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宇宙起源:标准模型粒子物理学下的解释

天体物理学 2007-05-23 v1

摘要

我展示了贝克斯特引理、标准模型(SM)粒子物理学以及广义相对论的相互一致性意味着宇宙必须以唯一的初始状态开始。我解了这一唯一状态的耦合EYM方程,阐明了视界问题的解决方式,以及SM baryogenesis如何从三角异常中自然产生。由于SU(2)扭数态为非零,宇宙不处于QCD基态,这可能导致宇宙常数呈现微小正值。由于初始状态唯一,必然具有均匀性和各向同性,这正是贝克斯特引理所要求的。Wheeler-DeWitt量子化意味着若宇宙要在今天保持经典,S3S^3宇宙必须非常接近平坦。我表明,任何经典规范场(或相互作用的无质量标量场)在FRW宇宙中的谱必然遵循维恩位移定律,而对应的量子场则遵循普朗克分布律,其中尺度因子的倒数扮演温度的角色,即使场的初始温度为零。因此,微波背景辐射甚至可能是一种纯粹的SU(2) electroweak场,其温度为零,同时耦合Higgs场,尽管早期宇宙经历了双Compton散射和热电离卫星辐射。这种微波背景辐射不与右手电子耦合,这一特性可以通过潘宁陷阱来检测,甚至可以使用1960年代的微波背景辐射探测器配合适当滤波器来实现。我认为,超高能( UHE)宇宙射线质子不会通过与这种微波背景辐射相互作用来产生π介子,因此这种质子的存在可能构成对该微波背景辐射特性的观测。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/0111520,
  title  = {Genesis: How the Universe Began According to Standard Model Particle Physics},
  author = {Frank J. Tipler},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0111520},
  year   = {2007}
}

备注

48 pages, 2 figures, plain TeX