作为大爆炸温度计的引力波

在早期宇宙的温热等离子体中会产生一个必然存在的随机引力波背景。其每个对数频率间隔的能量密度随标准热大爆炸时代开始时原初等离子体所达到的最高温度 $T_{\rm max}$ 而标度。它在微波频段达到峰值，位于约 $80\,{\rm GHz}\,[106.75/g_{*s}(T_{\rm max})]^{1/3}$ 处，其中 $g_{*s}(T_{\rm max})$ 为 $T_{\rm max}$ 下原初等离子体中的有效熵自由度个数。我们给出了针对一般模型的这一宇宙引力微波背景（CGMB）的最新预测，并对标准模型（SM）及其若干扩展情形进行了计算。在最小扩展方面，我们考虑了中微子最小标准模型（$\nu$MSM）以及 SM-轴子-跷跷板-希格斯门户暴胀模型（SMASH），它们提供了包含暴胀在内的完整且自洽的宇宙学历史。作为 SM 非最小扩展的示例，我们考虑了最小超对称标准模型（MSSM）。此外，我们讨论了当前的实验上限以及在实验室实验中探测 CGMB 从而测量热大爆炸初期最高温度与有效自由度个数的前景。