[论文解读] Vacuum Bubble in an Inhomogeneous Cosmology: A Toy Model

Willy Fischler, Chethan Krishnan+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 21, 2007

Cosmology and Gravitation Theories被引用 2

一句话总结

本文使用广义的Lemaître-Tolman-Bondi度规，研究了在具有宇宙学常数的非均匀宇宙背景中真空泡的传播。结果表明，在不变坐标和泡内部坐标下，泡的动力学行为与de Sitter时空中的行为非常相似，表明尽管存在曲率非均匀性，隧穿泡的演化仍具有鲁棒性。

ABSTRACT

Abstract: We study the propagation of bubbles of new vacuum in an inhomogeneous generalized Lemaître-Tolman-Bondi background that includes a cosmological constant. This exemplifies the classical evolution of a tunneling bubble through a metastable state with curvature inhomogenities, and will be relevant in the context of the Landscape. For the inhomogeneity profiles that we analyzed, we find that in terms of the invariant coordinates on the bubble (and in terms of the inside coordinates), the evolution is qualitatively similar to that of vacuum bubble propagation on a de Sitter background. Our setup should also be a

研究动机与目标

• 研究曲率非均匀性如何影响亚稳真空中真空泡的成核与传播。
• 建立一个在空间非均匀背景和宇宙学常数存在下，隧穿泡经典演化的模型。
• 评估非均匀性是否显著改变泡的动力学行为，与均匀de Sitter时空相比。
• 提供一个适用于理解弦理论景观中真空衰变的简化模型。

提出的方法

• 使用广义的Lemaître-Tolman-Bondi度规描述具有宇宙学常数的非均匀宇宙背景。
• 应用弯曲时空中的泡成核与传播形式化方法，分析新真空中泡的动力学行为。
• 在泡世界膜上使用不变坐标，以独立于坐标人为效应的方式研究其演化。
• 在泡的内部和外部时空坐标下分析其演化，以比较不同参考系下的动力学行为。
• 考虑特定的非均匀性分布，评估其对泡膨胀和曲率效应的影响。
• 基于经典场论和广义相对论，建模泡在亚稳假真空中的演化。

实验结果

研究问题

• RQ1 背景度规的空间非均匀性如何影响真空泡的传播？
• RQ2 宇宙学常数的存在是否改变非均匀时空中泡成核与膨胀的动力学行为？
• RQ3 在不变坐标下泡的演化与标准de Sitter时空中的演化相比如何？
• RQ4 曲率非均匀性在多大程度上改变隧穿过程和泡的几何结构？
• RQ5 该非均匀模型中的泡动力学能否在定性上与均匀de Sitter背景中的行为相匹配？

主要发现

• 在不变坐标下，真空泡的演化与均匀de Sitter时空中的演化非常相似。
• 从泡的内部坐标来看，其动力学行为与de Sitter背景下的行为在定性上保持一致。
• 所分析的非均匀性分布并未显著改变泡膨胀的整体定性行为。
• 宇宙学常数的存在并未破坏在所考虑的非均匀设置中泡的传播。
• 该模型支持真空衰变过程对假真空态中适度非均匀性具有鲁棒性的观点。
• 结果表明，景观情景中关于真空衰变的预测在小规模非均匀性下可能保持稳定。