暴胀产生的引力波背景谱的精确计算
天体物理学
2009-05-04 v3 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
摘要
针对各种暴胀模型，在宽频率范围内数值计算了源于暴胀期间量子涨落的引力波背景谱。我们考虑了四个要素：暴胀期间不使用慢滚近似的标量场动力学、再加热过程中具有小耦合常数的标量场费米子衰变、辐射主导时期有效自由度数目 的变化，以及自由流动中微子的各向异性应力。通过数值求解暴胀期间及之后直至当前的引力波演化，可以在 broad spectrum 上全面且准确地检验所有这些效应，即使在极高频率下也是如此。我们发现该谱显示出：(i) 与使用慢滚近似在 CMB 尺度附近泰勒展开得到的较不精确谱存在较大偏差；(ii) 由再加热效应引起的特征频率依赖性；以及 (iii) 由 变化和中微子各向异性应力导致的阻尼。我们建议，未来的引力波背景分析应考虑到使用泰勒展开的解析估计会高估谱振幅这一事实。
引用
@article{arxiv.0804.3249,
title = {Precision calculations of the gravitational wave background spectrum from inflation},
author = {Sachiko Kuroyanagi and Takeshi Chiba and Naoshi Sugiyama},
journal= {arXiv preprint arXiv:0804.3249},
year = {2009}
}
备注
15 pages, 7 figures, accepted for publication in PRD, This version contains major revisions over the previous version, with added calculations of neutrino anisotropic stress; typos corrected