이중 우주론 광물질 물리학 *3: 복사 시대: 우주의 "기원" 문제. 우주 초기의 균일성 문제 (p2)
**광물질(쌍둥이) 물리학
3: 복사 시대: **
우주의 "기원" 문제
우주의 초기 균일성 문제
J.P. Petit & P. Midy 프랑스 관측소 - 오르세 계산 센터 프랑스
요약 :
우리는 두 개의 결합된 장 방정식 시스템을 고려하고, 복사 시대에 집중합니다. R = R라고 가정합니다. R » R » t의 자명한 해를 피하기 위해 이전 논문에서 제시된 변수 상수 모델을 적용합니다. 따라서 물리 상수가 복사 시대 동안 변하고, 이후 물질 시대 동안 절대 상수로 수렴하는 모델을 얻습니다. 복사 시대 동안, 보리온당 엔트로피는 더 이상 일정하지 않습니다. 시야는 R과 같이 변하므로, 과거의 모든 시점에서 우주의 균일성이 보장되며, 인플레이션 이론은 더 이상 필요하지 않습니다. 우리는 두 질량이 공통 중력 중심 주위를 공전하는 기본 시계를 도입합니다. 시간은 회전 횟수로 정의됩니다. 우리는 과거에 무한한 회전 횟수를 수행했음을 발견했으므로, "우주의 기원"과 t = 0 지점은 문제가 됩니다.
- 서론
이전 논문([1] 및 [2])에서 우리는 다중 표면의 다양체(또는 M4 다양체의 두 점 피브리의 등가)에 기반한 우주론 모델을 제시했습니다. 우리는 다음의 결합된 장 방정식 시스템에 의해 규제된다고 가정했습니다:
(1)
S = c ( T - T* )
(2)
S* = c ( T* - T )
여기서:
(3)
T = Tr + Tm
(4)
T* = Tr* + Tm*
분명히: (5)
S* = - S
여기서 S 및 S*는 기하학적 텐서입니다. 지수 m은 물질을, 지수 r은 복사에 해당합니다.
그림.1 : **물질과 광물질(쌍둥이)의 공동 진화. **
그림 1에서 두 스케일 파라미터는 중력 불안정으로 인해 선형 진화에서 벗어납니다. 광물질(쌍둥이) 우주의 팽창은 느려지고, 우리의 팽창은 가속화되어, 쌍둥이 우주는 "우주 상수"처럼 작동합니다. 우리는 두 우주에서 물질과 복사 간의 분리가 동시에 발생한다고 가정합니다. 또한, 복사 시대 동안:
(8)
R = R*.............. p = p*.............. r = r*
참조([4], [5] 및 [6])에서 우리는 복사 시대와 물질 시대에 적용된 "변수 상수" 모델을 개발했습니다. 그러나 이 모델은 중력과 전기역학에 대해 다른 게이지 과정을 도입했습니다. 예를 들어, 질량은 다음과 같이 따라야 했습니다:
(8)
m » R
전기 전하의 경우:
(9)
리드베르그 상수(수소 원자의 이온화 에너지)는 다음과 같이 따릅니다:
(10)
Ei » R
이로 인해 적색편이가 발생합니다. 재인 길이와 슈바르츠실트 길이는 R과 같이 변하지만, 보어 반경은 다음과 같이 따릅니다:
(11)
이것은 나중에 동료들이 지적했듯이, 전자-반전자 쌍의 생성-소멸에 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다. 이후 우리는 이 모델을 다시 검토하고, 이 변수 상수 개념을 복사 시대에만 적용합니다. 이후 물질 시대에는 상수가 절대 상수처럼 작동합니다. 복사 시대 이전에 방출된 광자는 적색편이가 없으므로 문제가 되지 않습니다. 왜냐하면 이를 감지할 수 없기 때문입니다. 분리 전에는 우주가 광학적으로 두꺼웠습니다.
- 변수 상수 모델.
물리학의 "상수"는 다음과 같습니다:
(12) c: 빛의 속도
(13) G: 중력 상수
(14) m: 질량(중성 및 전하를 띤 입자)
(15) h: 플랑크 상수
...전자기학에서 유래한 다른 상수들:
e: 전기 전하
eo: 진공의 유전 상수.
...G와 c는 아인슈타인 상수를 통해 연결됩니다:
(16)
...참조 [4]에서 보여진 바와 같이, G와 c는 시간에 따라 변할 수 있습니다. 만약:
(17)
라면, 다음과 같이 쓸 수 있습니다:
(18) x° = co t
여기서 co는 절대 상수입니다. 대신 다음과 같이 쓸 수 있습니다:
(19) x° = c(t) t
...아인슈타인 방정식의 해는 초평면입니다. 우리의 장 방정식 시스템의 해는 두 개의 평면으로 구성된 초평면입니다(적분 변환은 [1] 및 [3]에서 설명되어 있습니다). 두 경우 모두, 우리는 좌표의 임의 선택을 통해 이 해를 읽습니다. 여기서 r은 반경 거리로, t는 우주 시간으로 정의됩니다. 선택 (19)은 이전 논문 [2]에서 물질 주도 시대의 해와 일치해야 합니다. 이는 우리의 "변수 상수" c(t), G(t), h(t), m(t), e(t), eo(t)가 복사 시대 직후에 현재 값으로 빠르게 수렴하기 때문에 가능합니다:
(20) Go (중력), co (빛의 속도), mo (질량), ho (플랑크)
(21) mo, eo (전자기 상수)
- "변수 상수" 집합의 시간 진화를 어떻게 결정할 수 있는가?
G(t)와 c(t)는 0 발산 조건을 충족하기 위해 (17)을 통해 결합됩니다. 물리학은 일정한 기본 방정식 집합에 의존합니다(모두 독립적이지는 않습니다). 우리는 복사 시대 동안 물리학의 "상수" 변화가 이러한 모든 방정식을 불변으로 유지한다고 가정합니다.
슈뢰딩거 방정식:
(22)
볼츠만 방정식:
(23)
여기서 f는 속도 v, 위치 r = (x,y,z), 시간 t, 이진 충돌의 고전적 충돌 매개변수 (g, a, w)의 분포 함수입니다.
중력에 대한 (새로운) 포아송 방정식 [1]:
(24) D f = 4 p G ( r - r*)
맥스웰 방정식:
(25)
(26)
(27) Ñ . B = 0
(28)
(29)
여기서 re는 전기 전하 밀도이고, Q는 단면적입니다:
(30)
는 전자들의 평균 열 속도입니다.
...우리는 모든 이 방정식들을 상수가 변할 수 있다고 가정하면서 일반화된 무차원 형태로 표현합니다. 우리는 길이 척도 인자 R과 시간 척도 인자 T를 도입합니다.
(31)
...슈뢰딩거 방정식에서 다음과 같이 쓸 수 있습니다:
(32)
슈뢰딩거 방정식은 다음과 같이 됩니다:
(34)
그것의 불변성은 다음과 같이 보장됩니다:
(35)
여기서 h, m, R, T는 변수 양으로 간주됩니다.
...볼츠만 방정식에 대해서는 다음과 같이 쓸 수 있습니다:
(36) v = c z..... r = R x..... g = c g .....a = R a
그리고:
(37)
볼츠만 방정식에는 힘 항이 포함되어 있으며, 이는 잠재력 f의 기울기로 정의됩니다. 다음과 같이 쓰면:
(38)
(우리가 종의 수가 보존된다고 가정합니다)
...볼츠만 방정식은 다음과 같이 됩니다:
(39)
그것의 불변성은 다음과 같이 보장됩니다:
(40)
이것은 공간 척도 인자 R, 시간 척도 인자 T 및 "변수 상수" G, m 및 c를 혼합합니다. 우리는 다음과 같은 결과를 얻습니다:
(41) R » c T
그리고
(42)