大气泡超 Hubble 尺度下的声学引力波

我们计算了在首次相变中声波产生的引力波功率谱，针对大气泡（即平均气泡间距 $R_*$ 为哈勃长度 $\mathcal{H}_*^{-1}$ 的非可忽略比例，即 $R_*\mathcal{H}_* \lesssim \mathcal{O}(1)$）的未探索区间。由于引力波信号强度随 $R_*\mathcal{H}_*$ 增大，在此区间也属于信号较强的 regime。此区间下的引力效应此前被忽略。我们在哈勃扰动理论中进行计算，沿参数 $R_*\mathcal{H}_*$ 展开。主导项为声学产生引力波的标准结果。在下一阶修正项中，我们发现三个新贡献：两个来自声波和引力波动力学的一般相对论修正；第三个来自曲率扰动诱导的引力波。这些贡献会抑制引力波峰值的�幅。相对于主导项的抑制因子随 $(R_*\mathcal{H}_*)^2 比例尺度，同时取决于其他相变参数，如声速$c_s$、声源持续时间以及速度场峰值波数$k_p$。在简化的速度场模型中，我们发现当$R_*\mathcal{H}_* \simeq 0.5$时，抑制因子介于$2\%$到$15\%$ 之间，但与流体均根速度无关。我们提供了下一阶修正的解析近似，并提供一种在不同频率区间平滑衔接的方法。我们的工作提高了当前对大气泡相变引力波功率谱估计的精度。