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LIGO/Virgo 事件源于原初黑洞背后的 QCD 相变?

宇宙学与河外天体物理 2022-07-12 v3

摘要

对于原初黑洞(PBH)对 LIGO/Virgo 双黑洞并合的可观贡献,最具动机性的情景依赖于 QCD 相变,其天然增强了形成恒星质量尺度 PBH 的概率。我们重新考虑了不仅与 QCD 相变本身、也与后续粒子-反粒子湮灭过程相关的预期质量函数,并依据多项观测分析了该情景的约束:吸积到 PBH 上所诱导的宇宙微波背景(CMB)各向异性中的特定模式、CMB 谱畸变、引力波搜寻,以及高红移超大质量黑洞(SMBHs)的直接计数。我们发现该情景不可行,除非人为引入 PBH 质量函数的特殊质量演化以及在极接近 QCD 尺度的功率谱截断。尽管有这些负面结果,我们注意到,若 PBH 质量函数确实由宇宙热历史驱动的状态方程变化所塑造,则未来对涉及亚太阳质量 PBH 的并合双星的探测,有潜力检验 SMBHs 在 e±e^\pm 湮灭时期的宇宙学起源。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.07027,
  title  = {The QCD phase transition behind a PBH origin of LIGO/Virgo events?},
  author = {Joaquim Iguaz Juan and Pasquale Serpico and Guillermo Franco Abellán},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.07027},
  year   = {2022}
}

备注

13 pages and 11 figures. Few references and clarifications added, results unchanged; matches published version