参数$F_{\rm NL}$获得的互相关测量结果的几个拟议的实验，如地面爱因斯坦望远镜，宇宙探测器，和空间为基础的大爆炸观测。作为未来调查规划的基准，我们还计算了理论上的，宇宙方差有限，非线性参数的误差。
2021-03-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modifications in the Spectrum of Primordial Gravitational Waves Induced by Instantonic Fluctuations
真空到真空的瞬变改变了原初引力波的功率谱。我们评估的新形式的普通重力的功率谱，以及宇称违反引起的频谱由修改的广义相对论被称为霍尔斯特项，我们概述了可能的实验后果。
2011-07-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Solar-Mass Primordial Black Holes Explain NANOGrav Hint of Gravitational Waves
NANOGrav合作的脉冲星定时阵列（PTA）观测最近宣布了各向同性随机过程的证据，这可能是随机引力波（GW）背景的第一次检测。我们讨论了这种信号是由与太阳质量的原始黑洞（PBH）形成有关的二阶引力波引起的可能性。这种可能性可以通过未来的干涉仪型GW观测来测试，这些观测的目标是来自太阳质量PBH合并事件的随机GW以及PTA观测的更新。
2021-02-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Wave Memory of Primordial Black Hole Mergers
本文比较了引力波探测器对双星旋近信号与非线性记忆的灵敏度，证明轻原初黑洞事件中旋近信号更易探测，并讨论了记忆波形模板及匹配滤波搜索的意义。
2025-10-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hunt for Light Primordial Black Hole Dark Matter with Ultra-High-Frequency Gravitational Waves
在我们的宇宙中，亮的原始黑洞可能是暗物质的主要组成部分。本文批判性地评估了计划中的和未来的超高频引力波探测器是否可以限制太阳下原始黑洞组成的暗物质的比例。采用最先进的描述原始黑洞合并率，我们比较各种信号与目前运行和计划的探测器。正如已经在文献中指出，我们的研究结果证实，检测个人原始黑洞合并与目前现有的和操作的建议仍然很困难。目前的建议涉及引力波到电磁波转换在静磁场和微波腔的特点是技术差距，相对于最响亮的引力波信号从原始黑洞的各种数量级。然而，我们指出，最近的一项建议，涉及谐振LC电路代表了最好的选择，在范围$(1÷100) \, \text{MHz}$的个人合并检测的前景。在相同的频率范围内，我们注意到，替代设置涉及谐振腔，其概念目前正在开发中，可能是一个有前途的技术来检测个别合并事件。我们还表明，检测的随机引力波背景产生的未解决的二进制是可能的，只有当所提出的高斯光束探测器的理论灵敏度达到。这样一个探测器，其可行性受到各种警告，可能能够排除一些小行星质量的原始黑洞暗物质的情况。我们的结论是，追求专门的研究和发展的引力波探测器在超高频波段仍然是有动机的，并可能导致新的探测器上存在的光原始黑洞。
2022-11-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes and gravitational waves from resonant amplification during inflation
在两阶段暴胀模型中，我们给出了原初黑洞和引力波共振产生的新认识，该模型由一个具有轴子单值性周期结构的标量场和一个具有山顶势的场χ组成，前者支配第一阶段，后者支配第二阶段.在第一阶段由周期性结构播种的参数共振放大了哈勃半径内两个场的扰动。虽然背景轨迹的演化随着振荡势垒高度的增加而经历转向，但χ的放大扰动保持原样并有助于最终的曲率扰动。结果表明，在小尺度下，原初功率谱显示出显著的共振峰，这可能导致原初黑洞的大量产生。此外，暴胀过程中共振增强的场扰动也会产生引力波，其振幅可能会受到未来引力波干涉仪的限制。
2020-11-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Elastic Scattering of Cosmological Gravitational Wave Backgrounds: Primordial Black Holes and Stellar Objects
本文研究原初黑洞对宇宙学引力波背景的弹性散射效应，发现小行星质量原初黑洞可在相关频率上产生0.3%至5%的谱畸变，显著高于恒星天体的贡献，为暗物质探测提供了新途径。
2024-01-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Inflaton that Could : Primordial Black Holes and Second Order Gravitational Waves from Tachyonic Instability induced in Higgs-$R^2$ Inflation
希格斯粒子自耦合的运行可能导致早期宇宙学中的许多现象。在本文中，我们介绍了一种情况下，希格斯运行诱导转弯的轨迹通过一个区域的快子质量，导致时间的快子增长的曲率功率谱。希格斯粒子引起的这种效应留下了原始黑洞和随机引力波形式的现象，拟议中的GW天文台将能够在不久的将来进行探测。
2022-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Polarizing primordial gravitational waves by parity violation
研究了量子引力的Horava-Lifshitz（HL）理论中的原初引力波（PGW），其中高阶空间导数算子（包括违反宇称的空间导数算子）一般地出现，以使理论具有幂次可重正化性和紫外完备性.由于宇称破坏和非绝热演化的模式，由于修改的色散关系，一个大的极化的PGW成为可能，它可以很好地在即将到来的宇宙微波背景（CMB）观测的BB，TB和EB功率谱的检测范围内。
2013-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Waves and Primordial Black Holes from Supersymmetric Hybrid Inflation
在超对称混合暴胀模型的背景下，我们研究了由于Kähler势中的线性项和双线性项引起的超重力修正的影响。通过适当选择与这些项相关的参数，我们能够满足光谱指数$n_s$和张量标量比$r$的主要宇宙学约束。此外，这个模型预测的原始黑洞丰度足以解释宇宙的整个暗物质和未来探测实验范围内的引力波光谱。该模型的预测可以兼容的NANOGrav报告的信号，在显着降低原始黑洞丰度的成本。
2021-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Waterfall stiff period can generate observable primordial gravitational waves
一个玩具模型进行了研究，它认为两个平面方向满足增强的对称点，使他们实现通常的混合通货膨胀机制。瀑布场的动力学项在普朗克真空期望值（VEV）处有一个极点，与$α$吸引子一样。因此，在终止混合暴胀的相变之后，瀑布场永远不会滚到其VEV。相反，它驱动了一个僵硬的时期，在那里，宇宙$w\approx 1/2$的正压参数导致原始引力波频谱的峰值，这将是由即将到来的LISA任务以及先进的LIGO观测。
2022-09-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ultrahigh-energy Gamma Rays and Gravitational Waves from Primordial Exotic Stellar Bubbles
我们提出了一类新的奇异天体，可以通过发生在原始宇宙中的相变产生。这些物体看起来像恒星大小的气泡，可以由原始黑洞（PBH）主导。我们报告说，由于霍金辐射和二元演化的PBH在这些恒星泡的过程中，电磁和引力辐射可以发射的伽玛射线谱和随机引力波（GWs）的功能。我们的研究结果表明，根据质量分布，由PBH组成的奇异恒星气泡不仅提供了最近LHAASO实验报告的超高能伽马射线光谱的良好拟合，而且还预测了GW信号，这些信号预计将由即将到来的GW调查进行测试。
2022-05-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes: from Theory to Gravitational Wave Observations
原始黑洞（PBH）可以在早期宇宙中形成，并且可能包含暗物质的重要部分。有趣的是，它们伴随着引力波（GW）信号的产生，它们可能有助于LIGO/Virgo合作组织（LVC）目前观察到的合并事件。在这篇论文中，我们研究了PBH的情况下，解决各种属性的形成时代和计算的丰度超出高斯范式，同时也发展的理论描述PBH的演变通过吸积和合并，特别是侧重于模拟他们的GW签名。在第二部分中，我们比较原始的情况下，与当前的GW数据，抓住可能的贡献PBH二进制LVC信号和预测未来的GW探测器，如爱因斯坦望远镜和LISA的潜力，以检测合并的原始二进制和随机GW背景诱导在二阶PBH形成机制。
2021-10-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Gravitational Waves and Cosmic Microwave Background Radiation
这是2009年7月在巴黎举行的第12届马塞尔·格罗斯曼会议的OC 1平行会议“原始引力波和CMB”上发表的演讲摘要。这些报告和讨论表明，在理论和观测方面取得了重大进展。看来，现有的数据提供了一些迹象的存在引力波的贡献的CMB各向异性，而正在进行的和计划的观测工作很可能将这些迹象转化为更有信心的声明有关的实际检测。
2010-04-06 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
Hybrid $α$-attractors, primordial black holes and gravitational wave backgrounds
本文研究混合 $\alpha$-吸引子两阶段暴胀，其扰动谱兼容观测，小尺度峰值可致原初黑洞与引力波背景产生。
2023-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes as dark matter and gravitational waves from single-field polynomial inflation
我们认为宇宙中的大部分暗物质可能是由原始起源的黑洞组成的。我们确定的条件下，这种黑洞可能起源于一个单一的领域模型的通货膨胀的特点是一个四次多项式潜力。我们还探讨了高维运营商的影响。大功率谱的曲率扰动，是需要一个大的黑洞丰度源相当大的二阶张量扰动。由此产生的原始引力波的随机背景可以被未来的空间天文台LISA和DECIGO探测到，或者--只要我们放弃暗物质的联系--可以被地面的高级LIGO-Virgo探测器网络探测到。
2020-06-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Tensor induced gravitational waves
该研究针对小尺度原初引力波观测约束较弱、可能存在大振幅的背景，探究二阶张量诱导引力波（TIGWs）及其对引力波总能量密度谱的修正，发现当小尺度原初引力波主导PTA观测时，相关修正在部分频段会很显著。
2025-07-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Primordial Gravitational Waves in Nonstandard Cosmologies
假设暴胀之后是一个阶段，其中宇宙的能量密度是由一个具有一般状态方程的组件占主导地位，我们评估的原始引力波的频谱诱导后暴胀宇宙。我们证明，如果宇宙的能量密度在大爆炸核合成之前是由一个分量$ϕ$支配的，那么它的状态方程可以被引力波实验所约束，这取决于$ϕ$和辐射的能量密度之比，以及$ϕ$支配时代结束时的温度.此外，我们还讨论了在$ϕ$ -支配期间张量模的尺度依赖性对原初引力波的影响。这些模型的动机是超越标准模型的物理和场景的暗物质在早期宇宙的非热生产。我们还限制了张量谱指数和张量标量比的参数空间，使用引力波实验的实验限制。
2019-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial black holes and secondary gravitational waves from the Higgs field
我们设计了一种新的机制，首次证明粒子物理中的Higgs模型可以驱动暴胀以满足宇宙微波背景观测，同时增强小尺度下的曲率扰动，以解释宇宙中丰富的原始黑洞形式的暗物质。原初黑洞的产生伴随着由一阶Higgs涨落引起的次级引力波，这是空间引力波探测器可以观测到的。我们提出了在未来对原初黑洞、暗物质或随机引力波的观测中可能的希格斯场宇宙学探测。
2021-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraints on the Primordial Black Hole Abundance from the First Advanced LIGO Observation Run Using the Stochastic Gravitational-Wave Background
高级LIGO对引力波事件的发现正在刺激对二元黑洞起源的广泛研究。假设引力波事件可以用二元原生黑洞合并来解释，我们利用Advanced LIGO给出的随机引力波背景上限作为新的观测窗口，独立地约束了暗物质中原生黑洞的丰度。我们表明，先进的LIGO的第一次观测运行提供了最好的约束的原始黑洞丰度的质量范围$1 M_\odot \lesssim M_\text{PBH}\lesssim 100 M_\odot$，推动以前的微透镜和矮星系动力学约束更严格的1个数量级。此外，我们还讨论了在不久的将来利用先进LIGO探测太初黑洞，特别是太阳底下质量的太初黑洞随机引力波背景的可能性。
2018-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Gravitational Waves in non-Minimally Coupled Chromo-Natural Inflation
我们考虑类轴子粒子通过Chern-Simons项耦合到SU（2）规范扇区驱动的暴胀。这种情况被称为色球自然膨胀，与CMB的观测结果相矛盾。为了弥补这一事实，并保持对称性和有趣的引力波现象所表现出的模型，我们探讨了非最小耦合的轴子暴胀的爱因斯坦张量。我们确定的参数空间区域对应于一个可行的宇宙学在CMB尺度。我们还强调了一个大的手征引力波信号在小尺度的可能性。这对于引力波干涉仪来说是特别有意义的。
2023-03-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The presence of Primordial Gravitational Waves in the Cosmic Microwave Background
广义相对论肯定任何场都是引力场的源，因此，应该肯定原初引力波是由宇宙微波背景（CMB）的能量产生的。本文证明了无量纲振幅$\sim 10^{-5}$和大波长$\sim 10$兆秒差距的引力波使CMB辐射的温度移动约$10^{5}$的一部分。
2012-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Exact solutions of primordial gravitational waves
未来的引力波探测项目有望达到探测原始引力波的灵敏度，这可能有助于对极早期宇宙有新的认识。分析引力波的演化方程是估算原初引力波现今场强的必要条件。本文给出了在非相对论物质和宇宙学常数存在下引力波方程的解析解。虽然很难直接得到解，但我们发现振幅平方的方程有一个简单的多项式解。这个量与引力波的能量密度直接相关，它对于用维尔斯特拉斯椭圆函数构造振幅的解析解是有用的。
2018-09-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Chirality oscillation of primordial gravitational waves during inflation
我们证明了如果引力Chern-Simons项耦合到一个质量标量场（$m>H$）上，原初引力波（GW）将表现出手征振荡，即，左手和右手GW模式的振幅将相互转换并在它们的传播中振荡。这种振荡最终将发展出两种模式的振幅的永久差异，这导致了左手和右手原始GW的功率谱中几乎相反的振荡形状。讨论了它对CMB B模偏振的影响。
2017-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Tibet$^\prime$s Window on Primordial Gravitational Waves
作为中国引力波计划的重要组成部分，阿里CMB偏振望远镜（AliCPT）是通过测量宇宙微波背景（CMB）的B模偏振来观测原始引力波（PGW）的地基实验。AliCPT于2014年首次提出，目前处于快速建设阶段，是中国第一个计划于2019年投入使用的CMB项目。该项目由中国科学院（CAS）高能物理研究所（IHEP）牵头，是超过十五所大学和研究机构的全球合作项目。简要介绍了阿里CMB项目。
2018-02-23 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
A peak in the power spectrum of primordial gravitational waves induced by primordial dark magnetic fields
本研究发现在背景原初暗磁场中引力子-暗光子转换会导致PGWs快子不稳定性，使其功率谱产生方向依赖的峰值，从而为探测原初暗磁场提供新途径。
2023-06-07 astro-ph.CO 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
Possible detection of nonclassical primordial gravitational waves with Hanbury Brown - Twiss interferometry
考虑了将HanburyBrown-Twiss（HBT）干涉术应用于宇宙学中探测原初引力波（PGW）非经典性的可能性.我们的特点的非经典PGW的亚泊松统计，可以测量的HBT干涉。我们表明，在通货膨胀期间的经典源的存在下，使我们有可能检测到非经典的PGW的HBT干涉。我们提出了两个例子，实现经典的来源在通货膨胀。事实证明，频率高于10 kHz的PGW使我们能够检测到它们的非经典性。
2018-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Identifying the inflaton with primordial gravitational waves
我们探索实验物理的能力，揭示引力拉格朗日描述通货膨胀的基本结构。虽然暴胀参数空间的可观测简并很大，但未来对绝热和张量两点函数之外的可观测量的测量，如非高斯或等曲率模式，可能会降低这种简并。我们表明，即使在没有这样的观测，可能的暴胀子潜力的范围可以减少与张量谱指数的精确测量，可能是可能的原始引力波的直接检测。
2011-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black holes and second order gravitational waves from ultra-slow-roll inflation
下一代星载引力波探测器可能会探测到来自原始黑洞的极端质量比螺旋的引力波。为了产生原始黑洞，它贡献了不可忽略的丰富的暗物质，并与观测结果相一致，在原始曲率功率谱的大增强是必要的。对于单场慢卷暴胀，这种增强要求暴胀子的势非常平坦，这将增加$e$ -折叠的数目。为了避免这个问题，需要在拐点附近进行超缓慢的通货膨胀。我们详细阐述了单场暴胀产生原初黑洞暗物质的条件，并提出了一个具有多项式势的玩具模型，实现了曲率功率谱在小尺度下的大幅度增强，同时保持了与大尺度观测的一致性.由小尺度密度大扰动产生的二阶引力波的功率谱与目前脉冲星定时阵的观测结果是一致的。
2018-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing the origin of our universe through primordial gravitational waves by Ali CMB project
这是《中国科学》物理、力学和天文邀请的一个研究亮点。
2016-05-10 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Propagating speed of primordial gravitational waves and inflation
结果表明，在暴胀过程中，如果引力波的传播速度逐渐减小，原初引力波的功率谱将呈现强蓝色，而原初标量扰动的功率谱可能不受影响.我们还说明了这样的情况实际上是一个非正式的对偶的超级通货膨胀，但它不具有鬼不稳定性。获得的蓝色倾斜是$0<n_T\lesssim 1$，这可能会显着提高随机GWs背景的频率波段的先进LIGO/处女座，以及天基探测器。
2016-08-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Gravitational Waves Spectrum in the Coupled-Scalar-Tachyon Bounce Universe
本文详细推导了耦合标量-超光速粒子反弹宇宙中原初度规微扰张量模的运动方程。我们求解了反弹前收缩期和反弹后膨胀期的引力波方程。为了与张量扰动的解相匹配，我们将反弹过程理想化，同时保留了反弹宇宙的基本物理性质。我们提出了两个匹配条件：一个是保证引力波函数的连续性，另一个是尊重反弹动力学的对称性。匹配条件连接了引力波解在反弹前后的两个独立模态。我们进一步分析了反弹宇宙中引力波谱的尺度依赖性和时间依赖性，并与单场暴胀情形下的原初谱进行了比较。我们讨论了早期宇宙物理学的影响，目前的模型独立的观测签名提取的反弹宇宙。
2019-01-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial black holes and associated gravitational waves in axion monodromy inflation
在轴子单值暴胀中，暴胀是由具有超普朗克场值的轴子在叠加正弦调制的单值势中驱动的。轴子与无质量规范场的耦合可以在暴胀过程中诱导大量的粒子产生，导致大的非高斯曲率扰动，导致原始黑洞的形成。在本文中，我们探讨的轴子单值暴胀模型，有利于形成原始黑洞的质量范围从$10^8$克到$20$太阳质量的参数空间。我们还研究了相关的引力波及其在脉冲星定时阵列和干涉测量实验中的探测。
2018-11-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational waves from a universe filled with primordial black holes
质量为$m_\mathrm{PBH}<10^9\mathrm{g}$的超轻原始黑洞在大爆炸核合成之前蒸发，因此不能直接受到约束。然而，它们可以如此丰富，以至于它们在短暂的时间内主导宇宙内容（在通过霍金蒸发重新加热宇宙之前）。如果发生这种情况，它们就会支持小尺度下的大宇宙学涨落，从而通过二阶效应诱发引力波的产生。与原始黑洞相反，这些引力波在蒸发后仍然存在，因此可以用来限制这种情况。在这项工作中，我们表明，诱导引力波不会导致一个反反应的问题，相对丰度的黑洞在形成，表示$ Ω_\mathrm{PBH,f} $，应该是这样的$ Ω_\mathrm{PBH,f} <10^{-4}(m_\mathrm{PBH}/10^9\mathrm{g})^{-1/4}$。特别是，原始黑洞在其形成时间上占主导地位的情况都被排除在外（假设膨胀的$m_\mathrm{PBH}>10\, \mathrm{g}$在$ρ^{1/4}<10^{16}\mathrm{GeV}$进行）。这为超轻的原始黑洞设置了第一个限制。
2021-03-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraints on primordial black holes from $N_{\text{eff}}$ : scalar induced gravitational waves as an extra radiation component
本文研究标量诱导引力波作为额外辐射分量对相对论自由度的影响，通过计算至三阶的能量密度谱并结合原初非高斯性，利用$N_{\ ext{eff}}$观测数据约束小尺度原初曲率扰动与原初黑洞丰度。
2025-01-06 astro-ph.CO gr-qc hep-th
HBT Interferometry and Quantum Nature of Primordial Gravitational Waves in Hořava-Lifshitz Gravity
本文研究了Hořava-Lifshitz引力中原初引力波的量子特性，证明其可在辐射和物质主导期产生标度不变的引力波，且量子特征的频率范围超越暴胀模型，可通过HBT干涉测量探测。
2025-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Faster Growth of Perturbations in an Early Matter Dominated Epoch: Primordial Black Holes and Gravitational Waves
我们提出了一个快速增长的宇宙学扰动的情况下，$δ(t) \sim a(t)^s$，$a(t)$的比例因子，与$s > 10$的数值例子在这篇文章中报道。该方案的基本成分是一个早期的物质主导的时代和暗费米子经历了标量介导的力量在时代。这两种情况都出现在弦/超引力模型中。暗费米子在视界下的密度扰动会导致快速增长。这种快速增长具有丰富的现象学含义。我们概述了原始黑洞的形成和引力波的产生的影响。可以产生月球质量范围内的原始黑洞（它们是理想的暗物质候选者）。由于二阶标量微扰和原初黑洞的蒸发和合并，可以在很宽的频率范围内产生引力波。
2022-01-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Amplification of the Primordial Gravitational Waves Energy Spectrum by a Kinetic Scalar in $F(R)$ Gravity
在这项工作中，我们考虑一个组合的理论框架，包括$F(R)$重力和动力学标量场。在所有的宇宙时间里，标量场的动能都超过了它的势，而动能标量势被选择为小的和非平凡的。在这种情况下，我们表明，真空$F(R)$引力的原始引力波能谱显着增强，可以在未来的干涉仪检测。因此，动力标量会显著影响暴胀时代，因为它延长了暴胀时代的持续时间，但也对纯$F(R)$引力原初引力波的能谱产生了全面的放大效应。信号的形式是所有这些理论的特征，因为它基本上是平坦的，并且应该可以从所有未来的引力波实验中检测到广泛的频率范围，除非由于某些未知的物理过程而出现某些未知的阻尼因子。
2022-09-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Gravitational Waves and the Swampland
沼泽地理论试图区分那些能够始终嵌入量子引力理论的有效场论和那些不能嵌入的（因此被称为沼泽地理论）。我们考虑两个这样的假设，被称为沼泽地距离和德西特猜想，表明它们一起放置的原始引力波的振幅在单场慢卷膨胀产生的界限。的界限取决于两个参数，合理的估计限制张量标量比在未来的调查范围内。
2019-04-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial gravitational waves from conformal gravity
研究了在共形引力场中de Sitter暴胀过程中产生的宇宙学扰动的演化。原初引力波由矢量模和张量模组成。我们得到的常矢量和张量功率谱似乎是正确的，因为共形引力是不变的保角变换下的麦克斯韦动力学项。
2014-07-02 gr-qc hep-th
Leptogenesis Effects on the Gravitational Waves Background: Interpreting the NANOGrav Measurements and JWST Constraints on Primordial Black Holes
本文研究与 B-L 破缺相关的轻子生成产生的随机引力波，使其匹配 NANOGrav/PTA 数据，并探讨原初黑洞双星作为共同来源解释 JWST 高红移大质量星系。
2024-05-20 gr-qc hep-ph hep-th
