[论文解读] Emergent Gravity

Jack Sarfatti|arXiv (Cornell University)|Feb 7, 2006

Cosmology and Gravitation Theories被引用 1

一句话总结

本文通過從 ODLRO 真空凝聚態推導時空四維標架與扭率連接，提出了一種全息解釋，用以說明低暗能量密度。該理論基於由 8 個戈德斯通相位 0-形式構成的非封閉 M-矩陣。模型預測暗物質完全為虛擬的、具有 w = -1 的異常真空態，從而解釋其引力效應，且不包含可檢測的實粒子。此結果暗示，唯有超對稱性在宇宙中破缺，才能使具有小暗能量的宇宙得以形成。

ABSTRACT

A surprisingly simple holographic explanation for the low dark energy density is suggested. I derive the Einstein-Cartan disclination curvature tetrads and the physically independent dislocation torsion gap spin connections from an M-Matrix of non-closed Cartan 1-forms made from 8 Goldstone phase 0-forms of the vacuum ODLRO condensate inflation field in which the non-compact 10-parameter Poincare symmetry group is locally gauged for all invariant matter field actions. Quantum gravity zero point vacuum fluctuations should be renormalizable at the spin 1 tetrad level where there is a natural scale-dependent holographic dimensionless coupling (hG/\zpf/c^3)^1/3 ~ (Bekenstein BITS)^-1/3. The spacetime tetrad rotation coefficients play the same role as do the Lie algebra structure constants in internal symmetry spin 1 Yang-Mills local gauge theories. This suggests an intuitively pleasing natural organizing idea now missing in superstring theory. It is then clear why supersymmetry must break in order for our pocket universe to come into being with a small w = -1 negative pressure zero point exotic vacuum dark energy density. Just as the Michelson-Morley experiment gave a null result, this model predicts that the Large Hadron Collider will never find any viable on-mass-shell dark matter exotic particles able to explain Omega(DM) ~ 0.23 as a matter of fundamental principle, neither will any other conceivable dark matter detector because dark matter forming galactic halos et-al is entirely virtual exotic vacuum w = - 1 with positive irreducibly random quantum zero point pressure that mimics w = 0 CDM in its gravity lensing and all effects that we can observe from afar.

研究动机与目标

• 利用源自真空量子漲落的全息原理，解釋觀測到的暗能量密度出人意料之低。
• 透過破缺 ODLRO 溶液的戈德斯通相位 0-形式推導時空幾何，統一引力與量子真空效應。
• 透過在自旋-1 四維標架層次引入尺度相關耦合，解決暗能量的階層問題。
• 解釋為何暗物質無法透過傳統手段檢測，並提出其為 w = -1 的虛擬、異常真空態。
• 表明唯有超對稱性破缺，才能使具有小負真空能量的宇宙得以形成。

提出的方法

• 從由 8 個戈德斯通相位 0-形式構成的非封閉卡坦 1-形式 M-矩陣，推導愛因斯坦-卡坦位錯曲率四維標架與位錯扭率隙自旋連接。
• 對不變物質場作用量施行局部規範化，對非緊緻 10 個參數的洛倫茲群進行規範化，將引力嵌入規範場理論框架。
• 引入無量綱耦合 (hG/ℏc³)^1/3 ~ (Bekenstein BITS)^{-1/3}，其在自旋-1 四維標架層次發揮尺度相關的全息耦合作用。
• 將四維標架旋轉係數視為與楊-米爾斯理論中的李代數結構常數類似，提供引力的幾何類比。
• 利用真空 ODLRO 溶液產生量子引力零點漲落的自然截斷，使理論具備可重整化性。
• 將暗物質建模為虛擬的、異常真空態，其狀態方程為 w = -1，其引力效應類似冷暗物質，但本質上不可檢測。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何透過根植於真空量子漲落的全息原理，解釋低觀測暗能量密度？
• RQ2 具有破缺洛倫茲對稱性的真空 ODLRO 溶液中，所產生的時空幾何與代數結構為何？
• RQ3 根據此模型，為何根本無法透過大型強子對撞機或其他探測器檢測到暗物質粒子？
• RQ4 引力與扭率的出現如何與自旋-1 四維標架層次的量子引力可重整化性相關？
• RQ5 超對稱性破缺在使具有小負壓的真空能量宇宙得以存在的過程中扮演何種角色？

主要发现

• 該模型從由真空 ODLRO 溶液的 8 個戈德斯通 0-形式構成的非封閉卡坦 1-形式 M-矩陣，推導出時空曲率與扭率。
• 無量綱耦合 (hG/ℏc³)^{1/3} ~ (Bekenstein BITS)^{-1/3} 提供了量子引力的自然尺度相關全息參數。
• 時空四維標架旋轉係數在功能上類似楊-米爾斯理論中的結構常數，暗示存在統一的幾何框架。
• 唯有超對稱性破缺，宇宙才能具有小負壓的暗能量密度，此結果與觀測一致。
• 形成星系暈的暗物質並非由實粒子組成，而是虛擬的、異常真空態，其 w = -1 且具有正的零點壓力。
• 該模型預測，永遠不會檢測到任何實粒子的暗物質，因其被此突現引力框架的真空結構根本排除。