NANOGrav 发现的引力波背景作为循环宇宙的证据

NANOGrav 联盟利用毫秒脉冲星观测发现了各向同性引力波背景（GWB），其振幅为 $h\sim 10^{-15}$，频率为 $f\sim 10^{-8}$ Hz。我们假设该 GWB 是在 $z\sim 10^{10}$ 大挤压期间恒星级质量黑洞（SBHs）合并所遗留的辐射。考虑到因宇宙膨胀导致频率降低约 $\sim 10^{10}$ 倍，这些遗留引力波类似于 LIGO 在 2015 年发现的频率为 $f\sim 10^2$ Hz 的引力波。我们以 LIGO 观测台发现的 139 个 SBH 的观测谱为基础。我们的模型很好地解释了 GWB 的所有观测特征。与所有其他 GWB 模型不同，我们的模型预测在频率 $f>3.5*10^{-8}$ Hz 处 GWB 振幅急剧下降，反映了质量 $<4M_\odot$ 的 SBH 的缺失。大挤压期间的 SBMH 合并应产生尚未被发现的频率为 $f\sim 10^{-(14-17)}$ Hz 的 GWB。