来自大爆炸的新引力波背景

混合暴胀（hybrid inflation）后宇宙的再加热过程通过相对论速度运动的类气泡结构中大量能量密度的成核及其随后的碰撞进行。这产生了显著比例的能量，形式为随机引力波背景，其时间演化由再加热的连续阶段决定：首先，快子预加热（tachyonic preheating）使引力波振幅呈指数级快速增长；其次，气泡碰撞增加了新一轮的引力辐射；最后，湍流运动最终结束了引力波的产生。此后，这些波无障碍地传播至我们这里。我们发现，对于大统一理论（GUT）尺度的暴胀模型，当今这些原初引力波中的能量密度占比可能相当显著，尽管其频率范围远超 LIGO、LISA 或 BBO 等引力波观测台的灵敏度范围。然而，低能标模型仍可能在 BBO 或 DECIGO 可访问的频率处产生可探测信号。作为比较，我们还计算了某些混沌暴胀模型产生的类似背景，并获得了与其他组相似的结果。此类背景的发现将打开一个观测极早期宇宙的新窗口，从而可以探索再加热过程的细节。因此，它也可作为检验暴胀范式的新实验工具。