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小尺度功率谱:稳健约束与 PBH 方法比较

宇宙学与河外天体物理 2021-02-09 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们使用传统的 Press Schechter 形式体系、峰理论以及最近发展的与原始黑洞(PBH)相关的峰理论版本,比较了 PBH 对功率谱和质量分布的约束。我们表明,只要 PBH 形成判据和功率谱平滑被一致地处理,不同方法间的约束仅相差约 \sim10\%(这一差异在数据更好时将变得愈发重要)。我们来自 PBH 的稳健约束考虑了临界坍缩、ζ\zetaδ\delta 之间的非线性关系,以及从 PBH 质量到功率谱峰值尺度的偏移效应。我们表明,这些约束与脉冲星计时阵列(PTA)影响 LIGO 和 Virgo 探测到的黑洞质量的约束惊人地相似,但 μ\mu-畸变约束排除了超大质量黑洞(SMBH)的形成,并可能甚至排除了 LIGO/Virgo 所探测的约 \sim(1-100) M\mathrm{M}_\odot 的更轻质量范围。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.03289,
  title  = {The power spectrum on small scales: Robust constraints and comparing PBH methodologies},
  author = {Andrew D. Gow and Christian T. Byrnes and Philippa S. Cole and Sam Young},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.03289},
  year   = {2021}
}

备注

24 pages + Appendices, 8 figures; Matches published version