Résumé - Exploration des spectres primordiaux à petite échelle par les ondes gravitationnelles tensor-scalar induites

Exploration des spectres primordiaux à petite échelle par les ondes gravitationnelles tensor-scalar induites

2025-07-10 15:07:50

{"Di Wu","Zhi-Chao Li","Peng-Yu Wu","Fei-Yu Chen","Jing-Zhi Zhou"}

{astro-ph.CO,gr-qc,hep-ph,hep-th}

Cette étude se concentre sur la génération et les propriétés des ondes gravitationnelles tensor-scalar induites (TSIGWs) à petite échelle, générées par des perturbations scalaires et tensorielles primitives d'amplitude importante. La recherche fournit des expressions analytiques pour les fonctions noyau et les spectres d'énergie de la densité des TSIGWs de deuxième ordre. En combinant des observations du fond gravitationnel stochastique (SGWB) à différentes échelles, les TSIGWs peuvent être utilisées pour contraindre les perturbations primitives de courbure à petite échelle et les ondes gravitationnelles primitives. L'étude discute de la faisabilité des TSIGWs de dominer les observations actuelles des résonateurs à pulsars (PTA) sous divers scénarios de spectres de puissance primitives. Les résultats indiquent que les TSIGWs générées par des spectres de puissance primitives monochromatiques pourraient être plus susceptibles de dominer les observations actuelles des PTA. L'étude est organisée comme suit : 1. Introduction : Discute de la détection des ondes gravitationnelles et de leur importance en cosmologie, astrophysique et astronomie. Elle met en avant l'importance des observations du SGWB et le potentiel des TSIGWs pour contraindre les perturbations primitives à petite échelle. 2. Revue des TSIGWs : Fait un bref rappel des résultats principaux des TSIGWs de deuxième ordre, y compris leurs équations de mouvement et les spectres d'énergie de densité. Elle explique la méthode de la fonction de Green utilisée pour résoudre les équations de mouvement et dériver le spectre d'énergie de densité. 3. SGWB et PBH : Analyse l'impact des spectres de puissance primitives à petite échelle sur les observations cosmologiques actuelles, se concentrant sur les observations du SGWB et l'abondance des trous noirs primitives (PBHs). Elle discute de l'utilisation des PTA, de LISA et des observations cosmologiques à grande échelle pour contraindre l'espace des paramètres des spectres de puissance primitives à petite échelle. 4. Contraintes sur les Spectres Primitives à Petite Échelle : Applique les résultats de la section III à des formes spécifiques du spectre de puissance primitive, telles que les spectres monochromatiques et log-normaux. Elle examine les scénarios où les échelles de pic des perturbations primitives de courbure et des ondes gravitationnelles primitives se produisent à différentes échelles et discute des problèmes potentiels de "divergence" dans les TSIGWs. 5. Ondes Gravitationnelles Induites par les Tensors : Se concentre sur le scénario où seules existent des perturbations primitives tensorielles grandes à petite échelle, sans des perturbations primitives de courbure significatives. Elle examine le modèle de gravité téléparallelique modifié par Nieh-Yan et ses implications pour les TIGWs et les observations actuelles des PTA. 6. Conclusion et Discussion : Résume les principaux résultats de l'étude et discute des orientations futures de la recherche, y compris la construction et la contrainte des modèles produisant de grandes perturbations primitives de courbure et les ondes gravitationnelles primitives sur petite échelle, ainsi que le potentiel d'impact de la nouvelle physique sur les TSIGWs.