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原初黑洞蒸发后立即产生的引力波

宇宙学与河外天体物理 2020-07-01 v3 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

我们讨论原初黑洞(PBHs)蒸发在由标量扰动诱导的随机引力波(GWs)上的印记。我们考虑 PBHs 曾主导宇宙但终在大爆炸核合成前蒸发的情形。经 PBH 蒸发的再加热,相较于粒子衰变导致的常规再加热,可能以宇宙状态方程的突变终结。我们展示这一由 PBH 蒸发所致的“突然再加热”增强了诱导引力波,其量级取决于 PBH 主导时期的时长与 PBH 质量函数的宽度。我们探索通过观测诱导引力波约束蒸发 PBHs 原初丰度的可能性。我们发现,若质量函数宽度小于质量的大约百分之一,则 O(103 - 105)g\mathcal{O}(10^3 \text{ - } 10^5) \, \text{g} PBHs 的丰度参数 β105 - 108\beta \gtrsim 10^{-5} \text{ - }10^{-8} 可由未来引力波观测约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.10455,
  title  = {Gravitational Wave Production right after a Primordial Black Hole Evaporation},
  author = {Keisuke Inomata and Masahiro Kawasaki and Kyohei Mukaida and Takahiro Terada and Tsutomu T. Yanagida},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.10455},
  year   = {2020}
}

备注

24 pages, 11 figures, v3: acknowledgment added