[论文解读] 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 5

一句话总结

本文提出了一种双度规引力模型，其中光速及其他常数动态变化，无需暴胀即可解决视界问题。通过在早期宇宙引入对称性自发破缺相变，该模型实现了变光速（VSL），并消除了普朗克屏障，为宇宙学提供了一个具有非均匀大尺度结构的新框架。

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

研究动机与目标

• 在不依赖宇宙暴胀的前提下解决宇宙学中的视界问题。
• 提出一个与观测到的大尺度结构（包含空洞和质量聚集区）一致的宇宙学模型。
• 提出一种机制，通过广义规范过程使基本常数（包括光速）动态变化。
• 通过辐射主导时期中的对称性破缺转变消除普朗克屏障。
• 构建一个双度规框架，使罗伯逊-沃尔克度规不再全局有效，从而反映非均匀膨胀。

提出的方法

• 引入一种具有两个度规张量的双度规引力理论，一个用于时空，一个用于规范结构。
• 实施一种广义规范过程，将长度和时间尺度因子与常数的动力学耦合。
• 假设在辐射主导时期发生相变，打破O(3)对称性，导致常数可变。
• 利用由此产生的对称性破缺，使光速可变，通过早期光速更快传播解决视界问题。
• 构建一个模型，由于常数的动态性质，普朗克尺度不再是一个基本障碍。
• 从修改后的度规结构推导宇宙学效应，特别是在大尺度空洞和致密区域中的表现。

实验结果

研究问题

• RQ1 是否可以通过在早期宇宙中允许光速变化来解决视界问题，而无需暴胀？
• RQ2 辐射时期中的对称性破缺转变如何影响基本物理参数的恒定性？
• RQ3 广义规范过程在将尺度因子与常数动力学相联系中起什么作用？
• RQ4 双度规框架如何容纳宇宙观测到的非均匀大尺度结构？
• RQ5 是否可以通过在一致的引力理论中使基本常数动态变化来消除普朗克屏障？

主要发现

• 该模型通过在早期宇宙中允许光速远大于当前值，使大尺度上的因果联系成为可能，从而解决了视界问题。
• 辐射主导时期中的对称性破缺导致从均匀的O(3)不变态向具有空洞和星系团的非均匀宇宙转变。
• 广义规范过程成功地将可变的长度和时间尺度因子纳入引力框架。
• 由于常数的动态性质，普朗克屏障被消除，普朗克尺度不再是一个固定极限。
• 双度规结构允许在大尺度上采用非罗伯逊-沃尔克度规，与观测到的非均匀性一致。
• 该模型通过用变光速动力学替代指数膨胀，为暴胀提供了一个可行的替代方案。