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驳斥稻草人:BICEP 是否证明了 GUT 尺度的暴胀?

宇宙学与河外天体物理 2014-08-05 v3 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

BICEP2 合作组报告的 CMB 中张量扰动与标量密度扰动功率比 rr 的惊人较大值,若被证实,将为 GUT 尺度的暴胀提供强有力的证据。尽管暴胀信号仍是动机最充分的来源,但仅凭较大的 rr 值仍不能排除另一种可能性,即相当一部分引力波背景可能源自稍后在较低能量下发生的自有序标量场(SOSF)相变。我们发现,即使不考虑此类相变 predicted 的 BICEP 特征的详细细节,仅凭现有的关于 CMB 各向异性中等曲率贡献的简单限制,就能明确排除其对 r0.2r \approx 0.2 的贡献超过 5%5\% 的可能性。我们还提出了一个通用关系式,描述了允许的 SOSF 对 rr 的分数贡献作为 rr 最终测量值的函数。这些结果不仅强烈指向若被证实则 BICEP2 信号源于暴胀,还指向这样一个事实:如果 GUT 尺度约为 1016GeV10^{16} GeV,那么要么 GUT 相变发生在暴胀之前,要么暴胀相变与 GUT 相变必须是同一过程。

关键词

引用

@article{arxiv.1403.5166,
  title  = {Killing the Straw Man: Does BICEP Prove Inflation at the GUT Scale?},
  author = {James B. Dent and Lawrence M. Krauss and Harsh Mathur},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1403.5166},
  year   = {2014}
}

备注

3 pages 2 figures, accepted for publication in Physics Letters B . Accepted version revised slightly in response to referee's comments