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FLRW时空中气泡碰撞产生的引力波。 (英语) Zbl 1522.83038号

摘要:随机引力波背景(SGWB)是探测粒子物理和宇宙学标准模型紧密联系的早期宇宙的一种很有前途的工具。作为SGWB的一个可能组成部分,在一级宇宙相变期间气泡碰撞产生的引力波(GW)值得全面分析。2017年,Ryusuke Jinno和Masahiro Takimoto提出了一种优雅的分析方法,以推导Minkowski时空中气泡碰撞GW的能量谱解析表达式,首次避免了大规模数值模拟[R.金诺Takimoto先生,“气泡碰撞产生的引力波:解析推导”,《物理学》。版本D(3)95,第2号,文章ID 024009,15 p.(2017;doi:10.1103/PhysRevD.95.024009)]. 然而,他们忽略了宇宙的膨胀,并在推导中将相变的持续时间视为无穷大,这可能会使他们的估计偏离真实值。基于这两个原因,我们采用他们的方法,将时空背景切换到FLRW时空,并考虑有限的相变持续时间,给出了GW谱的一个新表达式。通过将(σ)表示为相变速度与宇宙膨胀速度的分数,我们发现当(σ,GW能量谱的最大值仅为之前估计值的65%。如此显著的减少可能会给GW在气泡碰撞中的可探测性带来新的挑战。幸运的是,通过将新光谱与PLI进行比较(幂律集成)GW探测器的灵敏度曲线,我们发现在可预见的未来,DECIGO、BBO、LISA和天勤的气泡碰撞GW探测前景仍然很有希望。

MSC公司:

83立方35 引力波
83个F05 相对论宇宙学
83个B05 相对论和引力理论中的观测和实验问题
85A40型 天体物理学宇宙学
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