双子宇宙論

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • 双子宇宙の宇宙論は、異なる進化を遂げる二つの双子の宇宙の概念を探究する。
  • 二つの宇宙は、ロバートソン・ウォーカー計量とスケール因子R(t)およびR*(t)によって記述される。
  • 二つの宇宙の線形拡張は不安定であり、一方では加速、他方では減速を引き起こす。

双子宇宙論

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****全資料(PDF形式)、読者アルライン・シャンプ(2007年12月)によって作成

宇宙の年齢の問題。

...もちろん、これらの異なる研究を論理的に結びつけています。この二つの双子宇宙の進化の記述に関連する議論により、例えば、ghost matterの平均密度が通常の物質の密度より高いという結論に至ります。

...この二つの場方程式の連立系を「扱う」ために、二つの宇宙のシートをロバートソン・ウォーカー計量と呼ばれる計量で記述します。これは、均一性と等方性の二つの仮定を組み込んだリーマン計量であり、単一の宇宙の場合、フリードマンの解に至るものです。

...私たちは二つの「スケール因子」R(t)とR*(t)を導入します。これらは、それぞれの宇宙に関連する特徴的な寸法です。

...問題は初期条件にあります。まず、「最初の頃」(この言葉は後で再考され解説される予定です)の二つの宇宙のパラメータは同一である(r = r*、p = p*)と仮定します。この条件下ではT = T*となり、場方程式は次のようになります:

S = S* = 0

この場合の解は:

R = R* = ct

つまり、二つの宇宙とも線形に拡張しています。

...即座の反論:核融合、例えばヘリウムの合成はどうなるのでしょうか?線形拡張はあまりにも遅いのでは?標準モデルのように時間を遡ると、水素がヘリウムに融合できる十分な温度がある条件に到達します(そしてghost水素がghostヘリウムに変換される)。

...標準モデルでは、フリードマンモデルにおいて、初期の段階での拡張の速さが反応を凍結させ、すべての水素がヘリウムに変換されないようにしています。

...この質問には後で答えますが、まず物質または放射線が優勢であるかによって進化の仕方が異なることを述べておきます。まずは放射線の寄与が無視できる「物質の時代」に焦点を当てます(標準モデルでは、t = 500,000年に対応します)。

...このとき、この線形拡張R = R* = ctのモードが不安定であることが示されます。一方の宇宙では拡張が加速し、もう一方では減速します。[サイト参照: *Geometrical Physics A, 4, 1998, 2節。]

...私たちは、私たちの宇宙が拡張を加速していると仮定しています。

...先ほど見たように、ハッブル定数はR(t)の曲線の接線に関連しています。標準モデルでは、宇宙定数がゼロと仮定すると:

この新しいモデルでは、次のようになります:

...破線は標準モデルに対応する曲線です。この曲線と比較すると、宇宙の年齢が増しているように見えます。実際、この二つの拡張の不安定性において、ghost宇宙は私たちの宇宙を前進させているように見え、逆に私たちの宇宙はghost宇宙を妨げています。

...ghost宇宙は...宇宙定数のように振る舞います。その効果は、この不思議な「真空中の反発力」と似ています。

...かつて多くの人々は、気圧計の水銀が上昇するのは、自然が真空中を嫌ったからだと信じていました。

今日では、真空中は恐ろしくなくなった。むしろ、不快なものとなった

...この相互作用する二つの宇宙の理論は、より神秘的でない解釈を提供します。真空中の恐怖とは何か、誰も知らないからです。
しかし、加速傾向にある宇宙はまだ線形の法則に近いので、我々の銀河の最も古い星の年齢の問題に合致する広範な拡張シナリオを検討することが可能です。

...どのようにして、この二つの連立微分方程式によって関連付けられたR(t)とR*(t)の拡張シナリオの中から一つを選ぶのでしょうか?[サイト参照: *Geometrical Physics A, 4, 1998の式(37-a)と(37-b)。]

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