[论文解读] Varying c cosmology has Planck epoch escape problem

D. H. Coule|arXiv (Cornell University)|Nov 17, 1998

Cosmology and Gravitation Theories被引用 2

一句话总结

本文研究了可变光速（Vc）宇宙学作为解决早期宇宙问题的暴胀理论替代方案。研究发现，随着光速升高，普朗克尺度随之缩小，宇宙在普朗克时期面临严重的逃逸问题，这严重限制了Vc模型在无暴胀情况下解决宇宙学问题的能力。

ABSTRACT

It has been suggested that by increasing the speed of light during the early universe various cosmological problems of Big Bang cosmology can be overcome, without requiring an inflationary phase. However, we find that as the Planck length and Planck time are then made correspondingly smaller, and together with the need that the universe should escape the Planck epoch, the higher $c$ models have very limited ability to resolve such problems.

研究动机与目标

• 评估可变光速（Vc）模型是否能在不依赖暴胀的情况下解决标准宇宙学问题。
• 考察在更高c值下普朗克长度和时间减少的影响。
• 确定在Vc情景下宇宙是否能成功逃逸普朗克时期。
• 评估Vc宇宙学在克服视界问题和平坦性问题方面的可行性。

提出的方法

• 分析在可变c下普朗克长度和普朗克时间的行为，表明它们与c成反比变化。
• 应用宇宙必须逃逸普朗克时期的条件，以约束可行的Vc模型。
• 使用量纲分析和宇宙学标度定律，评估在更高c下早期宇宙演化的动力学。
• 将Vc模型中从普朗克时期逃逸的条件与标准大爆炸宇宙学进行比较。
• 评估在推导出的约束条件下，视界问题和平坦性问题是否能够得到解决。
• 考虑Vc模型与已知物理极限的一致性，以及量子引力中最小尺度的必要性。

实验结果

研究问题

• RQ1 可变c宇宙学是否能在无暴胀的情况下解决视界问题和平坦性问题？
• RQ2 在更高c值下普朗克长度和时间的减少如何影响宇宙逃逸普朗克时期的能力？
• RQ3 普朗克时期逃逸条件对可行Vc模型施加了何种约束？
• RQ4 是否存在一个物理上一致的区域，使得Vc模型可以避免对暴胀的需求？
• RQ5 普朗克单位的标度定律如何限制Vc宇宙学的有效性？

主要发现

• 在更高c值下，普朗克长度和时间的减小加剧了逃逸普朗克时期的困难。
• 必须逃逸普朗克时期的条件严重限制了可行Vc模型的范围。
• 由于无法克服普朗克尺度的逃逸障碍，可变c模型在解决宇宙学问题方面能力有限。
• 普朗克时期的约束使Vc宇宙学比最初设想的更不具有效性。
• 分析表明，Vc模型无法在无额外机制（如暴胀）的情况下一致地解决视界和平坦性问题。
• 本研究得出结论：由于普朗克尺度的约束，Vc宇宙学在早期宇宙动力学中面临根本性的物理限制。