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宇宙学克莱因-戈登场的坍缩阈值

宇宙学与河外天体物理 2017-09-13 v2 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

振荡标量场可用于建模宇宙中的多种物质组分。一个或多个标量场参与暴胀后的再加热过程,而在低得多的能量下,标量场是稳健的暗物质候选者。关于这些模型中的结构形成,众所周知克莱因-戈登场的不均匀性在特征德布罗意波长以上是不稳定的。本文表明,这种不稳定性意味着原初涨落坍缩存在阈值振幅。我们利用该阈值正确预测了标量场暗物质模型中物质功率谱的截断尺度。此外,对于再加热期间的克莱因-戈登场,我们表明同一阈值允许大量结构(振荡子但不一定是黑洞)的产生。考察此情形下原初黑洞(PBHs)的产生,我们注意到球对称性条件在暴胀结束时给出低得多的PBH形成概率。引人注目的是,即使满足如此严格的条件,我们仍发现PBHs可能在再加热期间被过度产生。我们最终限制了振荡克莱因-戈登场主导早期宇宙的时期。

关键词

引用

@article{arxiv.1705.02308,
  title  = {Collapse threshold for a cosmological Klein Gordon field},
  author = {Juan Carlos Hidalgo and Josue De-Santiago and Gabriel German and Nandinii Barbosa-Cendejas and Waldemar Ruiz-Luna},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1705.02308},
  year   = {2017}
}

备注

V2: 15 pages, 2 figures and 1 table. Version accepted for publication in PRD