早期宇宙中弱引力波的湍流

我们研究了在平坦时空中非线性相互作用的弱引力波系综的统计性质。我们表明共振三波相互作用不存在，并在度规张量对角化的简化情形下发展了四波相互作用理论。在此极限下（仅存在一种类型的引力波），我们推导了相互作用哈密顿量，并考虑了弱引力波湍流的渐近机制。分别发现了能量和波作用的正向和逆向级联，并推导了相应的波谱。逆向级联的特征是度规激发的有限时间传播——这一过程类似于爆炸性的非平衡 Bose-Einstein 凝聚，提供了一种消除小尺度不均匀性的有效机制。正向级联导致辐射能量在系统中的积累。这些过程对于理解预期存在弱非线性引力波背景的早期宇宙可能至关重要。