坍缩的畴壁网络：对脉冲星计时阵列和原初黑洞的影响

早期宇宙中不稳定的畴壁（DW）网络在宇宙学上是可行的，并且可以在湮灭前发射大量引力波（GW）。因此，它们为脉冲星计时阵列（PTA）合作组最近报告的信号提供了一种解释。一个相关的重要问题是，这种场景是否也会导致大量原初黑洞（PBH）的产生。我们使用三维数值模拟，在膨胀背景中，盒子尺寸高达 $N=3240$，包括湮灭阶段，研究了 GW 和 PBH 的产生。我们发现：i) 网络呈指数衰减，即假真空体积下降为 $\sim \exp(-\eta^3)$，其中 $\eta$ 是共形时间；ii) 由于 DW 湮灭与 GW 源产生之间存在延迟，GW 谱比传统估计值大一个数量级以上。然后，我们提出了一种新的半解析方法来估计 PBH 丰度：稀有的超哈勃尺度的假真空口袋，如果其能量密度在穿越哈勃尺度时变得与背景相当，就会坍缩成 PBH。较小（但更丰富）的口袋则只有在接近球形时才会坍缩。这给最终的 PBH 丰度带来了非常大的不确定性。第一个唯象学含义是，在不确定性范围内，PTA 信号的 DW 解释与 PBH 的观测约束是兼容的。其次，在不同的参数区域，暗物质可以完全由 DW 坍缩形成的小行星质量 PBH 构成。值得注意的是，这也将导致一个在 LIGO-Virgo-KAGRA 以及未来干涉仪（如 LISA 和 Einstein Telescope）可观测范围内的 GW 背景。