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德西特宇宙中的双倍霍金温度与宇宙学常数问题

广义相对论与量子宇宙学 2021-04-22 v7 其他凝聚态物理 高能物理 - 唯象学

摘要

与黑洞物理不同,德西特热力学不是由宇宙学视界决定的,其有效温度不同于霍金温度。具体而言,德西特宇宙中的原子所经历的热激活对应于局部温度,该温度是霍金温度的两倍,即 Tloc=2THawkingT_{\rm loc}=2T_{\rm Hawking}。同样的双倍霍金温度描述了德西特宇宙中大质量标量场的衰变。局部温度恰好是霍金温度两倍的原因源于德西特时空的几何结构。通过考虑霍金辐射,证实了德西特宇宙中宇宙学视界作用的减弱。我们讨论了德西特时空中粒子辐射与电场中 Schwinger 对产生之间的区别。我们使用德西特时空的稳态 Painleve-Gullstrand 度规,其中粒子由宇宙学视界的霍金辐射产生,并对电场采用与时间无关的规范。在这些稳态参考系中,大质量粒子的哈密顿量和能谱看起来相当相似。然而,最终结果却有本质区别。在 Schwinger 对产生的情况下,产生对的数密度随时间增长,而在德西特真空中,产生对的数密度是有限的。后者表明,来自宇宙学视界的霍金辐射不会导致德西特真空的不稳定性。为了动力学地解决宇宙学常数问题,需要其他不稳定机制。我们考虑了局部温度 Tloc=2THT_{\rm loc}=2T_{\rm H} 在由于真空能量与具有该温度的相对论性物质之间的能量交换而导致的德西特时空衰变中的可能作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.05988,
  title  = {Double Hawking temperature in de Sitter Universe and cosmological constant problem},
  author = {G. E. Volovik},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.05988},
  year   = {2021}
}

备注

7 pages, no figures