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由标量诱导引力波测量原初曲率扰动

宇宙学与河外天体物理 2023-03-07 v2

摘要

标量诱导引力波由二阶扰动中的原初曲率扰动产生。我们根据引力波观测约束标量诱导引力波的能量密度分数。若未探测到标量诱导引力波,则其能量密度分数由某些上限约束。依据这些上限,我们可获得对原初曲率扰动功率谱的约束。对于幂律标量功率谱,其功率谱约束受到加入来自平方公里阵列(SKA)的标量诱导引力波上限的影响。在标准模型中,当 SKA 加入宇宙微波背景(CMB)与重子声学振荡(BAO)数据集组合时,标量振幅与谱指数的均值向更低值偏移,即在 68% 置信水平下 ln(1010As)=3.038±0.013\ln(10^{10}A_s)=3.038\pm0.013ns=0.95890.0011+0.0021n_s=0.9589^{+0.0021}_{-0.0011}。我们也考虑了现有地基引力波探测器、现有脉冲星计时阵列(PTAs)与五百米口径球面射电望远镜(FAST)的影响,而来自 CMB+BAO 数据集的约束完全处于其标量诱导引力波上限之内。此外,我们用谱指数 nsn_s 及其前两阶导数刻画标量涨落谱,理论上计算了相应的标量诱导引力波功率谱,并给出了对谱指数跑动及跑动之跑动的约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.09237,
  title  = {Measuring the primordial curvature perturbations from the scalar induced gravitational waves},
  author = {Jun Li and Guang-Hai Guo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.09237},
  year   = {2023}
}