双子宇宙宇宙論

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双子宇宙の宇宙論(p 5)

5)G と c の定数性について。

...

G(重力)と c(光の速度)の2つの量を考慮する。これらはアインシュタイン定数に含まれる。

c

。この最後のものは通常次のように古典的に決定される:

計量は次のように表される:

(12)

式12

ここで、g

mn

(L) はローレンツ計量テンソルであり、

e gmn

は非常に小さな時間に依存しない摂動(ほぼローレンツ的計量テンソル)を表す。さらに、古典理論との密接な関係を確立するために、測地線に沿った粒子の速度が c よりもはるかに小さいと仮定する、つまり:

(13)

式13

次に、測地線の微分方程式に同じ近似を適用する:

(14)

式14

これにより得られる式は:

(15)

式15

定常状態の条件を超えて、次のように書くのが慣例である:

(16)

dx° = c dt

これは光の速度 c と時間 t の両方を導入する。さらに:

(17)

式17

測地線方程式は次のように変化する:

(18)

ニュートンモデルと一致させると、重力の摂動ポテンシャルを計量と関連付けることができる:

(19)

低密度

r

o と低速度の媒体を考えると、エネルギー-物質テンソルは次のように簡略化される:

(20)

式20

そのトレースは

r o である。したがって、場の式の右辺は(21)となる。

依然として定常状態仮定の下では、次のように得られる:

(22)

式22

ポアソン方程式と一致させることで、場の式の未知定数

c

が決定される:

(23)

式23

c が絶対定数として扱われない場合、仮定

d

= 0 に従って、場の式(1)の発散ゼロは保証されなくなる。これは物理の保存則を提供する。しかし、c の定数性が G と c のそれぞれの定数性を別個に要求するわけではないことに注意すべきである。なぜなら、(23)は時間に依存しない計量(12)から決定されたからである。したがって、より緩い条件に移行できる:

(24)

式24

...

この考えは、著者が1988-89年に論文[12,13,14]で提示した。しかし、我々の知る限りでは、光の速度の長期的な変化という考えは、V.S.トロイストキー[11]によってより早く導入された。

6)ロバートソン・ウォーカー計量。

...

宇宙が等方的であり、リーマン計量によって記述可能であると仮定すると、古典的なロバートソン計量が得られる:

(25)

式25

宇宙が均一であると仮定すると、T = A(

T) であり、空間的に均一な宇宙論的解は次のように得られる:

(26)

S = c ( T - A(

T)) = 0

この計量は、右辺がゼロである式(1)に導入される。これにより、次の2つの式のセットが得られる:

(27)

式27

(28)

式28

(27)と(28)から、次のように得られる:

(29)

k = -1(負の曲率)であり、R = x°

x° は「時系列のマーカー」として知られている。一つの解(k = -1)のみが存在することに注意する。通常、x° を ct と同一視し、c を絶対定数として扱うと、有名な自明な解 R = ct が得られる。このような処理により、宇宙時間 t はやや任意に定義される。しかし、後の説明で示すように、非標準的な方法で定義することも可能である。