Randall-Sundrum II의 비특이 진동 우주론: 우주론 모델

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• 초록 및 소개
• 우주론적 모델
• 논의
• 감사의 말
• 참고자료

2. 우주론적 모델

브레인의 아인슈타인 필드 방정식(EFE)은 다음과 같은 일반 형식을 갖습니다.

등방성, 균질 우주를 설명하는 FRW 선 요소의 경우 브레인의 수정된 EFE는 다음과 같은 형식을 갖습니다.

그러나 이 편지에서 우리는 공간과 같은 추가 차원(Ϋ = 1)을 가진 공간적으로 평평한 RS II 브레인에서 진동하는 자연의 새로운 비단수 우주론적 모델을 구축하려고 노력할 것입니다. 공간과 같은 추가 차원 τ가 양수인 경우, 에너지 밀도 ρ가 2σ까지 상승하면 허블 매개변수는 자연스럽게 사라지지 않습니다. 따라서 RS II 우주론에는 비특이 바운스가 자연스럽게 실현될 수 있는 고유한 기능이 포함되어 있지 않습니다. 웜홀 목구멍의 무한히 큰 조석력으로 인한 Weyl 곡률 특이점은 RS II 브레인에서 일반 물질로 해결될 수 있습니다[17]. 우리는 초기 우주 우주론에서 매우 친숙하고 인플레이션 메커니즘, 즉 스칼라 필드를 달성하는 데 적용되는 성분을 사용하여 반동을 유도하려고 노력할 것입니다. 스칼라 필드는 최소 결합입니다. 이는 스칼라 필드와 중력 사이에 결합이 없음을 의미합니다. 이러한 모델에는 팽창 및 수축 단계를 포함하는 무한한 수의 사이클이 존재할 수 있습니다. 그러나 이러한 진동하는 우주를 생성하려면 비특이 바운스 외에 또 다른 추가 메커니즘이 필요합니다. 우주는 다음 주기가 시작되기 전에 팽창 단계 이후 늦은 시간에 수축을 시작해야 합니다. 이 메커니즘을 턴어라운드라고 합니다. 평평한 RS II 브레인에서 바운스와 턴어라운드를 생성하기 위해 두 가지 다른 메커니즘을 사용할 것입니다.

스칼라 필드의 시간 변화도 그림 1에 표시되어 있습니다. 그림(그림 2에서 바운스 시간 추정)에서 알 수 있듯이 필드의 음수 값은 바운스에서 중요한 역할을 합니다. 따라서 잠재력의 진화로부터, 폐쇄된 상대론적 프리드만 우주에서 창발적 우주론으로 이어지는 잠재력의 더 평평한 가지에 대해 바운스가 발생한다고 말할 수 있습니다.

이제 우리는 우주가 가속 단계에 있는 후기 시점으로 넘어갑니다. 이러한 위상은 천문 관측을 통해 추론되었습니다[19, 20]. 가속하는 우주의 발견과 함께 우주론의 Λ 용어가 부활했습니다. 그러나 스칼라 장을 포함하는 정수[21, 22], 비선형 상태 방정식을 갖는 유체를 포함하는 채플리진 가스[23, 24](EoS)를 포함하는 광범위한 모델로 이어지는 Λ 암흑 에너지(DE)에는 특정 불일치가 있습니다. ), 이국적인 EoS[25, 26]와 적외선(IR) 규모[27, 28, 29]의 기하학적 기여를 통해 물질 부문을 효과적으로 수정하는 기하학적 모델을 갖춘 팬텀이지만 실제 소스 물질은 아닙니다. 여기서 우리는 기하학적 기여가 ρ 2 항을 통해 UV 규모에서 물질 부문을 효과적으로 수정하는 프레임워크를 이미 사용했습니다. 그러한 항이 가능한 비전통적 행동(H ∝ ρ)을 통해 전환을 일으키기 위해 나중에 우주에서 중요해야 한다면, 우주의 에너지 밀도가 충분히 커질 수 있도록 하는 메커니즘이 있어야 합니다. . 관측상으로 선호되는 가능한 DE 후보 중 하나인 팬텀을 사용하여 이를 달성할 가능성이 있습니다. 팬텀은 관측 데이터에 적합하도록 Caldwell[25]이 제안한 NEC(Null Energy Condition)를 위반하는 초음성 EoS(Ω < -1)를 갖는 이국적인 유체입니다. 팬텀이 관측 데이터(-1.61 < Ω < -0.78)와 매우 잘 맞는다는 사실은 나중에 여러 그룹에 의해 검증되었습니다[1, 2, 3].

다시 브레인에 대한 UV 보정 프리드만 방정식을 사용하여 다음을 얻습니다.

여기서 α는 상수입니다.

우리는 유령이 지배하는 우주를 고려하여 EoS 매개변수의 세 가지 다른 값에 대한 분석 솔루션을 얻습니다.

그림 3에서 시간에 따른 척도 인자를 그리는 것에 대해 알 수 있듯이, 가속하는 유령 지배 우주는 척도 인자가 갈라지기 전에 수축 단계에 들어갑니다. 우주가 수축하기 시작하면 스칼라 장이 우주를 지배하기 시작하여 축척 계수가 0 값에 도달하기 전에 우주를 튀어오르게 할 때까지 우주는 방사선이나 물질에 의해 지배됩니다. 따라서 축척 계수는 우주가 진화하는 동안 0이 아닌 유한 값을 유지하며 결코 단일 상태에 도달하지 않습니다. 우주의 에너지 밀도도 전환점에 가까운 시간에 따라 변화함에 따라 그림 3에 표시되어 있습니다. 팬텀이 지배하는 시대에서 계속 증가하다가 턴어라운드 직전에 최고점에 도달한 후 다시 하락하는 것으로 나타났다. 에너지 밀도는 초기와 후기 모두에서 수정된 EFE의 2차 보정 항을 중요하게 만들기에 충분하지만 절대 발산하지 않습니다. 바운스와 턴어라운드 후에 하락하기 시작합니다.