radion 振荡的宇宙学效应

我们指出，由于宇宙膨胀引起的无压力物质密度的红移，通常会在额外维度稳定半径（radion 场）上引起小幅振荡。这些振荡的频率与 radion 质量成正比，具有有趣的宇宙学意义。对于 very 低质量的 radion $m_b$ ($m_b\sim10^{-32} eV$)，这些低频振荡导致膨胀率的振荡。加速期的发生可能自然地解决了 coincidence 问题，而无需暗能量。尽管这种 low radion 质量情形与几项观测测试相符，但难以满足 fifth force 约束。如果将其视为有效的 Brans-Dicke 理论，它预测 $\omega=-1+\frac{1}{D}$（$D$ 为额外维度的数量），而规模大于 $1mm$ 的实验暗示 $\omega>2500$。通过推导对应于具有扭转紧凑 radion 的广义牛顿势，表明牛顿引力仅在小于 $m_b^{-1}$ 的尺度上被修改。因此，这些约束对 $m_b>10^{-3} eV$（高频振荡，尺度小于当前实验）不适用。尽管这些高频振荡无法解决 coincidence 问题，但它们提供了一种自然的暗物质生成机制。这种类型的暗物质与轴子有许多相似之处。