双重单值性暴涨:面向 CMB-S4、LiteBIRD 与 LISA 的引力波工厂

我们考虑一种基于两阶段单值性暴涨、中间由早期暴涨子退出慢滚后产生的物质主导阶段分隔的短过山车宇宙学。若第一阶段由平坦势 $V \sim \phi^p$(其中 $p < 1$)控制,并持续 ${\cal N} \sim 30 - 40$ efolds,则最大尺度上的标量与张量扰动将完美拟合 CMB,并产生 $0.02 \lesssim r \lesssim 0.06$ 的遗迹引力波,可被 LiteBIRD 与 CMB-S4 实验检验。若此外第一暴涨子与隐 sector $U(1)$ 强耦合,则在第一阶段末期附近会有矢量涨落的增强产生。这些模式在短暂的物质主导时期内迅速转化为张量,随后被持续另外 $20-30$ efolds 的第二阶段暴涨推至超视界尺度。这一引力波带具有手征性,今日到达时波长为 $10^8$ km 量级,且因矢量源而相较长波 CMB 模式振幅大幅增强。因此它可被 LISA 探测。因而我们的模型给出了一种罕见的早期宇宙理论,预言了若干可同时被近期广泛引力波搜寻检验的信号。