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随机暴胀中的压实函数:I 型和 II 型原初黑洞的 \texttt{FOREST}

宇宙学与河外天体物理 2026-06-29 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们展示了如何在随机暴胀中计算压实函数,通过求解随机二叉树上的随机场动力学。在这个框架中,压实函数直接与给定节点的兄弟和子分支产生的体积之比相关。这种构造还确定了扰动的面积半径是否随径向坐标单调增加,从而区分 I 型和 II 型涨落。作为一个应用,我们研究了具有恒定势斜率的单场玩具模型中的原初黑洞(PBH)形成,使用公共代码 \texttt{FOREST} 生成的随机树实现。在经典状态下,量子扩散是次主导的,PBH 质量函数分布狭窄,II 型涨落相对于 I 型被强烈抑制。相比之下,在量子和近临界(即接近永恒暴胀)状态下,PBH 质量分布跨越多个数量级,整体 PBH 丰度增强,II 型涨落数量超过 I 型。在这种情况下,云中云效应也很重要,强调需要更好地理解 II 型涨落的演化和坍缩,以便在随机效应显著时获得稳健的 PBH 预测。

关键词

引用

@article{arxiv.2606.30087,
  title  = {Compaction function in stochastic inflation: a \texttt{FOREST} of type I and II primordial black holes},
  author = {Chiara Animali and Pierre Auclair and Baptiste Blachier and Eemeli Tomberg and Vincent Vennin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2606.30087},
  year   = {2026}
}

备注

34 pages, 15 figures