[論文レビュー] Bigravity: a bimetric model of the Universe with variable constants, inluding VSL (variable speed of light)

Jean Pierre Petit, Gilles d'Agostini|ArXiv.org|Mar 10, 2008

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 23被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、光の速度や他の定数が動的に変化する二重計量重力モデルを提案し、インフレーションに依存せずにホライズン問題を解決する。初期宇宙における対称性の破れの相転移を導入することで、可変光速（VSL）が可能になり、プランク障壁が解消され、非一様な大規模構造を有する宇宙論の新しい枠組みが提供される。

ABSTRACT

The Universe, far to be homogenous, expands in large empty bubbles of the large-scale structure, but not in mass concentrations like galaxies, so that the Robertson-Walker solution does not fit. We suggest that a symmetry breaking occurred in a distant past, during the radiation-dominated era. Before, the three-dimensional hypersurface was invariant under the action of O(3) and the Robertson-Walker metric could be used. But this obliges the so-called constants and physics, length and time scale factors to be involved through a generalized gauge process, which is built. The subsequent variation of the speed of light solves the horizon problem, while the Planck barrier disappears

研究の動機と目的

• 宇宙論におけるホライズン問題をインフレーションに依存せずに解決すること。
• 空洞や質量濃集を特徴とする観測された大規模構造と整合する宇宙論的モデルを提案すること。
• 長さ定数や時間定数を含む基本定数が一般化されたゲージ過程を通じて動的に変化するメカニズムを導入すること。
• 放射支配時代における対称性の破れ転移を通じてプランク障壁を除去すること。
• ロバートソン＝ウォーカー計量がもはや全域的に成立しない、二重計量フレームワークを構築すること。

提案手法

• 時空用とゲージ構造用の2つの計量テンソルを有する二重計量重力理論を導入すること。
• 長さスケール因子と時間スケール因子を定数のダイナミクスに結合する一般化されたゲージ過程を実装すること。
• 放射支配時代にO(3)対称性の破れを起こす相転移を仮定し、定数の可変性を導くこと。
• 得られた対称性の破れを通じて光の速度が変化可能となり、初期宇宙における高速な光の伝播によりホライズン問題が解決されることを示すこと。
• 定数の動的性質のおかげでプランクスケールがもはや固定限界ではなくなるため、プランク障壁が消失することを構築すること。
• 修正された計量構造から宇宙論的帰結を導出し、特に大規模空洞や高密度領域における影響を検討すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 初期宇宙における光の速度を可変化させることで、インフレーションに依存せずにホライズン問題を解決できるか？
• RQ2 放射時代における対称性の破れ転移が、基本物理定数の定数性にどのように影響するか？
• RQ3 一般化されたゲージ過程がスケール因子を定数のダイナミクスに結びつける役割を果たすか？
• RQ4 二重計量フレームワークが観測された非一様な大規模構造をどのように扱えるか？
• RQ5 一貫性のある重力理論において、基本定数の動的変化によってプランク障壁を除去できるか？

主な発見

• 光の速度が初期宇宙で著しく大きくなることで、大スケールにわたる因果的接触が可能となり、ホライズン問題が解決される。
• 放射支配時代における対称性の破れは、一様なO(3)不変状態から空洞と銀河団を有する非一様な宇宙への遷移を引き起こす。
• 一般化されたゲージ過程は、変化する長さスケール因子と時間スケール因子を重力フレームワークに効果的に統合する。
• プランク障壁は、定数の動的性質のおかげでもはや固定限界ではなくなるため、消失する。
• 二重計量構造により、大スケールでロバートソン＝ウォーカー計量が成立しなくなり、観測された非一様性と整合する。
• 指数的膨張に代わる可変光速ダイナミクスを提供するため、インフレーションの代替として実用的である。