统计各向异性标量扰动诱导的引力波
宇宙学与河外天体物理
2022-09-08 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
标量诱导引力波（SIGWs）因能通过引力波测量探测极短尺度的标量扰动而受到越来越多的关注。本文研究了统计各向异性标量扰动产生的SIGWs，这种扰动在存在矢量场等暴胀场景中具有物理动机。对于标准的统计各向同性标量扰动，SIGW能谱的系综平均是各向同性的，而源中的统计各向异性则引入了微分SIGW能谱的多极矩。我们考虑了标量功率谱中的四极各向异性，并证明SIGW谱具有高达的各向异性。我们给出了多极矩的通用公式，并将其应用于类delta函数和对数正态源谱。对于前者，我们找到了解析表达式，并证明多极矩的红外标度律与各向同性SIGWs相同。有趣的是，单极矩在高尾部有一个额外的局部极小值，这是区分各向同性SIGWs的关键特征。对于后者的对数正态情况，窄峰源有解析解，而对宽峰我们进行了数值计算。正如预期，多极矩随源宽度的增加而变宽。我们的结果有助于通过SIGWs检验极小尺度上原初密度扰动的各向同性。
引用
@article{arxiv.2205.07810,
title = {Induced gravitational waves from statistically anisotropic scalar perturbations},
author = {Chao Chen and Atsuhisa Ota},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.07810},
year = {2022}
}