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高能物理 - 现象学

arXiv:2311.07670v2 (hep-ph)
[提交于 2023年11月13日 (v1) ,最后修订 2025年1月27日 (此版本, v2)]

标题: 原初黑洞和虫洞来自域墙网络

标题: Primordial Black Holes and Wormholes from Domain Wall Networks

Authors:Yann Gouttenoire, Edoardo Vitagliano
摘要: 宇宙畴壁(DWs)是早期宇宙相变产生的拓扑缺陷。 在不同真空中能量不平衡的情况下,包含畴壁的腔体会收缩,直到整个网络消失。 通过研究广义相对论中薄壳气泡的动力学,我们证明了尺寸超过宇宙视界的闭合畴壁比平均情况更晚湮灭。 这种延迟的湮灭允许形成大密度区域,这些区域进入哈勃视界后最终坍缩形成原初黑洞(PBHs)。 我们依赖于三维渗透理论来计算这些晚湮灭畴壁的数量密度,从而使我们能够推断PBHs的丰度。 我们研究的一个关键见解是,能够发出可观测引力波的畴壁网络也很可能产生可探测的PBHs。 此外,我们发现与婴儿宇宙相连的虫洞可以被产生,并得出生成多重宇宙的可能性。
摘要: Domain walls (DWs) are topological defects originating from phase transitions in the early universe. In the presence of an energy imbalance between distinct vacua, enclosed DW cavities shrink until the entire network disappears. By studying the dynamics of thin-shell bubbles in General Relativity, we demonstrate that closed DWs with sizes exceeding the cosmic horizon tend to annihilate later than the average. This delayed annihilation allows for the formation of large overdensities, which, upon entering the Hubble horizon, eventually collapse to form Primordial Black Holes (PBHs). We rely on 3D percolation theory to calculate the number density of these late-annihilating DWs, enabling us to infer the abundance of PBHs. A key insight from our study is that DW networks with the potential to emit observable Gravitational Waves are also likely to yield detectable PBHs. Additionally, we find that wormholes connected to baby-universes can be produced and conclude on the possibility to generate a multiverse.
评论: 12页,7图,附录(1图,17页总计),v2 与已发表版本一致
主题: 高能物理 - 现象学 (hep-ph) ; 宇宙学与非星系天体物理学 (astro-ph.CO); 广义相对论与量子宇宙学 (gr-qc); 高能物理 - 理论 (hep-th)
引用方式: arXiv:2311.07670 [hep-ph]
  (或者 arXiv:2311.07670v2 [hep-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2311.07670
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Yann Gouttenoire Dr [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2023 年 11 月 13 日 19:00:58 UTC (1,260 KB)
[v2] 星期一, 2025 年 1 月 27 日 20:02:11 UTC (1,040 KB)
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