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非最小导数耦合暴胀中原初黑洞形成与次级引力波

广义相对论与量子宇宙学 2021-07-20 v1 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

我们研究利用引力增强摩擦机制形成原初黑洞(PBHs)的可能性,以期找到可观比例的暗物质(DM),该机制源于标量场与引力之间的非最小导数耦合。假设非最小耦合参数为标量场的特殊函数,并考虑自然暴胀势,我们找到三组参数集,其产生超慢滚暴胀时期。这导致曲率功率谱足够大的增强以形成 PBHs。我们表明,在引力增强摩擦机制下,质量约为 O(1012)M{\cal O}\big(10^{-12}\big)M_\odot 的 PBHs 可构成总 DM 的约 96%96\%,因此这类 PBHs 可被视为 DM 的极佳候选。我们进一步研究设定中的次级引力波(GWs),表明我们的模型预测当前分数能量密度的峰值在所有三组参数集下于不同频率处为 ΩGW0108\Omega_{GW0} \sim 10^{-8}。该值在某些频率下位于一些 GWs 探测器的灵敏区内,因此我们模型的观测相容性可由这些探测器的数据评估。

关键词

引用

@article{arxiv.2107.08048,
  title  = {Primordial black holes formation and secondary gravitational waves in nonminimal derivative coupling inflation},
  author = {Zeinab Teimoori and Kazem Rezazadeh and Kayoomars Karami},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2107.08048},
  year   = {2021}
}

备注

21 pages, 9 figures