Investigadores han explorado la producción de ondas gravitacionales estocásticas asociadas a la transición de fase que marcó el fin de la inflación térmica, una fase hipotética en el universo temprano. Este estudio se centra en caracterizar la naturaleza de esta transición de fase de primer orden y en predecir el espectro de ondas gravitacionales resultante, que podría ser detectable por futuros observatorios.
La transición de fase se analizó mediante cálculos semi-analíticos de la acción de rebote y simulaciones numéricas con la herramienta CosmoTransitions. Posteriormente, se modeló su evolución en tiempo real utilizando una simulación de celosía de Langevin tridimensional, que incorporó la expansión de Hubble y la evolución de la temperatura durante el proceso. Los resultados de la simulación de celosía confirmaron que la transición procede mediante la nucleación y crecimiento de burbujas localizadas, en lugar de una inestabilidad de mezcla de fases, lo que es consistente con las estimaciones de la acción de rebote.
Empleando los parámetros derivados de estas simulaciones, se estimaron los espectros de ondas gravitacionales generados por las colisiones de burbujas y los movimientos acústicos en el plasma. Los resultados sugieren que el fondo estocástico de ondas gravitacionales predicho se encuentra dentro del rango de sensibilidad proyectado para futuros observatorios, como BBO (Big Bang Observer) y DECIGO (Deci-hertz Interferometer Gravitational-wave Observatory). Esto abre una vía potencial para la detección experimental de fenómenos del universo primordial.
La posibilidad de detectar estas ondas gravitacionales ofrecería una ventana única a la física de alta energía que operaba en los instantes iniciales del universo, proporcionando pruebas directas de modelos cosmológicos como la inflación térmica y sus transiciones de fase asociadas. La confirmación de estas predicciones permitiría discriminar entre diferentes escenarios del universo temprano y refinar nuestra comprensión de la evolución cosmológica.