变动物理常数与锂问题

我们利用最近发表的变动物理常数(VPC)方法来解决原初锂丰度问题。采用该方法计算得到的锂-7与氢之比 $7Li/H=1.400(\pm 0.023){\times}10^{-10}$ 比使用标准 lambda 冷暗物质 (${\Lambda}$CDM) 宇宙学模型估算的值低约四倍，并且与最被广泛认同的观测值 $1.6(\pm 0.3){\times}10^{-10}$ 一致。在 VPC 方法中，通过对 Einstein-Hilbert 作用量进行修改，将光速 $c$、引力常数 $G$ 和宇宙学常数 ${\Lambda}$ 的变化纳入 Einstein 方程。将该 method 应用于宇宙学会自然地导致 Planck 常数 $\hbar$ 和 Boltzmann 常数 $k_B$ 也发生变动。它们在尺度因子 $a\ll 1$ 时趋近于固定值：$c=c_0/e$，$G=G_0/e^3$，$\hbar=\hbar_0/e$ 和 $k_B=k_{B0}/e^{5/4}$，其中 $e$ 为欧拉数 (=2.7183)。由于 VPC 宇宙学在极小的尺度因子下退化为与 ${\Lambda}$CDM 宇宙学相同的形式，我们可以使用现有的大爆炸核合成(BBN)代码 AlterBBN 并作上述改动，以在 VPC 宇宙学下计算轻元素丰度。在重子与光子之比 ${\eta}=6.1{\times}10^{-10}$ 下我们计算出的其他丰度包括：$4He/H =0.2478 (\pm 0.041)$，$D/H =2.453(\pm 0.041){\times}10^{-5}$ 和 $3 He/H=2.940(\pm 0.049){\times}10^{-5}$。