Eddington 启发的 Born-Infeld 引力中原初黑洞形成的阈值
广义相对论与量子宇宙学
2021-02-11 v4 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 理论
摘要
人们相信，原初黑洞（PBHs）若存在，可作为探测宇宙历史早期阶段的强有力工具。本质上，在辐射主导宇宙中，PBHs 可由暴胀期间产生的过密原初扰动引力坍缩形成。在此图景中，一个重要因素是密度对比的阈值，它定义了 PBH 形成的开端。文献中，无论数值还是解析估计，大多数阈值估计都是在广义相对论（GR）框架内实现的。在本文中，通过解析估计，我们指出 PBH 形成的阈值依赖于所考虑的引力理论。在 GR 中，给定固定的状态方程，本文采用的解析估计给出形成阈值的常数值。如果理论由除普朗克质量外的附加质量尺度刻画，则估计的密度对比阈值可能依赖于 PBH 形成时宇宙的能量尺度。在本文中，我们考虑 Eddington 启发的 Born-Infeld 引力作为例子。我们发现，若 Born-Infeld 耦合常数为正，阈值会被增强；若耦合常数为负，阈值会被抑制。此外，我们明确表明阈值依赖于 PBH 形成时宇宙的能量尺度。这一结论预期对任何由附加质量尺度刻画的引力理论均成立，暗示了用 PBHs 检验引力理论的可能性。
引用
@article{arxiv.1912.10690,
title = {Threshold of primordial black hole formation in Eddington-inspired-Born-Infeld gravity},
author = {Che-Yu Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.10690},
year = {2021}
}
备注
14 pages, 1 figure. Updated to match the published version