早期宇宙中由 NEC 破坏产生的纳赫兹引力波

我们研究早期宇宙中由量子涨落引起、与脉冲星计时阵列实验相关的纳赫兹引力波，其涉及零能量条件（NEC）的破坏。NEC 破坏允许标度因子为 $a\propto (-t)^{-p}$ ($p>0$) 的加速膨胀，这给出张量谱指数 $n_t=2/(p+1)>0$。为规避大爆炸核合成（BBN）的约束，我们将 NEC 破坏阶段衔接至随后的短暂慢滚暴胀阶段，该暴胀以标准再加热结束，从而压低谱的高频部分。我们在三次 Horndeski 理论内构造了一个显式模型，其允许 NEC 的稳定破坏。我们给出了具有不同最大 Hubble 参数（决定引力波的峰值振幅）、不同暴胀 Hubble 参数（决定高频引力波振幅）以及不同暴胀阶段持续时间（基本决定谱的峰值频率）的背景演化数值示例。我们展示了 $n_t=0.8$、 $0.9$ 与 $0.95$ 在 $f\lesssim 1/{\rm yr}$ 下的谱，其与近期 NANOGrav 结果一致。我们还核查了它们不与 BBN 约束矛盾。我们讨论了在 NEC 破坏阶段中近标度不变曲率扰动谱是如何产生的。