利用再加热预言与遗迹引力波消除暴胀简并性

众所周知，暴胀图景在其对 CMB 观测量的预言中常表现出不同的简并集合。这些简并通常源于以下两种情况：要么多个暴胀模型预言了相似的标量谱指数 $n_{_S}$ 与张量-标量比 $r$ 值，要么在同一模型内 $\lbrace n_{_S}, r \rbrace$ 的值对某些模型参数不敏感，使得仅依靠 CMB 观测难以构成对暴胀宇宙学的唯一探测。我们证明，通过考虑对暴胀后再加热参数的约束，例如再加热持续时间 $N_{_{\rm re}}$、再加热温度 $T_{_{\rm re}}$，尤其是其状态方程(EOS) $w_{_{\rm re}}$，可以在某些暴胀模型类中打破这种简并——其中相同的 $\lbrace n_{_S}, r \rbrace$ 值可对应于不同的再加热 $w_{_{\rm re}}$。特别地，我们展示了再加热约束如何打破 T 模型与 E 模型 $\alpha$-吸引子中的暴胀简并。本文还研究了非正则暴胀。遗迹引力波(GW)谱为我们提供了另一种打破暴胀简并的工具。这是因为 GW 谱对宇宙暴胀后的 EOS 敏感。事实上，再加热期间的刚性 EOS $(w_{_{\rm re}} > 1/3)$ 会在小尺度上产生谱指数中的蓝 tilt $n_{_{\rm GW}} = \frac{d\log{\Omega_{_{\rm GW}}}}{d\log{k}} > 0$，而软性 EOS $(w_{_{\rm re}} < 1/3)$ 则导致红 tilt。因此，遗迹 GW 为我们提供了关于暴胀后时期的有价值信息，其谱可用于消除 $\lbrace n_{_S}, r\rbrace$ 中的暴胀简并。