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负非高斯性作为脉冲星计时阵列在反弹中拯救原初黑洞的救星

宇宙学与河外天体物理 2025-05-08 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

原初曲率扰动中的非高斯性是早期宇宙的一个关键要素,因为它对原初黑洞 (PBH) 的产生有重大影响。在这项工作中,我们通过 PBH 形成的紧致函数准则这一视角,重点关注负非高斯性对 PBH 丰度的影响。我们的设置采用了非奇异反弹的有效场论,包括用于放大曲率扰动以形成 PBH 的标准慢胀与超慢胀阶段。我们分别研究了在 Ekpyrotic 收缩和物质反弹场景中发现的两个不同的非高斯性参数值 fNL=(39.95,35/8)f_{\rm NL}=(-39.95,-35/8),并表明大量负值的 fNLf_{\rm NL} 可以提供可观的丰度(103fPBH110^{-3}\leq f_{\rm PBH}\leq 1),并完全缓解 PBH 过度产生问题。我们还强调,有效声速 cs=1c_{s}=1 结合 fNL=39.95f_{\rm NL}=-39.95 的情况,在 1σ1\sigma 范围内与最新 PTA (NANOGrav15 和 EPTA) 信号的标量诱导引力波解释相吻合。最后,我们提取了 fNLf_{\rm NL} 最负值的上限,约为 -60,低于此值我们表明会破坏对功率谱幅度的底层微扰性约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.18983,
  title  = {Negative non-Gaussianity as a salvager for PBHs with PTAs in bounce},
  author = {Sayantan Choudhury and Kritartha Dey and Siddhant Ganguly and Ahaskar Karde and Swapnil Kumar Singh and Pranjal Tiwari},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.18983},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in European Physical Journal C. 54 pages, 8 figures, 2 tables, with new figures and discussions added