探索再加热阶段通过非螺旋磁场生成及次级引力波

过去二十年间，随着观测技术的显著进步，我们对宇宙及其演化过程的了解有了新的提升。然而，由于其小尺度动力学，关于后场历再加热阶段的知识仍然有限。传统观测，如微波背景辐射（CMB），主要提供关于大尺度动力学的洞察，使人们难以获取有关再加热时期的信息。本文的主要目标是探讨由早期宇宙中的电磁场产生的引力波（GW）谱，如何为再加热动力学提供有价值的线索。我们研究在不同初始磁场配置和再加热动力学条件下，GW谱的频率范围内的谱形变化。为此，我们考虑一种众所周知的非螺旋磁场生成模型，其中常规的电磁动力学项与背景标量耦合。值得注意的是，对于这种情形，我们观察到在不同再加热历史下（以方程状态参数 $w_{\rm re}$ 表示），具有充分高振幅的不同谱形。我们识别了 $w_{\rm re}<1/3$ 和 $w_{\rm re}>1/3$ 情景中GW谱的谱折点。我们发现，未来的GW实验，如BBO、LISA、SKA和DECIGO，都在观测这些不同谱形的观测范围之内，能够潜在地为再加热阶段的底层机制提供线索。