原初曲率扰动引发的声学引力波

标准的标量诱导引力波(SIGW)的微扰计算忽略了在大幅度 regime 中的非微扰效应。我们发展了一种混合数值框架，用于量化由原初曲率扰动源致的随机引力波背景中的非微扰效应，专注于声学通道(流体运动)。采用完全通用相对论、球对称的仿真用于从孤立曲率峰中提取非微扰声壳轮廓；然后将这些轮廓嵌入三维格子演化中，对相对论流体力学与横向迹为度规扰动进行耦合，以计算声学GW谱。声学信号的峰频由介质壳厚度决定，其�幅对峰的平均介质分离度极其敏感，大约扩展为$R_{*c}^{-7}$。我们发现稳健的因果低频尾巴$\propto k^{3}$，非线性流体动力学相互作用可以增强紫外功率。与从相同实空间配置中以微扰方式计算的SIGW进行比较，我们表明在大幅度 regime 中，声学GW可被放大一个数量级，并显示出峰值偏移到更低频率。这些结果凸显了非微扰效应对于准确预测由原初曲率扰动诱导的随机GW信号的重要性。