物-辐射相等时有效状态方程振荡与原始引力波

支配经典宇宙演化的理论必须基于粒子物理推理，并以统一方式生成平流和暗能量时代。本类框架是 $F(R)$ 引力。本文我们考察一类由标量场在 de Sitter 背景下演化所激发的 $R^2$ 引力的指数形变。我们展示，这类模型以符合 Planck 对平流约束和宇宙学参数的可行方式，描述了平流和暗能量时代。关于平流时代，指数形变的 $R^2$ 模型还产生一种重新标度的 Einstein-Hilbert 项，惊人地不影响动力学，平流演化与 $R^2$ 模型完全相同。暗能量时代也被证实可行，可模拟 $\Lambda$-Cold-Dark-Matter 模型。更重要的是，这类 $F(R)$ 引力指数 $R^2$ 形变还具有重要特征，具体而言，它在物质主导时代（红移 $z\sim 3400$，即物-辐射相等处）产生总体状态方程振荡。在如此大的红移处，这些总体状态方程形变可能直接影响原始引力波的能谱。事实上我们所展示的效果是可测量的，并且会导致低频率由未来 LiteBIRD 任务探测的张量扰动能谱增强。这种增强可能对 Cosmic Microwave Background 辐射的 $B$ 极化产生可测量的影响，从而可能被 LiteBIRD 任务检测到。只有少数理论框架能够产生我们所呈现的指数形变 $R^2$ 模型所生成的引力波模式。