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暴胀期间耗散产生的原初黑洞与引力波

宇宙学与河外天体物理 2024-02-16 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

我们研究暴胀期间瞬态耗散相在曲率扰动原初谱上产生局域峰值,从而导致大量原初黑洞的生成。功率谱的增强源于随机热噪声对曲率涨落的驱动。我们求解了爱因斯坦方程的随机系统(针对噪声的多次实现)并得到曲率功率谱的分布。随后我们提出一种利用确定性微分方程组求其期望值的方法。此外,我们发现一个单一随机方程,其解析解有助于理解该谱的主要特征。最后,我们推导出由微扰论二阶诱导的随机引力波背景能量密度的完整表达式与数值估计。这包括暴胀期间、随后辐射时期期间诱导的引力波及其混合。我们的情景提供了一种生成具有峰值质量分布的原初黑洞暗物质及来自暴胀的可探测随机引力波背景的新途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2208.14978,
  title  = {Primordial black holes and gravitational waves from dissipation during inflation},
  author = {Guillermo Ballesteros and Marcos A. G. García and Alejandro Pérez Rodríguez and Mathias Pierre and Julián Rey},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.14978},
  year   = {2024}
}

备注

48 pages, 11 figures; matches published version in JCAP; typo corrected, the rest of the paper is unchanged