对应 LIGO 引力波事件与脉冲星计时阵列实验的暴胀原初黑洞
宇宙学与河外天体物理
2017-06-14 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
原初黑洞(PBHs)是解释 LIGO 探测器观测到的引力波(GW)信号的候选者之一。在早期宇宙的若干现象中,宇宙暴胀是由大原初密度扰动产生 PBHs 的一个主要例子。在本文中,我们讨论了将观测到的 GW 事件解释为由宇宙暴胀产生的 PBHs 并合的可能性。原初曲率扰动必须足够大以产生可观数量的 PBHs,因此我们有若干其他探测手段来检验这一情景。我们指出,当前的脉冲星计时阵列(PTA)实验已经对通过二阶效应产生的 GWs 施加了严格限制,并且宇宙微波背景(CMB)的观测对其 畸变施加了严格限制。特别是,我们发现标量功率谱应在 Mpc 处具有非常尖锐的峰,以满足所需的 PBHs 丰度,同时避开来自 PTA 实验与 畸变的限制。我们提出了一种能够实现这种尖锐峰的机制。在未来,通过近高斯涨落产生 PBHs 的简单暴胀模型将可能被探测或排除。
引用
@article{arxiv.1611.06130,
title = {Inflationary primordial black holes for the LIGO gravitational wave events and pulsar timing array experiments},
author = {Keisuke Inomata and Masahiro Kawasaki and Kyohei Mukaida and Yuichiro Tada and Tsutomu T. Yanagida},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.06130},
year = {2017}
}
备注
15 pages, 5 figures; v2: several discussions clarified, published version