[논문 리뷰] Bigravity: a bimetric model of the Universe with variable constants, inluding VSL (variable speed of light)

Jean Pierre Petit, Gilles d'Agostini|ArXiv.org|2008. 03. 10.

Cosmology and Gravitation Theories참고 문헌 23인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 빛의 속도와 기타 상수가 동적으로 변하는 이중계량 중력 모델을 제안하며, 팽창 이론 없이도 수평 문제를 해결한다. 초기 우주에서 대칭성 깨짐 전이를 도입함으로써 가변 빛의 속도(VSL)가 가능해지고 플랑크 장벽이 제거되며, 비균일한 대규모 구조를 반영하는 데 유용한 새로운 우주론 프레임워크를 제공한다.

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

연구 동기 및 목표

• 우주론적 수평 문제를 우주 팽창 이론에 의존하지 않고 해결하고자 한다.
• 공간에 빈자리와 질량 집합체가 존재하는 관측된 대규모 구조와 일치하는 우주론 모델을 제안하고자 한다.
• 기본 상수, 특히 빛의 속도가 일반화된 게이지 과정을 통해 동적으로 변할 수 있는 메커니즘을 도입하고자 한다.
• 복사 우도 시기의 대칭성 깨짐 전이를 통해 플랑크 장벽을 제거하고자 한다.
• 로버트슨-워커 계량이 더 이상 전역적으로 유효하지 않은 비대칭 팽창을 반영하는 이중계량 프레임워크를 개발하고자 한다.

제안 방법

• 우주공간과 게이지 구조를 위한 두 개의 계량 텐서를 갖는 이중계량 중력 이론을 도입한다.
• 길이 및 시간 척도 인자와 상수의 역학을 연결하기 위해 일반화된 게이지 과정을 구현한다.
• 복사 우도 시기 동안 O(3) 대칭성을 깨는 단계 전이를 가정하여 가변 상수를 도출한다.
• 유도된 대칭성 깨짐을 통해 빛의 속도가 변할 수 있도록 하여, 초기 우주에서 더 빠른 빛 전파로 수평 문제를 해결한다.
• 상수의 동적 성격 덕분에 플랑크 규모가 더 이상 기본 장벽이 아니게 되는 모델을 구성한다.
• 수정된 계량 구조에서 유도된 우주론적 함의를 분석하며, 특히 대규모 빈자리와 고밀도 영역에서의 특성에 중점을 둔다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 초기 우주에서 빛의 속도가 변할 수 있도록 허용함으로써 패럴렉스 이론 없이도 수평 문제를 해결할 수 있는가?
• RQ2 복사 우도 시기의 대칭성 깨짐 전이가 기본 물리적 매개변수의 일정성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 일반화된 게이지 과정이 척도 인자와 상수의 역학을 어떻게 연결하는가?
• RQ4 이중계량 프레임워크는 관측된 비균일한 대규모 우주 구조를 어떻게 수용할 수 있는가?
• RQ5 일관된 중력 이론 내에서 기본 상수의 동적 변화를 통해 플랑크 장벽을 제거할 수 있는가?

주요 결과

• 모델은 초기 우주에서 빛의 속도가 훨씬 더 크도록 허용함으로써, 큰 척도에 걸쳐 인과적 연관이 가능하게 하여 수평 문제를 해결한다.
• 복사 우도 시기의 대칭성 깨짐은 균일한 O(3) 대칭 상태에서 비균일한 우주로의 전이를 이끌어내며, 빈자리와 덩어리가 존재하는 우주를 형성한다.
• 일반화된 게이지 과정은 길이 및 시간 척도 인자를 중력 프레임워크에 성공적으로 통합한다.
• 플랑크 장벽은 상수의 동적 성격 덕분에 더 이상 고정된 한계가 아니므로 제거된다.
• 이중계량 구조는 관측된 비균일성과 일치하는 대규모 스케일에서 로버트슨-워커 계량이 더 이상 유효하지 않은 비대칭 패턴을 허용한다.
• 지수적 팽창 대신 가변 빛의 속도 역학을 도입함으로써, 팽창 이론의 타당한 대안을 제공한다.