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具有$k^6$增长的原初黑洞功率谱

广义相对论与量子宇宙学 2024-01-17 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

暴胀子滚动速度与曲率扰动声速的同时减小,可在暴胀期间放大曲率扰动,从而产生大量原初黑洞。在超慢滚暴胀场景中,已发现曲率扰动的功率谱具有k4k^4增长。本文中,我们发现当声速突然减小时,曲率扰动在红外极限下变为尺度依赖,且曲率扰动的功率谱仅具有k2k^2增长。进一步,通过研究暴胀模型中功率谱的演化——其中曲率扰动的声速与暴胀子的滚动速度均被减小——我们发现功率谱在大尺度上近乎尺度不变以满足宇宙微波背景辐射观测的约束,同时可在小尺度上被增强从而导致原初黑洞的大量形成。在声速与慢滚参数η\eta同时变化、以及声速变化先于慢滚参数η\eta变化这两种情形下,功率谱在特定条件下可具有k6k^6增长,这是迄今报道的功率谱最陡峭增长。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.09286,
  title  = {Power spectrum with $k^6$ growth for primordial black holes},
  author = {Rongrong Zhai and Hongwei Yu and Puxun Wu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.09286},
  year   = {2024}
}

备注

29 pages, 14 figures, to appear in PRD, several refs added