一级相变期间的原初黑洞产生
宇宙学与河外天体物理
2022-01-17 v3 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
摘要
早期宇宙中产生的原初黑洞(PBHs)因能够构成暗物质并解释致密双星并合而引起了广泛兴趣。我们提出了一种在一级相变(PTs)期间产生PBH的新机制，并发现PBH在相变期间以模型无关的方式自然产生。由于量子隧穿的随机性，总存在一定的概率使得真空衰变在整个哈勃体积内被推迟。由于在膨胀的宇宙中真空能量密度保持恒定而辐射迅速红移，被推迟的真空衰变从而导致过密区域，正如数值模拟所表明的，这些区域最终坍缩成PBH。利用这一结果，人们可以获得来自相变的PBH与引力波(GWs)之间的相互预言与约束。所预言的PBH质量函数近乎单色的。我们研究了两种典型情形，发现1)来自相变的PBH构成全部暗物质且GWs峰值在Hz，2)来自相变的PBH可以解释LIGO-Virgo合作组观测到的并合事件，同时GWs可以解释NANOGrav合作组探测到的公共谱过程。
引用
@article{arxiv.2106.05637,
title = {Primordial black hole production during first-order phase transitions},
author = {Jing Liu and Ligong Bian and Rong-Gen Cai and Zong-Kuan Guo and Shao-Jiang Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.05637},
year = {2022}
}
备注
7 pages, 2 figures