来自带有观察场的平坦化模型中的原始黑洞
宇宙学与河外天体物理
2025-12-05 v1 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
单个平坦化模型中原始黑洞 (PBHs) 的产生如何受到额外标量场的影响?我们考虑一种观察场的效应——一种具有亚哈勃质量、无对流子的自由标量场,以及对总能量密度的次要贡献——在单场平坦化模型中,特征于暂停阶段的超慢滚 (USR) 演化。尽管标题看起来平淡无常,观察场仍可产生显著影响:观察场的慢滚演化防止了联合的浓度-观察场系统进入 USR,这在直觉中可能被期望会阻止 PBHs 的产生。然而,我们在模型无关的方式下演示,扰动的增长由观察场维持或增强,通过曲率与等离子扰动之间的复杂相互作用。我们展示,单场平坦化的超慢滚阶段被两个场空间中的转向所取代,涵盖等离子扰动的 tachyonic 不稳定性阶段以及等离子模式能量从等离子到曲率模式的转移。此外,我们指出,浓度势中的特征微调与观察场参数之间存在一种退行性,这使得模型预测对参数变动具有较大的鲁棒性。这使得底层 PBH 模型更容易同时满足高精度 CMB 约束和产生asteroid 质量范围内的 PBHs。
引用
@article{arxiv.2512.04199,
title = {Primordial Black Holes from Inflation with a Spectator Field},
author = {Dario L. Lorenzoni and Sarah R. Geller and David I. Kaiser and Evan McDonough},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.04199},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 19 figures. Companion paper to arXiv:2504.13251