利用随机引力波进行早期宇宙的精确宇宙学研究

随机引力波的因果尾可用于探测自由流动相对论性物种的能量密度，并测量 $g_\star(T)$ 和 beta 函数 $\beta(T)$ 随温度的变化。在发现强随机引力波的情况下，我们证明 LISA 能够将宇宙的自由流动分数测量到 $10^{-3}$ 的水平，比当前约束灵敏 100 倍。此外，它将对 $g_\star$ 以及 QCD $\beta$ 函数在温度 $\sim 10^5$ GeV 处相对于其标准模型值的 $\mathcal{O}(1)$ 偏差敏感。在这种情况下，许多有动机的模型，如 split SUSY 以及其他电弱等级问题的解，都将受到检验。未来的探测器，如 DECIGO，对这些效应的灵敏度将比 LISA 高 100 倍，并能够检验其他有动机的情形，如 WIMP 和轴子。利用精确引力波测量来检验此类有充分动机的理论的惊人前景，为在实验和理论上精确理解引力波谱提供了一个努力的基准。