蒸発する原始ブラックホールからの浸透性宇宙ひもループ

NANOGrav Collaborationからのパルサータイミングデータは、宇宙ひもから発生する確率的重力波背景を観測する可能性への関心を再燃させました。宇宙ひもの形成に関する標準理論は、初期宇宙における自発的対称性破れ（SSB）の相転移に基づいており、いわゆるキブル機構を介してひもネットワークが形成されます。このひもネットワークは急速に進化し、与えられたひもループおよび長いひものスペクトルを持つスケーリング解に到達します。このシナリオは、観測可能な宇宙全体がSSB相転移を経ることを必要とします。これは、宇宙ひものエネルギースケールよりもはるかに低い再加熱温度を持つ低エネルギーインフレーションのモデルでは不可能です。私たちは、宇宙の温度がはるかに低いときに、高エネルギースケールの宇宙ひもネットワークが形成されるという非常に異なる可能性を指摘します。私たちは、蒸発する原始ブラックホール（PBH）による初期宇宙のプラズマの局所的な加熱を考慮します。適切な質量のPBHについては、蒸発する原始ブラックホールのホーキング放射によって周囲のプラズマが高温に再加熱され、その段階での宇宙の環境温度で破れている特定の対称性が局所的に回復することが知られています。熱いプラズマの膨張は、それを冷却し、局所的に回復した対称性が再び自発的に破れます。このSSBが宇宙ひもの形成を支持する場合、ひもループはPBHの周囲のこの領域で形成されます。さらに、結果的な温度勾配は大きな圧力勾配を生じさせ、プラズマは流れによって引きずられながらひもループが引き伸ばされる放射状の流れを発展させます。適切な質量のPBHの有限密度があれば、各々が拡張する宇宙ひもループに寄与する局所的なホットスポットが得られます。適切なPBH密度では、異なる領域からのループが交差することがあります。もしそれが起こると、ひもの相互通行が浸透につながり、宇宙全体がそれぞれのSSB相転移を通過しなくても無限のひもネットワークが形成される可能性が生まれます。