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
Chiral Primordial Gravitational Waves from a Lifshitz Point
本文研究了Ho ${\rm\check{r}}$ ava提出的Lifshitz点上量子引力暴胀过程中产生的原初引力波。假设幂次可重整化、叶理保持超纯不变性和细致平衡条件,我们证明了原初引力波由于宇称破缺是圆偏振的。原初引力波的手征性是量子引力在Lifshitz点上的一个相当稳健的预言,可以通过观测宇宙微波背景辐射和随机引力波来检验。
2009-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
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
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
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 Gravitational Waves 2024
本文结合Planck、ACT、SPT的宇宙微波背景数据及BK18和DESI观测,给出了迄今为止对原初引力波的最强约束。
2024-07-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
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
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
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
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
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
Primordial Gravitational Wave Background as a Probe of the Primordial Black Holes
研究原初引力波诱导密度扰动坍缩形成原初黑洞,发现用PGWs解释PTA数据不会导致黑洞过量产生,并基于PBH丰度约束推导出未来天文台可探测的引力波振幅。
2025-10-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
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 Induced by Magnetic Fields in an Ekpyrotic Scenario
暴胀和爆炸两种情况都可以解释宇宙大尺度结构的起源。人们常说,探测原始引力波是区分这两种情况的关键。我们表明,这是不正确的,如果规范动力学函数存在于ekpyrotic的情况。事实上,起源于规范场的原始引力波可以在一个爆炸宇宙中产生。我们还研究了由规范场引起的标量涨落,并表明它与原始引力波相比可以忽略不计。这是因为快速滚动条件在行星模型中成立。
2017-12-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Gravitational Waves Predictions for GW170817-compatible Einstein-Gauss-Bonnet Theory
本文详细计算了与GW 170817相容的Einstein-Gauss-Bonnet理论对原初引力波能谱的影响。光谱受两个特征的影响,由GW 170817兼容的爱因斯坦-高斯-博内理论和张量谱指数和张量标量比引起的总放大/阻尼因子。我们将给出研究从辐射时代到暗能量时代所有红移的GW 170817兼容Einstein-Gauss-Bonnet理论的暴胀动力学和暴胀后动力学的形式。我们通过使用两个特征模型来验证我们的形式主义,这两个模型产生了可行的暴胀和暗能量时代。正如我们所证明的,值得注意的是,整体的阻尼/放大因子是一个数量级,因此GW 170817兼容的Einstein-Gauss-Bonnet模型影响的原始引力波能谱只通过其张量谱指数和张量标量比。这两个模型都有一个蓝色的倾斜张量谱,因此,预测的原始重力波的能谱可以被大多数未来的引力波实验检测到,对于各种再加热温度。
2022-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Smearing of primordial gravitational waves
研究宇宙辐射主导阶段原初引力波的弥散机制,发现其穿过物质非均匀性时具双曲性、会使波谱平坦,需在相关探测实验的背景性质解读中予以考虑。
2024-04-10 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes as a novel probe of primordial gravitational waves
提出了一种利用原初黑洞探测原初引力波的新方法。当远小于宇宙微波背景尺度的同动尺度上的原始张量扰动的振幅很大时,它实质上会引起由二阶效应引起的标量扰动。如果由此产生的标量扰动的幅度变得太大,那么PBH被过度生产到与限制其丰度的各种现有观测不一致的水平。这导致了超视界尺度上初始张量扰动振幅的上界。这些上限PBH与其他现有的界限进行比较。
2016-05-15 astro-ph.CO gr-qc
Polarized initial states of primordial gravitational waves
当在修正引力中考虑暴胀宇宙或当物质场在暴胀期间存活时,原始引力波的极化可能是相关的。这种极化已经在Bunch-Davies真空中讨论过了。本文不考虑引力波极化的动力学产生,而是考虑由$SU(2)$相干态构造的极化初态。然后,我们评估的原始引力波的功率谱的状态。
2020-03-31 astro-ph.CO gr-qc
Detecting Vanishing Dimensions Via Primordial Gravitational Wave Astronomy
正如最近指出的那样,在较高能量下的低维具有多种理论优势。此外,似乎已经存在实验证据-在一些早期的宇宙射线实验中观察到能量高于TeV的事件的统计学显著平面排列。我们提出了一个强大的和独立的测试,这种新的范式。由于(2+1)维时空没有引力自由度,因此在那个时期不可能产生重力波。这就产生了一个普遍的最大频率,在这个频率上,原始波可以传播,以维度之间的过渡为标志。我们表明,这种截止频率可能是未来的引力波探测器,如LISA。
2011-03-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
$f(R)$-Gravity Generated Post-inflationary Eras and their Effect on Primordial Gravitational Waves
在这项工作中,我们将考虑一个几何产生的后暴胀时代对原始引力波能谱的影响。具体地说,我们将考虑一个后暴胀常数状态方程时代,产生的协同效应的$f(R)$重力和辐射和物质完美的流体。我们将研究两种有趣的情况,一种是状态方程参数$w=-1/3$,在这种情况下,宇宙既不加速也不减速,另一种是$w=0$,因此是一个早期的物质支配时代。为了评价与引力波能谱计算有关的暴胀观测指标,我们还考虑了常数状态方程参数era对$e$ -折叠数的影响。在$w=-1/3$和$w=0$两种情况下,原初引力波的能谱都被放大,但对于$w=0$情况,这种效应更强。
2022-05-30 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
Primordial black holes and induced gravitational waves in non-singular matter bouncing cosmology
本研究在非奇异物质反弹宇宙学中提出无模型依赖的原初黑洞形成机制,发现小尺度曲率扰动增强可形成小行星质量原初黑洞(或解释全部暗物质),且能诱导可被未来探测的随机引力波背景,为探测早期宇宙反弹特性提供新窗口。
2024-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Intermittent null energy condition violations during inflation and primordial gravitational waves
原始零能条件(NEC)破坏会在引力波背景(GWB)上留下蓝倾斜的光谱。然而,它对GWB的影响可能比预期的要丰富得多。我们提出了一个方案,在一个慢卷(NEC保持)膨胀与哈勃参数$H\simeq H_{inf1}$,宇宙经历了一个NEC违反期间,然后进入后续的慢卷膨胀与更高的$H$($=H_{inf2}\gg H_{inf1}$)。由此产生的原始引力波频谱在宇宙微波背景波段几乎是平坦的,在频率$f\sim 1/{\rm yr}$也是如此,但振幅更高(与最近的NANOGrav结果一致)。对于多阶段暴胀,如果NEC违规间歇发生,我们可能会在相应的频带上看到一个类似长城的随机GWB谱。
2021-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational Lens System as a Long Baseline Detector of Extremely Low Frequency Primordial Gravitational Wave
本文研究了极低频原初引力波对非对齐引力透镜系统的影响,采用奇异等温球透镜模型发现时间延迟的强烈偏离可作为引力波印记,表明引力透镜系统能作为长基线探测器探测极低频原初引力波。
2024-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-wave observations and primordial black holes
本文综述了当前及未来引力波探测器识别原初黑洞双星并合的能力,重点讨论通过观测原初起源特征量来区分其来源的前景。
2024-07-31 astro-ph.CO gr-qc
Blue-tilted Primordial Gravitational Waves from Massive Gravity
我们研究了一个大质量张量引力子理论,该理论预言了蓝倾和放大的原始引力波。在暴胀之后,虽然它们的质量很重要,直到它减少到一个很小的值,但引力子被稀释为非相对论性物质,因此它们的振幅与作为辐射衰减的无质量引力子相比可以大大放大。我们表明,这样的引力波可以检测到的干涉仪实验,即使他们的信号没有观察到的CMB尺度。
2018-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
Constraints on primordial density perturbations from induced gravitational waves
我们考虑在辐射主导的热大爆炸过程中产生的引力波的随机背景作为对原始密度扰动的约束,其同动长度尺度远小于宇宙微波背景或大尺度结构直接探测的尺度.我们把弱上界的原始密度扰动从目前的数据。未来的探测器,如BBO和DECIGO将在小尺度上对原始密度扰动施加更强的约束。
2010-01-13 astro-ph.CO gr-qc
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
Imprint of primordial gravitational wave with extremely low frequency on gravitational lens system
具有极低频率的原始引力波被认为起源于早期宇宙的膨胀。这类引力波的探测对于验证暴胀理论和确定暴胀的能量尺度具有重要意义。宇宙微波背景B模式极化是极低频原生引力波的一种很有前途的探测方法。为了寻找极低频原初引力波引起的互补观测特征,我们通过研究极低频原初引力波对源-偏转器-观测者不对准的引力透镜系统的影响,提出了另一种探测方法.结果表明,在选定的一系列参数下,极低频原初引力波扰动下的引力透镜系统会产生时间延迟,与理论模型推导的时间延迟偏差可达100%左右,这意味着具有非对齐配置的引力透镜系统可以作为潜在的长基线,极低频原初引力波线探测器。
2022-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
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
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
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
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
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
Primordial black holes and secondary gravitational waves from inflationary model with a non-canonical kinetic term
在非正则动力学项的峰值作用下,原始曲率扰动的振幅在小尺度下可以增强7个数量级,而在大尺度下与观测结果保持一致.峰值函数和暴胀势不受此机制的限制。我们以Higgs模型和T模型为例,展示了丰富的不同质量的原初黑洞暗物质和不同峰值频率的标量诱导次级引力波是如何产生的。我们还发现,原初曲率扰动和标量诱导次级引力波的能量密度的增强功率谱可以有一个尖锐的峰值,也可以有一个宽的峰值。由增强机制产生的具有$10^{-14}-10^{-12} M_{\odot}$周围质量的原初黑洞可以构成几乎所有的暗物质,伴随原初黑洞产生的标量诱导次级引力波可以通过脉冲星定时阵和天基引力波观测站进行检测。因此,该机制可以通过原始黑洞暗物质和引力波观测来检验。
2021-04-10 astro-ph.CO gr-qc
Scalar Induced Gravitational Waves signaling Primordial Black Hole Dark Matter
本文研究原初黑洞形成及其标量诱导引力波背景,考虑局部非高斯性,并指出对LISA和PTA实验的可观测影响。
2025-04-25 astro-ph.CO gr-qc
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
Chiral Imprint of a Cosmic Gauge Field on Primordial Gravitational Waves
具有各向同性应力能的宇宙学规范场将宇称破缺引入到引力波的行为中。我们表明,暴胀引力波的原始频谱开发一个首选的旋向,左或右圆极化,这取决于丰度和耦合的规范场在辐射时代。适度丰富的规范场将导致宇宙微波背景温度和极化模式的宇称违反相关性,这些都可以通过当前和未来的实验检测到。
2014-12-18 astro-ph.CO gr-qc
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
Primordial Gravitational Waves with LISA
原初引力波是现代宇宙学的下一个目标。它们代表了早期宇宙的一个窗口,也是暴胀时期物理学和微观物理学的唯一探测器。当GW的产生发生在比标准的单场慢滚更丰富的场景中时,GW信号在小于宇宙微波背景的尺度上也变得可能被检测到。LISA将是对CMB实验的极大补充,以提取有关原始暴胀模型的信息,特别是探测我们所知甚少的暴胀时期的各个阶段。
2016-12-20 astro-ph.CO gr-qc
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 waves from primordial scalar and tensor perturbations
本文研究辐射主导时期原初标量和张量扰动诱导的二阶引力波,给出功率谱显式表达式,并发现当张标比为0.2时,原初张量扰动可使LISA观测信噪比提高约50%。
2023-04-18 astro-ph.CO gr-qc
Stochastic gravitational wave background from accreting primordial black hole binaries during early inspiral stage
本文研究了早期宇宙中原始黑洞双星在其早期螺旋阶段吸积周围高密度辐射时产生的随机引力波背景。我们首先证明了由于原始黑洞质量的快速增加,从原始黑洞双星产生的引力波振幅具有修正项。这些修正项是由于质量的一阶和二阶时间导数的非零以及它们对四极矩张量的整体二阶时间导数的贡献而产生的。我们发现,这些修正项中的一些项不仅与主项相比是重要的,而且在早期宇宙的某些时间范围内甚至占主导地位。这些修正项的意义不仅在于单个PBH双星产生的引力波振幅,而且还在于它们产生的整个随机引力波背景。我们表明,这种吸积的原始黑洞双星产生的谱密度位于一些目前和未来的引力波探测器的可探测范围内。
2019-11-18 astro-ph.CO gr-qc
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