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长 - 短波长模式耦合收紧原初黑洞约束

宇宙学与河外天体物理 2015-05-06 v2

摘要

本文考虑了非高斯性对原初黑洞(PBHs)给出的原初曲率扰动功率谱约束的影响。我们将先前的分析扩展至包含 PBH 形成时刻视界尺度模式与超视界模式之间耦合效应的影响。我们考虑了高斯扰动中高达三阶的项。对于早期宇宙中 PBH 丰度的最弱约束(对应于形成时刻 PBH 的分数能量密度为 10510^{-5}),在高斯扰动情况下,功率谱的约束为 Pζ<0.05\mathcal{P}_{\zeta}<0.05;但当即使考虑少量非高斯性时,约束会显著收紧至 Pζ<0.01\mathcal{P}_{\zeta}<0.01,而在更特殊的情况下约为 Pζ<0.003\mathcal{P}_{\zeta}<0.003。令人惊讶的是,即使存在负偏度(直观上暗示高密度区域较少,从而导致较弱的约束),我们发现功率谱的约束比纯高斯情况更紧——这与先前的结果形成强烈对比。我们发现约束对非高斯性参数以及超视界扰动的振幅均高度敏感。

关键词

引用

@article{arxiv.1411.4620,
  title  = {The long-short wavelength mode coupling tightens primordial black hole constraints},
  author = {Sam Young and Christian T. Byrnes},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1411.4620},
  year   = {2015}
}

备注

15 pages, 9 figures. V2: minor corrections and additions, closely matches published version