Randall-Sundrum II'de Tekil Olmayan Salınımlı Kozmoloji: Özet ve Giriş

Bağlantı Tablosu

• Özet ve Giriş
• Kozmolojik model
• Tartışma
• Teşekkür
• Referanslar

Soyut

Anahtar Kelimeler : salınan evren, braneworld, sıçrama, geri dönüş, hayalet.

1. Giriş

Kozmolojinin standart büyük patlama modeli, evrenin zaman evrimini tanımlayan Friedmann denklemlerinin, Hubble'ın ıraksamasından dolayı uzay-zaman dinamiklerinin makul bir fiziksel tanımını sağlayamadığı başlangıç tekilliği (t = 0 anında) ile boğuşmaktadır. H parametresi, evrenin çok erken dönemlerinde hüküm süren sonsuz büyüklükteki enerji yoğunluğunun bir sonucudur. Skaler eğrilik R de ıraksar; bu da başlangıç tekilliğinin, farklılaşan enerji yoğunluklarıyla karakterize edilen Ricci tipi bir eğrilik tekilliği olduğunu ima eder. Hawking ve Penrose'un ünlü tekillik teoremlerinde gösterildiği gibi, evreni dolduran maddenin enerji koşullarına uyması koşuluyla, genel göreli (GR) düzende başlangıçtaki büyük patlama tekilliğinden kaçınılamaz[4, 5]. Standart enflasyonist kozmolojinin en önemli sorunlarından biri, enflasyon alanının doğasına ilişkin belirsizliğin yanı sıra, GR çerçevesinde enflasyonun sonsuz olamayacağıdır[6]. Dolayısıyla, eğer şişmeden önce radyasyonun hakim olduğu bir aşama geliyorsa, o zaman evrenin kökeni tekildir. Ancak bugün pek çok kozmolog başlangıçtaki tekillikten memnun değil ve bunun GR'nin çok büyük enerji yoğunlukları içeren uzay-zamanları tanımlamanın bir sınırlaması olduğunu düşünüyor.

Eğer büyük patlama yoksa, o zaman olasılıklar, evrenin ya şişme evresine doğru kuantum mekaniksel bir ayarlamanın olduğu bir kuantum yaratımı deneyimlemesi ya da evrenin sonsuza dek uzun bir süre boyunca takip edilen yarı statik bir durumda var olması olabilir. ortaya çıkan bir şişme aşamasıyla veya öncesinde evrenin büzüldüğü ve ardından evrenin genişlediği tekil büyük patlamanın yerini alan tekil olmayan bir sıçrama var. GR bağlamında ortaya çıkan ve sıçrayan senaryolar yalnızca uzaysal olarak kapalı bir evren (k = 1) için etkili bir şekilde gerçekleştirilebilir. Kuantum yaratımı dikkate alınarak ilk olasılığın tamamen tutarlı bir şekilde ele alınması, büyük olasılıkla bir kuantum yerçekimi (QG) tedavisi gerektirecektir. Ancak şu anda tam olarak anlaşılmış ve geliştirilmiş bir QG teorisi mevcut değildir ve bu bağlamda üzerinde çalışılan en kabul gören iki teori, ekstra boyutları içeren M-teorisi[7] ve Döngü Kuantum Yerçekimi (LQG)[8]'dir. M-teorisi kuantum tutarlılığı için on bir uzay-zaman boyutunu gerektirirken, LQG uzay-zamanın kendisini olağan dört boyutta nicemler. Her iki senaryodan da etkili teoriler, ekstra boyutlu braneworld modelleri[9, 10] ve etkili döngü kuantum kozmolojisi (LQC)[11, 12] modelleri biçiminde son zamanlarda popüler hale geldi.

Arka plan QG teorilerinin öncülleri birbirinden tamamen farklı olmasına rağmen, etkili braneworld ve LQC modellerinin bir sınıfından elde edilebilecek, bazı gizli yazışmalara işaret edebilecek bazı benzerlikler ve özdeş özelliklerin bulunduğunu belirtmek ilginçtir. Birbirine zıt iki yaklaşım arasında. Bu mektupta, başlangıç tekilliğinin çözünürlüğüyle ilgilendiğimiz için yalnızca ultraviyole (UV) ölçekte standart GR'ye düzeltmeler getiren modellerden bahsedeceğiz. Braneworld modelleri, evrenimizin, daha yüksek boyutlu bir toplu uzay-zamana gömülü olan (M-kuramında görünen nesneler olan) 'brane' olarak bilinen (3 + 1) boyutlu bir hiper yüzey tarafından temsil edilmesi özelliğine sahiptir. Randall Sundrum tek zar modeli (RS-II), uzay benzeri ekstra boyuta sahip böyle bir modeldir ve toplu uzayın imzasının Lorentzian olduğunu gösterir. Eğer yığının imzası öncekinden saparsa, o zaman braneworld'ün zaman benzeri bir ekstra boyuta sahip olmasını sağlayacak şekilde bir toplu imzaya (-, −, +, +, +) sahip olabiliriz. Standart model parçacıkları ve alanları zarla sınırlıyken, yerçekimi kütle içinde serbestçe yayılabilir.