Stochastic Isocurvature Baryon Fluctuations, Baryon Diffusion, and Primordial Nucleosynthesis
我们研究了重子光子比（$η$）的真正随机空间分布对原始核合成的影响。我们产生的随机波动谱，其特征在于不同的光谱指数和均方根波动幅度。我们第一次明确地计算了重子扩散对这种随机涨落的核合成产额的影响。我们还考虑了大质量尺度不均匀体的坍塌不稳定性。我们的结果一般适用于任何原始机制产生波动的$η$，其特征在于由光谱指数。特别是，这些结果适用于原始等曲率重子涨落（PIB）模型。标度不变重子涨落的振幅被发现受到原始核合成的严重限制。然而，当$η$分布的特征在于随着长度尺度的增加而降低波动幅度时，重子扩散尺度上的令人惊讶的大波动幅度是允许的。
1996-06-04 astro-ph
Baryon Isocurvature Perturbation in the Affleck-Dine Baryogenesis mechanism
在阿弗莱克-戴恩（AD）重子生成机制的背景下，我们提出了一个原始重子等曲率模型。在暴胀期间AD场的量子涨落产生重子数的涨落。我们得到了一个模型，它给出了适当的重子熵比的顺序为$10^{-11}$和高斯重子等曲率扰动的顺序为$10^{-3}$在1 Mpc与陡峭的频谱$n=-1.5$在大尺度上的频谱中断>1 Mpc。
1999-02-16 astro-ph hep-ph
Open and closed CDM isocurvature models contrasted with the CMB data
在开放宇宙和封闭宇宙的情况下，我们考虑了纯等曲率冷暗物质模型。我们允许一个大的光谱倾斜和扫描的6维参数空间的最佳拟合COBE，回旋镖，和Maxima-1的数据。考虑到大尺度结构和大爆炸核合成的约束，我们找到了一个最好的拟合与$χ^2 = 121$，这是比较$χ^2 = 44$的一个平坦的绝热参考模型。因此，目前的数据强烈不赞成纯等曲率扰动。
2001-12-07 astro-ph hep-ph
Thermal History Constraints on the Isocurvature Baryon Model
我们提出了一个彻底和详细的调查重子等曲率模型，包括现实的热历史，\ie，后期或部分再电离的宇宙和紧凑的对象形成后，标准重组。对这些模型的限制来自宇宙微波背景辐射（CMB）的光谱畸变、星系计数$σ_8$的数量波动以及最近的CMB各向异性观测。由于度标度各向异性的状态还不清楚，光谱畸变的缺乏是对初始波动光谱指数的最严重限制：部分电离模型中的$-1.2 \simlt n \simlt -0.5$和致密天体主导宇宙中的$-1.2 \simlt n \simlt -0.9$，以避免星系形成中的显著偏差。在$z = 300$之前宇宙的完全电离也被这个限制所禁止。中等规模的CMB波动显着大于标准CDM是这些模型的{ \it鲁棒}预测。因此，许多模型与Python、ARGO和MSAM、\eg（使用$Ω_0 \simlt 0.2$的紧凑对象主导模型）最近的度尺度检测相冲突。此外，如果确认SP 91 13点扫描检测到的度数标度上的低CMB波动，则将排除{ \it all}型号。另一方面，与特内里费岛和MAX的高检测相比，大多数车型的表现都很好。
1994-03-14 astro-ph
Nucleosynthesis in the Presence of Primordial Isocurvature Baryon Fluctuations
我们研究大爆炸核合成中存在的大质量尺度，非线性熵波动。密度过高的区域，其质量超过当地的重子-金斯质量，预计会坍缩并形成凝聚体。因此，存活的核合成产物往往来自密度不足的区域。我们计算预期的幸存轻元素（$^2$ H，$^3$ He，$^4$ He，$^7$ Li）丰度产额的各种随机波动谱。在一般情况下，我们发现，光谱与显着的权力波动的长度尺度低于当地重子金斯质量产生核合成产量与观测推断的原始丰度相冲突。然而，当这种小尺度结构不存在或被抑制时，过密区域的坍塌效率很高，存在一系列满足所有原始丰度约束的波动光谱特征。在这样的模型中，即使坍缩前重子在闭合密度中所占的比例为$Ω_b\approx 0.2h^{-2}$（$h$是哈勃参数，单位为100 km\ s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$），也可以满足丰度限制。在这些模型中的核合成的特点是高$^2$ H/H和低$^4$ He质量分数相对于均匀大爆炸在一个给定的值$Ω_bh^2$。这些模型的一个潜在的可观测的特征是在高达$10^{10}M_{\odot}-10^{12}_{\odot}$的重子质量尺度上产生固有的原始丰度变化。
1994-10-07 astro-ph
Gauge-Invariant Initial Conditions and Early Time Perturbations in Quintessence Universes
我们提出了一个系统的治疗的初始条件和演化的宇宙学扰动在宇宙中包含光子，重子，中微子，冷暗物质，和标量quintessence场。通过将演化公式化为一个微分方程，该方程涉及一个作用于由扰动变量组成的向量的矩阵，我们可以使用熟悉的特征值和特征向量的语言。由于演化矩阵的最大特征值是四重简并的，因此在早期存在四个引力势不发散的主导模，分别对应于绝热、冷暗物质等曲率、重子等曲率和中微子等曲率扰动.我们的结论是，精华不会导致额外的独立模式。
2003-09-19 astro-ph
Amplification of Isocurvature Perturbations induced by Active-Sterile Neutrino Oscillations
我们展示了如何在早期宇宙中的轻子数的产生引起的活性不育的中微子振荡，在存在小的重子数的不均匀性，引起轻子域的形成，区域具有不同的活性中微子化学势的值。轻子畴的结构反映了产生轻子畴的重子数不均匀性的谱特征，轻子畴的大小可以是超视界的。
1999-11-03 astro-ph hep-ph
Constraints on isocurvature models from the WMAP first-year data
我们调查所施加的约束的第一年WMAP CMB数据扩展到更高的多极数据从ACBAR，BOOMERANG，CBI和VSA和LSS数据从2dF星系红移调查的原始等曲率模式的可能振幅。假设宇宙是平坦的，具有CDM和λ，并考虑重子、CDM（CI）、中微子密度（NID）和速度（NIV）等曲率模。对所允许的等曲率贡献的约束建立从绝热模式和一个，两个，和三个等曲率模式的各种组合的数据，与允许的模间互相关。由于重子和CDM等曲率在观测上实际上是不可区分的，因此这些模式不被单独考虑。我们发现，当只增加一个单一的等曲率模式，目前的数据允许的等曲率分数高达13+-6，7 +-4，13 +-7%的绝热加上CI，NID和NIV模式，分别。当允许两个等曲率模式加上绝热模式和互相关时，对于CI+NID、CI+NIV和NID+NIV的组合，这些百分比分别上升到47 ± 16、34 ± 12和44 ± 12。最后，当所有三个isocurvature模式和互相关是允许的，允许isocurvature分数上升到57 ± 9%.The灵敏度的结果先验概率分布的选择进行了检查。
2004-07-15 astro-ph hep-ph
Curvaton Decay into Baryons, anti-Baryons and Radiation
本文计算了曲率场衰变产生的重子/辐射等曲率涨落的量。特别指出，如果曲率衰变保持重子数不变，且曲率在衰变时支配能量密度，则初始曲率/辐射等曲率模完全转化为重子/辐射等曲率模.这种情况是相反的曲率衰变的三个流体模型中先前研究的，这种差异是有关的保存预先存在的重子不对称性和效率的湮灭的所有重子/反重子对产生的衰变。我们详细研究了曲率衰变保持或不保持重子数的相关情况，并对每种情况进行了分析和数值计算。
2008-10-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Non-Gaussianity from Baryon Asymmetry
我们研究了一个大的非高斯性来自宇宙的重子不对称性的情况。有重子生成的情况下，包含一个轻的标量场，这可能会导致重子等曲率扰动与一定量的非高斯。作为一个显式例子，我们考虑了阿弗莱克-戴恩机制，表明超对称标准模型的平坦方向可以在曲率扰动中产生大的非高斯性，满足重子等曲率扰动的观测约束。非线性参数f_{NL}的符号是负的，如果阿弗莱克-戴恩机制解释了观察到的重子不对称性;否则它可以是正的或负的。
2008-12-04 astro-ph hep-ph
COBE-DMR-Normalized Open CDM Cosmogonies
切割天空的正交模式分析的COBE-DMR 53和90 GHz的天空图被用来确定各种开放的宇宙学模型的基础上的冷暗物质的情况下的归一化。为了限制这些开放宇宙演化的允许宇宙学参数范围，将DMR归一化模型的预测与宇宙学和大尺度结构的各种观测测量进行比较，即：宇宙的年龄小尺度动力学估计的集群质量密度参数（Ω_0）;哈勃参数（h）的约束，X射线集群重子质量分数（Ω_B/Ω_0），和物质功率谱形状参数;估计的质量扰动幅度;和约束的大尺度特有的速度场。开泡膨胀模型与目前确定的这些观测约束的95%置信水平范围一致。
1996-08-10 astro-ph
Observational constraints on the curvaton model of inflation
简单的曲率模型可以产生相关的原始绝热和等曲率扰动的混合。重子和冷暗物质等曲率模的差别仅在于观测上的零模，在这个零模中，两种微扰几乎精确地补偿，因此在线性量级上具有比例效应。讨论了一般混合模型中的CMB各向异性，给出了大尺度CMB各向异性的一个简单的近似解析结果。数值工作，我们使用最新的WMAP观测和各种其他数据来约束曲率模型。我们发现，模型与isocurvature贡献不赞成相对于简单的纯绝热模型。然而，一个显着的原始完全关联重子等曲率扰动不排除。因此，某些类别的曲率模型被排除，其他类别预测足够的非高斯性可以被普朗克卫星探测到。在附录中，我们回顾了协变公式中的相关方程，并给出了辐射主导时代的级数解。
2003-04-26 astro-ph hep-ph
The initial conditions of the universe: how much isocurvature is allowed?
我们调查的约束所施加的相关混合物的绝热和非绝热原始扰动的当前数据。我们发现微妙的平坦的参数空间中的方向，容忍大（~60%）的非绝热波动的贡献。特别是，允许重子密度和光谱倾斜的较大值。在退化方向的取消进行了探讨和先验的作用阐明。
2004-01-21 astro-ph gr-qc hep-th
The COBE Normalization for Standard CDM
CMB各向异性的COBE检测提供了在最大尺度上固定波动幅度的最佳方法。这种归一化通常是针对n=1的光谱给出的，只包括由萨克斯-沃尔夫效应引起的各向异性。对于一个包含任何合理数量重子物质的模型来说，这当然不是一个很好的近似。事实上，即使是倾斜的S-W光谱也不能很好地拟合像CDM这样的模型。在这里，我们将标准CDM（sCDM）标准化为2年COBE数据，并引用传统使用的功率测量的最佳振幅。我们还给出了这个标准模型的一些特定变体的归一化，并且我们指出了归一化如何依赖于n，Omega_B和H_0的假设值。对于sCDM，我们发现<Q>=19.9 \pm 1.5 μ K，对应于σ_8 =1.34 \pm 0.10，在大尺度下的归一化为B=（8.16 \pm 1.04）\times 10 ^5（Mpc/h）^4，表中给出了其他数值。在10度上平滑的测量均方根温度波动相对于该归一化有点低。这主要是由于数据中的低四极：当四极被移除时，sigma（10）的测量值与最佳拟合相当一致<Q>。当<Q>σ（10）的值可以为特定理论确定时，应优先使用σ（10），因为它充分利用了数据。
1994-10-14 astro-ph
WMAP, neutrino degeneracy and non-Gaussianity constraints on isocurvature perturbations in the curvaton model of inflation
在暴胀的曲率模型中，第二个标量场，即“曲率”，是观测到的不均匀性的原因，非零中微子简并可能导致中微子，冷暗物质和重子成分的等曲率扰动的特征模式。我们发现，目前的数据只能把上限的水平等曲率扰动。这些可以转化为中微子简并参数的上限。在轻子数在曲率衰变之前产生的情况下，我们发现中微子简并度参数的极限与大爆炸核合成的极限相当。对于轻子数是由曲率衰变产生的情况，我们发现非高斯参数|f_nl|的绝对值必须小于10（95%置信区间）。
2004-03-05 astro-ph hep-ph
Flipped Heavy Neutrinos from the Solar Neutrino Problem to Baryogenesis
我们用轻子质量矩阵的翻转$SU(5)$模型讨论重子生成。结果表明，该模型中的广义跷跷板机制不仅可以提供适合于解决太阳中微子问题的MSW中微子混合，并提供一个质量为$0(10)eV$的热暗物质候选者（$ν_τ$），而且可以自然地解释宇宙的重子不对称性.重单重中微子衰变产生一个净轻子不对称性，随后再处理的非微扰电弱相互作用。我们根据COBE观测对暴胀宇宙学的限制来评估由此产生的重子不对称性，发现它与观测结果完全一致。
1992-11-27 astro-ph hep-ph
Large-scale structure in COBE-normalized cold dark matter cosmogonies
我们使用大N体模拟研究了COBE归一化的开放和平坦CDM模型中质量分布的聚类。对于平坦（开放）模型，宇宙年龄为14 Gyr（12 Gyr），重子密度由核合成约束固定，观测到的丰富星系团的丰度导致密度参数受到严格的约束;对于平坦（开放）模型，密度参数为0.25<Omega_0<0.4（0.4<Omega_0<0.5）。如果降低H_0并增加宇宙的年龄，那么Omega_0的上限可以放宽，但要使Omega_0=1，需要h<0.25。如果允许倾斜的原始功率谱，约束也会改变。可以构建可接受的Ω_0 =1模型，h=0.5，倾斜度n=0.8。我们比较了演化的质量关联函数的最有前途的模型与APM星系。平坦模型在小尺度下具有陡峭的关联函数，并且要求星系在尺度r<8 Mpc/h时是反偏的。开放模型在小尺度上几乎不需要反偏，在大尺度上需要正偏。在小尺度上缺乏正偏置很难与星系团的维里分析相一致，如果Omega_0>0.2，则意味着星系团相对于场来说过多。另一方面，倾斜的Omega_0=1模型要求星系在所有尺度上都是正偏置的。我们还计算这些模型中的等密度轮廓的拓扑结构，获得对星系偏差不太敏感的理论预测。
1997-02-10 astro-ph
Implications of a Primordial Origin for the Dispersion in D/H in Quasar Absorption Systems
我们认为可能的影响，如果最近和不一致的测量D/H类星体吸收系统是真实的，并表明在这些原始系统的D/H分散。特别是，我们研究的选项，在这些系统中的D/H丰度，这是分开的宇宙尺度，是原始的，这意味着在宇宙的重子内容的大尺度不均匀性。我们表明，这种大尺度等曲率扰动被排除在当前的宇宙微波背景观测。我们还讨论了一个较小的（在振幅）的不均匀性的问题上的集群中的重子密度的影响。
1996-06-25 astro-ph
Constraining non standard recombination: A worked example
我们适合BOOMERANG，MAXIMA和COBE/DMR测量的宇宙微波背景各向异性在空间平坦的宇宙学模型，偏离标准重组的原始等离子体参数化通过改变精细结构常数$α$相比，其目前的价值。除了$α$，我们改变重子和暗物质的密度，标量波动的光谱指数，和哈勃常数。在考虑的模型类，缺乏一个突出的第二个声学峰值在测量的光谱可以容纳一个相对较大的重子密度，由倾斜向红色的密度波动的频谱，或在中性氢形成的时间延迟。如果重子密度$Ω_bh^2$增加或光谱指数$n$减少相当的量，或者如果中性氢在红移$z_*$比其标准值小约15%时形成，则第二和第一峰之间的比率减少约25%。我们发现，目前的数据是最适合的延迟重组，与较低的重子密度比最佳的配合，如果重组是标准的。我们的最佳拟合模型有$z_*= 900$、$Ω_bh^2=0.024$、$Ω_mh^2=0.14$、$H_0=49$和$n=1.02$。与95%置信水平$780< z_*<1150$、$0.018<Ω_bh^2<0.036$、$0.07< Ω_m h^2 < 0.3$和$0.9<n<1.2$的当前数据兼容。
2001-01-03 astro-ph
Cosmology from Cosmic Microwave Background and Galaxy Clusters
本文给出了在假设暴胀产生的绝热标量涨落的条件下，由单独的宇宙微波背景（CMB）和星系团重子分数对宇宙学参数约束的分析结果。使用我们的似然近似方法获得CMB约束（Bartlett等人，2000年，Douspis等人，2001年）。在目前的分析中，我们使用来自MAXIMA和BOOMERanG气球实验的新数据，DASI干涉仪的第一个结果与COBE/DMR数据一起。这些独立数据集的质量意味着$C_\ell$是相当知名的，并允许可靠的约束。我们发现，在$Ω-H_0$平面上的约束非常紧，有利于一个平坦的宇宙，原始波动的指数非常接近1，原始重子密度现在与原始核合成非常一致。然而，几个参数之间的简并仍然存在，例如对宇宙学常数或哈勃常数的约束非常弱，优选的值很低。打破这些退化的一种方法是通过与来自其他独立数据的约束相结合来“交叉约束”参数。我们使用的重子分数测定X射线星系团作为一个额外的约束，并表明，合并分析导致所有宇宙学参数的强约束。使用高重子分数（$\sim 15%$代表$h = 0.5$），我们发现哈勃常数相当低，80 km/s/Mpc左右的值被排除在外。使用最近的和低重子分数估计（$\sim 10%$为$h = 0.5$），我们发现了一个较好的模型与低哈勃常数和高密度内容（$Ω_m$），爱因斯坦-德西特模型只是弱排除。
2001-11-21 astro-ph
Large Scale Structure from the Higgs fields of the Supersymmetric Standard Model
我们提出了一种替代实现的曲率机制产生的曲率扰动，不依赖于一个后期衰减标量从通货膨胀动力学解耦。在我们的机制中，超对称希格斯标量耦合到暴胀子的混合暴胀模型，这使得转换的等曲率扰动的希格斯场所观察到的曲率扰动负责大尺度结构发生在再加热。我们讨论了一个明确的模型，实现了这一机制，其中的$μ$项的希格斯超势产生后，由真空的单重场的期望值膨胀。该模型的主要预测是，光谱指数应显著偏离1，$|n-1|\sim 0.1$。我们还预计中性伴子和重子中会有残余等曲率扰动，但不会明显偏离高斯性，也不会在CMB谱中观察到重力波的影响。
2003-04-02 astro-ph hep-ph hep-th
