具有大负非高斯性的原初黑洞数值模拟

在这项工作中，我们在由辐射流体填充的 Friedman-Lemaître-Robertson-Walker 宇宙中，通过对原初曲率涨落引入局域型非高斯性，对原初黑洞（PBH）的形成进行了数值模拟。我们将模拟得到的数值结果与先前论文 arXiv:2109.00791 中关于 PBH 形成阈值（特别是非线性参数 $f_{\rm NL}$ 取负值的情况）的解析估计进行了比较。我们的数值结果表明，在 $f_{\rm NL} \lesssim -0.336$ 的情况下也存在（所谓的）I 型 PBH 形成，而这是先前使用临界平均压实函数的解析预期所未发现的。特别地，尽管文献中先前发现的 averaged critical compaction function 的普适值 $\bar{\mathcal{C}}_{c}=2/5$ 在本工作考虑的所有剖面中并不都满足，但我们找到了一种替代的直接解析估计，其用于估算阈值大致准确，对于 $f_{\rm NL}\gtrsim -1$ 给出的临界平均密度与数值结果的偏差在百分之几以内。