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由无质量标量等曲率扰动形成的原初黑洞

广义相对论与量子宇宙学 2022-06-22 v3 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

我们数值研究了辐射主导宇宙中超 Hubble 尺度上无质量标量场等曲率扰动引起的原初黑洞(PBH)形成。作为第一步,我们模拟了球对称构型。对于初始条件,我们采用空间梯度展开,并给出在该展开中有效至二阶的增长模解的一般形式。初始标量场剖面假设为具有特征共动波数 kk 的高斯型;exp(k2R2)\sim\exp(-k^2R^2),其中 RR 为径向坐标。我们发现,当标量场剖面振幅足够大时形成 PBH。然而,我们发现引力坍缩的晚期行为由流体动力学主导而非标量场,这类似于辐射主导宇宙中由绝热扰动形成的 PBH。

关键词

引用

@article{arxiv.2112.12335,
  title  = {Primordial black hole formation from massless scalar isocurvature},
  author = {Chul-Moon Yoo and Tomohiro Harada and Shin'ichi Hirano and Hirotada Okawa and Misao Sasaki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2112.12335},
  year   = {2022}
}

备注

17 pages, 6 figures