原初非高斯性至任意阶：理论方面及对原初黑洞模型的启示
宇宙学与河外天体物理
2023-02-20 v2 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
摘要
我们发展了一种精确形式体系，用于计算曲率扰动场中存在局域非高斯性 (NG) 时原初黑洞 (PBHs) 的丰度。我们首次将 NG 纳入超出广泛使用的二次与三次近似的情形，并考虑完全泛函形式。采用压实函数的阈值统计，我们针对窄与宽功率谱均给出了丰度计算。尽管公式具有一般性，我们结合曲率子场物理情形讨论了具有现象学意义的显式例子。我们仔细评估了常规微扰方法可信赖的条件。对于窄功率谱，仅当微扰展开推至二次阶以上时才可信（最优截断阶依赖于谱宽）。更重要的是，我们证明在考虑宽谱时微扰方法固有地有缺陷，此时只有非微扰计算才能给出正确结果。最后，我们描述了我们的结果在 PBHs 丰度与由其形成相关的随机引力波 (GW) 背景联系上的现象学意义。由于 NG 改变了产生给定 PBHs 丰度所需的扰动幅度，并在宽谱下增强大尺度 PBHs 产生，对这些效应建模对于将 PBH 情形与其在当前及未来 GW 实验中的信号相联系至关重要。
引用
@article{arxiv.2211.01728,
title = {Primordial non-gaussianity up to all orders: theoretical aspects and implications for primordial black hole models},
author = {Giacomo Ferrante and Gabriele Franciolini and Antonio Junior Iovino and Alfredo Urbano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.01728},
year = {2023}
}
备注
29 pages + 12 figures, v2: references added, version published in PRD