额外维理论中的宇宙学挑战及视界问题评述
高能物理 - 唯象学
2016-08-25 v2 天体物理学
高能物理 - 理论
摘要
我们考虑如果我们的可观测宇宙是高维宇宙中的3-膜,所产生的宇宙学结果。特别地,我们关注我们的3-膜位于Z₂对称五维时空的Z₂对称固定平面上的情况,如Hořava-Witten模型在Calabi-Yau流形上紧致化的情况。作为我们的第一个结果,我们发现标准Friedmann-Robertson-Walker(FRW)宇宙学可能存在实质性修改;因此,此类模型中有很大一部分在观测上是不一致的。特别是,哈勃常数与我们膜上能量密度之间的任何关系都是可能的,包括(但不限于)FRW。通常,由于体空间的存在和轨道固定平面上的边界条件,这种关系不是FRW,因此来自大爆炸核合成、结构形成和宇宙年龄的宇宙学约束难以满足。然而,我们确实想指出,体应力-能量张量分量的某些特定选择确实在我们膜上重现了正常的FRW宇宙学,并且我们构造了一个明确的例子。作为我们的第二个结果,对于一大类模型,我们发现一个有点令人惊讶的事实:额外维半径的稳定化以及因此的四维普朗克质量需要对我们3-膜上的状态方程进行不切实际的精细调节。在论文的最后三分之一,我们针对因果性和视界问题提出了一些适用于任何额外维体积决定四维引力耦合的理论的评论。我们指出,导致通常暴胀要求的一些假设被修改了。
引用
@article{arxiv.hep-ph/9906542,
title = {Cosmological Challenges in Theories with Extra Dimensions and Remarks on the Horizon Problem},
author = {Daniel J. H. Chung and Katherine Freese},
journal= {arXiv preprint arXiv:hep-ph/9906542},
year = {2016}
}
备注
15 page REVTeX file; to appear in Phys. Rev. D; clarified the statement of being able to obtain any power dependence of the Hubble expansion rate on the energy density; added references