来自超慢滚与标点式暴胀的原初黑洞与二级引力波
宇宙学与河外天体物理
2021-04-21 v3 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 理论
摘要
[删节] 原初标量功率谱在大尺度上受到严格约束，主要源于宇宙微波背景（CMB）各向异性的观测。过去几年中，人们认识到小尺度上功率的急剧上升将导致原初黑洞（PBHs）形成增强，并产生振幅更高且可能可探测的二级引力波（GWs）。众所周知，在单场正则标量场暴胀模型中，由于偏离慢滚可产生在CMB尺度上具有COBE归一化振幅、在小尺度上具有增强振幅的标量功率谱。事实上，一段所谓的超慢滚暴胀时期可导致所需的放大。我们发现导致超慢滚的情形可宽泛分为两类：一类存在对暴胀的短暂偏离（称为标点式暴胀的情形），另一类则不会出现此种偏离。我们考虑一组涉及正则标量场、导致超慢滚与标点式暴胀的单场暴胀模型，并考察这些模型中PBHs的形成及二级GWs的产生。除具体模型外，我们还从导致超慢滚与标点式暴胀的第一慢滚参数的某些函数选择重构势，并研究其观测特征。除二级张量功率谱外，我们在这些情形中计算了等边极限下的二级张量双谱。此外，我们计算了所有情形中出现的暴胀标量双谱，并讨论了标量非高斯性对所形成的PBHs程度及二级GWs振幅的影响。
引用
@article{arxiv.2008.12202,
title = {PBHs and secondary GWs from ultra slow roll and punctuated inflation},
author = {H. V. Ragavendra and Pankaj Saha and L. Sriramkumar and Joseph Silk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.12202},
year = {2021}
}
备注
v1: 46 pages, 17 figures; v2: 49 pages, 17 figures, discussions and references added; v3: 35 pages, 17 figures, published in Phys. Rev. D