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来自早期宇宙和天体物理源的增长型引力波记忆的随机极限

广义相对论与量子宇宙学 2026-03-04 v3 宇宙学与河外天体物理 微分几何

摘要

我们表明,增长型引力波记忆的随机背景会随时间以 tHt^{H} 的阶级增长,其中 12<H<1\frac{1}{2} < H <1。这超越了布朗运动的标度定律。在本文中,我们研究了早期宇宙以及天体物理环境中的引力波源。宇宙学源可能包括原始黑洞或其他在大爆炸后不久、存在热物料气泡以及大密度涨落的源。原始黑洞合并产生记忆效应。我们指出,由于这些过程发生的条件,引力波记忆将按照某种幂律随时间增长。类似条件下的来自宇宙学源的引力波记忆也具有相同的结果。这些记忆的随机极限是一个随时间增长的随机过程,快于布朗运动的 t\sqrt{t} 标度定律。后者也是噪声以及记忆事件极限(在文献中大多被考虑)的典型情况。在扩张宇宙中,记忆效应本身会被放大。我们的结果提供了从数据中提取此类引力波源的工具,这对于已观察到的 PTA 数据尤其有用,能够回答如何从数据中提取记忆信号的长期问题。进一步,新的结果为利用长程依赖性和进一步的概率分析探讨大爆炸后条件开辟了新的道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.06548,
  title  = {Stochastic Limit of Growing Gravitational Wave Memory from Sources in the Early Universe and Astrophysical Sources},
  author = {Lydia Bieri},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.06548},
  year   = {2026}
}