[论文解读] On a Possibility of Membrane Cosmology

S. N. Roshchupkin, A. A. Zheltukhin|ArXiv.org|Jul 15, 1996

Cosmology and Gravitation Theories被引用 7

一句话总结

本文提出，无张力零壳 p-膜可在 D 维弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙中作为宇宙流体源，通过求解其运动方程，表明此类流体可在任意宇宙学背景中自然产生引力。关键结果是，理想化的零壳 p-膜流体可一致地作为高维引力模型中宇宙演化的源。

ABSTRACT

Tensionless null p-branes in arbitrary cosmological backgrounds are considered and their motion equations are solved. It is shown that an ideal fluid of null p-branes may be considered as a source of gravity for D-dimensional Friedmann- Robertson-Walker universes.

研究动机与目标

• 研究无张力零壳 p-膜是否可作为宇宙时空中的引力源。
• 分析零壳 p-膜在任意宇宙学背景下的动力学行为。
• 确定此类 p-膜的理想流体是否可一致地产生弗里德曼-罗伯逊-沃克（FRW）宇宙。
• 推导并求解 D 维引力框架下零壳 p-膜的运动方程。

提出的方法

• 本研究采用无张力零壳 p-膜在 D 维时空中的作用量原理。
• 通过将变分原理应用于 p-膜作用量，推导出其运动方程。
• 在一般宇宙学背景条件下获得运动方程的解。
• 计算 p-膜流体的能量-动量张量，并将其用作爱因斯坦方程中的源项。
• 在 D 维弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙的背景下分析所得的引力动力学。
• 通过显式解与 FRW 度规约束的一致性匹配，验证该流体作为宇宙源的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 无张力零壳 p-膜是否可在 D 维宇宙时空内一致地作为引力源？
• RQ2 零壳 p-膜的运动方程在任意宇宙学背景中如何表现？
• RQ3 在 D 维宇宙中，零壳 p-膜流体产生的有效能量-动量张量是什么？
• RQ4 零壳 p-膜流体是否能导致弗里德曼-罗伯逊-沃克度规的自洽解？
• RQ5 此类流体对高维引力中的早期宇宙宇宙学有何影响？

主要发现

• 在任意宇宙学背景下求解了无张力零壳 p-膜的运动方程，得到了一致的动力学解。
• 证明了 p-膜流体的能量-动量张量与 D 维弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙的对称性相容。
• 理想化的零壳 p-膜流体可作为 D 维宇宙学模型中有效的引力源。
• 该流体的状态方程由 p-膜动力学隐式导出，支持其宇宙学相关性。
• 该模型表明，零壳 p-膜可自然导致 FRW 型宇宙演化，而无需引入外部物质源。