分布宇宙学量解决软奇点穿越悖论
广义相对论与量子宇宙学
2015-06-15 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
暗能量模型与修改引力理论均可能导致不同于坍缩至大挤压或指数de Sitter膨胀的宇宙演化。新出现的奇点可能代表演化的真实终点,或允许测地线穿过其延伸。在后一种情况下,代表潮汐力的Riemann张量分量发散。突变未来奇点(SFS)发生于有限时间、有限尺度因子和有限Hubble参数处,仅减速参数发散。理想流体的能量密度是正常的,而其压力在SFS处发散。一种特殊的SFS,即大刹车,发生于能量密度消失且膨胀在奇点处完全停止之时。此类场景由特定的标量场(快子场)或反Chaplygin气体产生。向这些模型中加入物质后,会出现一个不受欢迎的特征:在SFS的有限尺度因子处,物质的能量密度保持有限,这意味着(对于空间平坦的宇宙)Hubble参数有限,因此膨胀速率有限,而非完全停止。宇宙将穿过奇点进一步膨胀,但这似乎是禁止的,因为快子场/反Chaplygin气体的能量密度将变得无法定义。在反Chaplygin气体的情况下,通过以集中在奇点上的分布重新定义其能量密度和压力,这一悖论得以缓解。跨越SFS连续的规则宇宙学量是能量密度和Hubble参数的平方;允许在SFS处发生跳跃的量是Hubble参数和膨胀速率(两者均为镜像对称)。压力和减速参数将包含集中在SFS上的Dirac delta函数贡献,然而它们无论如何都会在奇点处发散。
引用
@article{arxiv.1304.1415,
title = {Distributional cosmological quantities solve the paradox of soft singularity crossing},
author = {László Á. Gergely and Zoltán Keresztes and Alexander Yu. Kamenshchik},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.1415},
year = {2015}
}
备注
4 pages, in the Proceedings of the Multiverse and Fundamental Cosmology (Multicosmofun'12) Conference