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重新审视原初黑洞形成判据:参数化、时机与窗函数的选择

宇宙学与河外天体物理 2019-12-18 v2

摘要

本文重新审视了用于判定密度扰动是否会坍缩形成原初黑洞(PBH)的判据,重点关注其用于确定 PBH 丰度时的表现。重点讨论了应使用何种参数、应在何时计算丰度,以及不同平滑函数的使用。结论是,在现有工具下,应使用平滑密度对比而非峰值,并应在视界外极限(扰动进入视界之前很久)根据密度对比的与时间无关分量进行计算,而非在视界穿越时计算。本文首次计算了平滑函数的选择对形成判据的影响,并发现对于给定的 PBH 丰度,由此导致的功率谱振幅的不确定性为 O(10%)\mathcal{O}(10\%),比先前计算所表明的要小一个数量级。本文还讨论了以密度对比和曲率扰动 R\mathcal{R} 表述的形成判据之间的关系。

关键词

引用

@article{arxiv.1905.01230,
  title  = {The primordial black hole formation criterion re-examined: parameterisation, timing, and the choice of window function},
  author = {Sam Young},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1905.01230},
  year   = {2019}
}

备注

23 pages, 5 figures, 1 table. V2: minor changes made to match published version