原初磁场大尺度尾部的演化
宇宙学与河外天体物理
2011-06-02 v1
摘要
宇宙磁场可能产生于早期宇宙的相变，例如QCD相变或电弱相变。此类磁场在现今时代的剩余强度，关键取决于其(最初处于超哈勃尺度的)大尺度尾部的指数，即B(lambda) ~ lambda^(-n)。有观点认为，因果律要求n=5/2，这与早期许多声称n=3/2的观点相悖。本文详细分析了这一问题。首先，我们指出，与当前普遍看法相反，大尺度磁场尾部并非在相变本身时就已确立，而是持续演化至今。忽略湍流时，我们得到n=7/2，即大尺度场被强烈抑制。然而，在湍流不可避免存在的情况下，我们发现大尺度磁场尾部有足够的时间演化到与流体湍流相同的状态。对于白噪声流体湍流，这导致磁场谱在某一尺度以下为n=3/2，在该尺度以上为n=5/2。即使考虑原初粘滞和流体耗散，这一图景也不会改变。因此，源自宇宙相变的、可观测的原初磁场似乎是可能的。
引用
@article{arxiv.1012.4794,
title = {The Evolution of the Large-Scale Tail of Primordial Magnetic Fields},
author = {Karsten Jedamzik and Guenter Sigl},
journal= {arXiv preprint arXiv:1012.4794},
year = {2011}
}
备注
8 pages, 2 figures