通过一阶相变和引力波爆发退出暴胀

在利用两个标量场的双场暴胀中，其中一个场在暴胀期间缓慢滚动，而另一个场被困在亚稳态真空中。从假真空到真真空的成核率变得足够大，从而触发一阶相变并结束暴胀。我们重新审视了实现双场暴胀情景的“扩展”混合暴胀模型中的一阶相变问题，并正确识别了导致暴胀结束时发生一阶相变的参数空间。我们计算了在此一阶相变期间产生的引力波谱。假设瞬时再加热，峰值频率落在 $1$ GHz 至 $10$ GHz 频段，振幅变化范围为 $10^{-11}\lesssim \Omega_{\rm GW} h^2 \lesssim 10^{-8}$，具体取决于假真空中的宇宙学常数值。该信号可能由计划中的重庆高频引力波探测器观测到。对于窄带的真空能量，一阶相变可能通过违反慢滚条件在暴胀结束后发生，其峰值频率变化范围为 $1$ THz 至 $100$ THz。对于较小的宇宙学常数值，即使暴胀可以通过违反慢滚条件结束，宇宙也会被困在假真空中，其能量驱动第二阶段的永恒暴胀。除非宇宙学常数值与观测值 $M\sim 10^{-3}$ eV 相容，否则这一范围的真空能量无法产生可行的暴胀模型。