额外维修正Kasner模型的加速宇宙
Accelerating Universe from Modified Kasner Model in Extra Dimensions
摘要:
这篇论文已被作者撤回。
英文摘要:
This paper has been withdrawn by the author.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。
Accelerating Universe from Modified Kasner Model in Extra Dimensions
Masato Ito
这篇论文已被作者撤回。
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Anisotropic SD2 brane: accelerating cosmology and Kasner-like space-time from compactification
从IIA型弦论的各向异性(包括膜的时间方向)非对称D2膜解出发,利用双Wick旋转的标准技巧构造了一个各向异性类空D2膜(简称SD 2膜)解.该解决方案的特点是由五个独立的参数。我们表明,紧化后的六维双曲空间(H $_6$)的时间依赖体积的SD 2膜解决方案导致加速宇宙学(一段时间$t\sim\,t_0$,与$t_0$一些特征时间),其中的膨胀和加速是不同的,在三个空间方向的结果四维宇宙。另一方面,在早期($t \ll t_0$)这个四维空间,在某些情况下,导致四维卡斯纳宇宙学,与两个额外的标量,即,介子和体积标量的H $_6$。与标准的四维卡斯纳宇宙学不同,这里所有的三个卡斯纳指数都可以是正定的,导致在所有三个方向上的膨胀。
Charged black strings in a five-dimensional Kasner universe
我们在五维爱因斯坦-麦克斯韦理论中构造了与时间相关的带电黑弦解。在远区,时空接近五维卡斯纳宇宙,三维空间膨胀,额外维度收缩。在事件视界附近,时空近似是静态的,并且有一个光滑的事件视界。我们还研究了测试粒子绕黑弦的运动,证明了准圆轨道的存在性。最后,我们简要地讨论了这个时空的稳定性。
Time variation of the gravitational coupling constant in all dimensions: Kasner-type cosmological models
我们用公式表示了在所有维度中引力耦合常数随时间的变化。我们证明了引力耦合常数的时间变化与三维空间中牛顿常数的时间变化有关,也与额外空间维体积的时间变化有关。我们的结果是基于一个独立的模型的方法。然后,我们研究了Kasner型宇宙学模型中引力耦合常数的时间变化。在$(4+1)$维时空的情况下,我们证明了引力耦合常数在宇宙时间内减小,其时间变率是宇宙年龄现值的倒数。
Cosmological dynamics of spatially flat Einstein-Gauss-Bonnet models in various dimensions. Vacuum case
本文对真空空间平坦的(3+D)+1维Einstein-Gauss-Bonnet宇宙学模型进行了系统的研究。我们考虑模型的拓扑是两个单位的迷向子空间具有不同的比例因子的产品。其中一个子空间是3D的,代表我们的空间,另一个是D维的,代表额外的维度。由于没有考虑尺度因子的影响,使得我们的结果具有一般性。在爱因斯坦-希尔伯特和高斯-博内贡献的情况下,由于运动方程的不同结构,D=1、D=2、D=3和$D\geqslant 4$的情况具有不同的动力学。我们分析研究在所有情况下的运动方程,并描述所有可能的制度。看来,唯一的制度与非奇异的未来渐近线是卡斯纳制度在GR以及指数制度。由于过去的渐近线,对于平滑过渡,只有高斯-博内的卡斯纳制度是一种选择。有了这些,我们只剩下两个可行的区域--“纯”卡斯纳区域(从高能到低能卡斯纳区域的过渡)和从高能卡斯纳到各向异性指数解的过渡。似乎这些制度发生的高斯-博内耦合$α$的不同符号:“纯”卡斯纳制度发生在低D和$α< 0$的$α> 0$高D;各向异性指数制度,仅达到$α> 0$。因此,如果我们用$α> 0$解来约束自己,那么对于D=1,2,唯一的后期区域是Kasner,而对于$D\geqslant 2$,则是各向异性指数。此外,低能卡斯纳体系($a(t)\propto t^p$)的(3+1)维子空间(“我们的宇宙”)膨胀率从p=0.5(D=1)到$p=1/\sq…
Accelerating Universe with a stable extra dimension in cuscuton gravity
我们研究了在库斯库顿引力下的Kaluza-Klein宇宙学,找到了一个描述具有稳定额外维的加速四维宇宙的精确解。一个非动力学的标量场是加速膨胀的原因,而一个矢量场使额外维空间稳定。值得注意的是,我们模型中的加速宇宙并不完全是德西特。
Accelerating Universe from the Evolution of Extra Dimensions
在本文中,我们提出,目前的物质占主导地位的宇宙的加速膨胀,所建议的最近的距离测量Ia型超新星,是随着额外的维度空间的演化。首先对爱因斯坦方程进行定性分析,然后进行数值求解,以便明确显示这种情况下加速膨胀的模式。还描述和讨论了与这样的场景相关联的微调问题。
Effects of spatial curvature and anisotropy on the asymptotic regimes in Einstein-Gauss-Bonnet gravity
在本文中,我们解决了两个重要的问题,可能会影响达到指数和Kasner渐近在爱因斯坦-高斯-邦纳宇宙学-空间曲率和各向异性在三维和额外的维子空间。在本文的第一部分中,我们考虑宇宙演化的空间是两个各向同性和空间弯曲的子空间的产品。证明了$D=2$(额外维数)和$D \geqslant 3$中的动力学是不同的。我们已经知道,对于$Λ$项的情况,存在一个额外维度“稳定”的机制,其中三维子空间的膨胀率以及与额外维度相关的比例因子(“大小”)达到恒定值。如果额外维度的曲率是负的,那么就可以达到这种状态。我们证明了只有当额外维数为$D \geqslant 3$时,它才会发生。在本文的第二部分中,我们研究了初始各向异性的影响。我们的研究表明,从Gauss-Bonnet Kasner制度的各向异性指数膨胀(扩大三个和收缩额外的维度)的过渡是稳定的,打破了三维和额外的维子空间内的对称性。然而,$D=2$和$D \geqslant 3$中的动力学细节是不同的。结合这两个描述的影响,使我们能够构建一个场景中的$D \geqslant 3$,其中各向同性的外部和内部子空间达到动态的,而一般的各向异性的初始条件。
Evolution of the Universe with Flat Extra Dimensions
一个均匀的额外维度的宇宙的演化研究的好处是一个精心选择的参数空间,提供了一个系统的,有用的,方便的分析方法。在这个模型中,我们发现了一个自然的演化模式,它不仅需要在辐射主导的时代稳定的额外维度,从而保留了标准宇宙学中的基本预测,而且还需要在满足牛顿引力常量变化的限制的情况下实现当前的加速膨胀。在这种自然的演化模式中,额外维度在辐射主导和物质主导的时代都倾向于自动稳定,而不需要诉诸人工机制,这是构建额外维度模型的一个奇妙特征。此外,这种演化模式的自然性保证了物质主导的宇宙的后期加速膨胀,这为巧合问题提供了一个解决方案:为什么加速阶段在当前的时代开始。讨论了这种演化模式描述宇宙的可行性。
Problems with Time-Varying Extra Dimensions or "Cardassian Expansion" as Alternatives to Dark Energy
最近有人提出,宇宙可能是由于随时间变化大小的额外维度而加速的。我们表明,虽然这些情况下可能会导致加速,他们遇到严重的困难时,考虑到四维牛顿常数的时间变化的限制。另一方面,迄今为止建立的基于额外维度的“卡达西”膨胀模型违反了体应力能量的弱能量条件,因为参数给出了加速宇宙。
Accelerating Universe and Dynamical Compactification of Extra Dimensions
研究了具有Robertson-Walker型度规的$(4+D)$维Kaluza-Klein宇宙学,该宇宙学具有两个标度因子$a$和$R$,分别对应于$D$维内部空间和四维宇宙.通过引入一种奇异物质作为高维能量动量张量的时空部分,一个四维衰变宇宙项出现为$Λ\sim R^{-2}$,在宇宙中扮演着演化的暗能量的角色.由此产生的场方程产生的比例因子的指数解。这些指数行为可以解释额外维度的动力学紧化和4维宇宙在哈勃参数方面的加速膨胀。宇宙的加速可以用奇异物质的负压来解释。证明了高维紧化的速率依赖于维数$D$ .然后,我们得到的Wheeler-DeWitt方程,并找到一般的精确解在$D$ -维。在任意维数$D$上,得到了经典解与Wheeler-DeWitt解之间的良好对应关系.
Accelerating universe from warped extra dimensions
加速宇宙或存在一个小而正的宇宙学常数可能是最紧迫的障碍,也是从引力基本理论(包括弦论)中显著改进四维宇宙学模型的机会。在寻求解决这个问题时,人们自然会想,现实世界是否可以被解释为嵌入在由扭曲几何描述的高维时空中的膨胀的德西特膜。在这种情况下,四维宇宙学常数可以用两个尺度来唯一地确定:一个是与额外维度的大小相关的尺度,另一个是与我们宇宙的膨胀率相关的尺度。在某些具体情况下,这两种尺度是相辅相成的。这个结果在这里证明了一些明确的和完全非奇异的de Sitter空间dS $_4$解决方案的真空爱因斯坦方程在5和10维。
Reconstruction of Cosmological Evolution in the Presence of Extra Dimensions
从卡鲁扎-克莱因降维过程中产生的物理学模型提供了非常好的暗物质候选者,以轻卡鲁扎-克莱因粒子的形式,因此与宇宙学相关。在这项工作中,我们恢复一个晚时间的宇宙学图片,类似的$Λ$ CDM,在一个多维的情况下,在通用额外的维度的一般框架。这是通过利用一个特殊的,卡斯纳型的解决方案,是分析已知的,并作为一个吸引子对过多的初始条件的通常和额外的空间哈勃参数。基本相互作用的现象学决定了在这些场景中,从非常早期的时期起额外维度进化的稳定性。在没有明确机制的情况下,这是通过通常和额外空间流体的特定行为来实现的,这些行为必须由更基本的理论来激发。
Gravitational Merging as a Possible Source for the Cosmological Accelerating
宇宙物体的引力合并(或集群)被认为是宇宙大尺度超加速的可能来源。宇宙天体的合并/成团在当前有效宇宙流体的状态方程中引入了一个修正项,其形式为$P=wρ+bρ^2$。结果,得到了包括过密区和欠密区的能量密度的替代关系式,该关系式与标准限值中的常规关系式一致。通过与气泡类比,宇宙流体中的低密度区域(空隙)被证明可以提供所需的负压。排除了暗能量状态方程$w$的观测约束,我们证明了与非合并宇宙气体相比,空洞的合并将在大尺度上充当额外加速的可能来源。
Charged Black Holes in a Five-dimensional Kaluza-Klein Universe
在五维Einstein-Maxwell理论中,我们研究了Kaluza-Klein宇宙中带电黑洞的精确解.这个时空接近于五维卡斯纳解,它描述了在远区膨胀三维并收缩额外的维。度规在黑洞视界是连续的但不光滑。出现了一个轻微的曲率奇点,一个自由落体观察者可以穿越视界。视界是一个被压扁的三球,其大小是恒定的,度规在视界附近近似是静态的。
Accelerating universe in brane gravity with a confining potential
我们构造了嵌入在$m$维块体中的四维膜上的爱因斯坦场方程,其中物质场通过限制势被限制在膜上。结果,在$m$维的体积中,弗里德曼方程中出现了一个额外的项,它可以被解释为X物质,为宇宙的加速提供了一个可能的唯象解释。对相关观测数据的研究表明,与该模型的预测吻合较好。
Non-equilibrium evolution of quantum fields during inflation and late accelerating expansion
为了理解导致宇宙膨胀和后期加速的机制,重要的是要了解一个或一组量子场如何演化,使得经典能量-动量张量的行为类似于宇宙学常数。在这项工作中,我们考虑了一个玩具模型,包括3个标量场具有非常不同的质量,以研究形成一个轻的轴子状凝聚体,假定是负责膨胀和/或后期加速膨胀的宇宙。尽管它的简单,这个模型反映了层次的质量和耦合的标准模型和它的候选扩展。研究是在非平衡量子场论的框架内进行的。我们详细讨论了如何为这样一个模型的初始条件必须定义在一个完全量子设置,并表明,在一个多组件模型的相互作用减少了独立的初始自由度的数量。数值模拟表明,该模型与目前的宇宙学观测完全一致。对于选定的参数范围内,我们发现,量子相互作用,而不是有效的凝聚势是宇宙的能量密度的主要贡献者,并触发通货膨胀和后期加速膨胀。然而,尽管它在能量密度中的贡献很小,但光标量场--在凝聚态和准自由粒子形式中--在控制较重场的趋势方面起着至关重要的作用。此外,我们的模拟精度,我们没有发现任何IR奇点在通货膨胀。这些发现突出了试图通过天真地将局部有效经典模型的预测与宇宙学观测进行比较来提取早期宇宙物理学信息的不确定性,忽略了量子过程固有的非局部性质。
$Λ(t)$CDM and the present accelerating expansion of the universe from 5D scalar vacuum
在这封信中,我们研究了将我们的4D可观测宇宙视为局部等距嵌入到5D时空中的一些后果,其中引力由真空中的Brans-Dicke理论描述。一旦我们施加嵌入条件,我们就得到,四维时空上的引力是由爱因斯坦场方程控制的,该方程被一个额外的项修改,该额外的项可以扮演一个动力学宇宙学常数的角色。两个例子进行了研究。在第一部分中,我们导出了一个宇宙模型,其中宇宙只充满一个宇宙学常数。在第二部分中,我们得到了一个描述宇宙充满物质,辐射和一个动力学宇宙学常数的宇宙学解,与观测数据一致。由于动力学宇宙学常数的5D几何起源,我们解释了在膨胀的加速没有引入一个暗能量组件。此外,所有的4D物质源都是以与Wesson诱导物质理论中通常所做的相同的方式几何诱导的。
Cosmological dynamics of spatially flat Einstein-Gauss-Bonnet models in various dimensions: Low-dimensional $Λ$-term case
本文系统地研究了具有$Λ$项的[(3+D)+1]维Einstein-Gauss-Bonnet宇宙学模型。我们考虑模型,拓扑是两个单位的迷向子空间具有不同的比例因子的产品。其中一个子空间是三维的,代表我们的空间,另一个是D维的,代表额外的维度。我们没有考虑尺度因子上的{ \it Answer},这使得我们的结果相当一般。由于爱因斯坦-希尔伯特和高斯-邦纳的贡献都起作用,$D=1$和$D=2$的情况由于运动方程的不同结构而具有不同的动力学。我们分析研究在这两种情况下的运动方程,并描述所有可能的制度。结果表明,$D=1$情况下没有物理可行的制度,而$D=2$有从高能Kasner各向异性指数区的平滑过渡。这种转变发生在$α$和$Λ$的两个范围:$α> 0$、$Λ> 0$和$αΛ\leqslant 1/2$以及$α< 0$、$Λ> 0$和$αΛ< -3/2$。对于后一种情况,如果$αΛ= -3/2$,额外维度部分具有$h\to 0$,因此额外维度的大小(在比例因子的意义上)达到恒定值。我们报告了$D=1$和$D=2$病例之间以及这些病例与其真空对应病例之间的实质性差异,描述了所研究病例的特征,并讨论了差异的起源。
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