[论文解读] Mimetic Loop Quantum Cosmology

Jaume de Haro, Llibert Aresté Saló+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 26, 2018

Cosmology and Gravitation Theories被引用 6

一句话总结

本文证明了经全息修正的圈量子宇宙学（LQC）背景在数学上等价于一种修正的仿射重力理论，其中标量扰动与LQC完全一致，张量扰动则与广义相对论不可区分。该等价性为LQC的量子修正提供了一个经典场论框架。

ABSTRACT

Considering as usual that the underlying geometry of our universe is well described by the spatially flat Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker line element, we show that the background of holonomy corrected Loop Quantum Cosmology (LQC) is equivalent to a simple modified version of the mimetic gravity. We also analyze the scalar and tensor perturbations of this modified mimetic model from which we find that, at the level of scalar perturbations, the modified mimetic model is exactly equivalent to the LQC while at the level of tensor perturbations, the modified mimetic gravity is indistinguishable from the General Relativity.

研究动机与目标

• 探讨全息修正圈量子宇宙学（LQC）中的量子修正是否可在一个经典仿射重力框架内描述。
• 建立LQC背景动力学与一种修正仿射重力模型之间的对应关系。
• 分析修正仿射重力模型中的标量和张量扰动，并与LQC及广义相对论中的扰动进行比较。
• 确定修正仿射重力模型是否重现了LQC的关键特征，特别是在微扰 regime 下。

提出的方法

• 推导全息修正LQC背景的有效运动方程，并将其映射到具有修正势能的仿射重力作用量。
• 确定能重现LQC背景动力学的具体仿射标量场作用量形式。
• 使用标准宇宙学微扰理论计算修正仿射重力模型中的标量和张量扰动。
• 将仿射模型中的标量和张量扰动功率谱与LQC及广义相对论中的结果进行比较。
• 利用标量扰动的等价性，确认仿射模型捕捉到了LQC的非奇点反弹行为。
• 验证修正仿射重力模型中的张量扰动在线性阶下退化为广义相对论的预测。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否由一种修正的仿射重力模型重现全息修正LQC的背景动力学？
• RQ2 修正仿射重力模型中的标量扰动与LQC中的标量扰动相比如何？
• RQ3 修正仿射重力模型中的张量扰动是否与广义相对论一致？
• RQ4 仿射重力框架是否为LQC的量子修正提供了一个经典场论实现？

主要发现

• 全息修正LQC的背景演化与一种具有特定势能的修正仿射重力模型完全等价。
• 在标量扰动层面，修正仿射模型精确重现了与LQC相同的功率谱。
• 修正仿射重力模型中的张量扰动与广义相对论中的扰动不可区分。
• 该等价性在微线性扰动层面成立，证实了与标准宇宙学观测的一致性。
• 仿射重力框架成功地以经典几何形式编码了LQC的非奇点反弹行为。