中國科學家發現有望實現直接觀測由暴脹模型產生的重力波

中國科學院理論物理研究所博士研究生劉京、研究員郭宗寬、蔡榮根團隊研究發現，一類具有尖角勢函數的暴脹模型在重加熱階段能夠產生具有雙峰結構的隨機重力波能譜，有望支持地面激光干涉儀實現直接觀測原初重力波。

原初重力波通常是指宇宙早期暴脹階段產生的隨機重力波，原初重力波包含宇宙早期的信息，因此，原初重力波的探測能夠幫助人類認識宇宙的起源，而該研究為地面激光干涉儀直接探測原初重力波提供了理論可能。已有的原初重力波探測計劃以探測宇宙微波背景輻射極化，特別是B模式的極化為手段，而此研究發現宇宙暴脹後的重加熱過程能夠產生具有雙峰結構的隨機重力波能譜，有望利用LIGO地面激光干涉儀實現對原初重力波的直接觀測。

郭宗寬指出，暴脹結束後暴脹場在尖角勢函數的極小值點附近震盪，由於勢函數的二階導數是狄拉克函數，暴脹場的能譜在動量空間一些區域隨時間劇烈增長，產生大量的能量聚集的震蕩子結構，暴脹場自身變得極不均勻。這種空間不均勻的結構導致了很強的隨機重力波背景的產生。

【圖：互聯網；文：節錄自科學網頁；新聞訊息由林景明提供】

重力波，中國大陸譯作：引力波