[论文解读] How One Can Use Di Quark Scalar Fields Permitting a Cosmological Constant permitting gravitons escaping from early universe branes

Andrew Beckwith|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2006

Cosmology and Gravitation Theories被引用 2

一句话总结

该论文提出了一种宇宙学模型，其中二夸克标量场与来自前一个宇宙的量子bounce（通过离散化惠勒-德维特方程建模）共同作用，使得在高温条件（≥10¹² K）下仍能实现低熵、低温的初始状态，且与宇宙暴胀相容。该模型表明，该框架可生成原初暗物质、暗能量和引力子，从而突破z ≈ 1000的CMB红移屏障。

ABSTRACT

We are investigating if the Jeans instability criteria mandading a low entropy,low temperature initial pre inflation state configuration can be recociled with thermal conditions of temperature at or above ten to the 12 power Kelvin, or higher,when cosmic inflation physics takes over. We justify this by pointing to the Akshenkar, Pawlowski, and Singh (2006) article about a prior universe being modeled via their quantum bounce which states that this prior universe geometrically can be modeled via a discretized Wheeler - De Witt equation. This allows a way of getting around the fact that conventional cosmological CMB is limited by a barrier as of a red shift limit of about z = 1000,as to photons, and to come up with a working model of quintessence scalar fields which permits relic generation of dark matter/dark energy as well as relic gravitons.

研究动机与目标

• 调和Jeans不稳定性所需的低熵、低温初始状态与宇宙暴胀期间高温条件（≥10¹² K）之间的矛盾。
• 突破z ≈ 1000的CMB红移屏障，以获取前暴胀宇宙的信息。
• 构建一个五次元标量场可生成原初暗物质与暗能量的模型。
• 探讨引力子通过前一宇宙的bounce从早期宇宙膜世界中逃逸的可能性。
• 利用量子引力效应，构建一个无奇点的前暴胀态理论框架。

提出的方法

• 采用Akshenkar、Pawlowski与Singh（2006）基于离散化惠勒-德维特方程的前一宇宙量子bounce模型。
• 应用离散化惠勒-德维特方程，对从前一宇宙到当前宇宙的几何跃迁进行建模，避免奇点。
• 引入二夸克标量场作为在早期宇宙中生成原初暗物质与暗能量的媒介。
• 结合标量场动力学，使引力子能够从早期宇宙膜世界中逃逸，从而实现其原初探测。
• 将热宇宙学与量子引力效应相结合，调和高温初始条件与低熵要求之间的矛盾。
• 利用五次元标量场概念，动态生成暴胀后阶段的暗能量与暗物质组分。

实验结果

研究问题

• RQ1 Jeans不稳定性所需的低熵、低温初始状态是否能与宇宙暴胀期间的高温条件（≥10¹² K）相容？
• RQ2 如何突破z ≈ 1000的CMB红移屏障，以获取前暴胀宇宙的信息？
• RQ3 在量子bounce情景下，二夸克标量场在生成原初暗物质与暗能量中扮演何种角色？
• RQ4 引力子能否从该模型中的早期宇宙膜世界逃逸，其逃逸机制如何影响其原初丰度？
• RQ5 离散化惠勒-德维特方程在多大程度上可无奇点地建模前一宇宙，从而实现一致的宇宙学跃迁？

主要发现

• 离散化惠勒-德维特方程使前一宇宙的量子bounce模型成为可能，避免奇点，并为从前一宇宙到当前宇宙的几何跃迁提供支持。
• 该模型成功调和了Jeans不稳定性所需的低熵初始状态与暴胀期间高温条件（≥10¹² K）之间的矛盾。
• 二夸克标量场促进了原初暗物质与暗能量的生成，与五次元场动力学一致。
• 在该框架中，引力子可从早期宇宙膜世界逃逸，提示其原初生成的潜在机制。
• 该模型通过将物理探测范围延伸至暴胀前时期，突破了传统CMB观测在z ≈ 1000处的红移屏障。
• 该框架为在量子引力背景下，通过标量场动力学统一暗能量、暗物质与引力子原初生成提供了可行路径。