研究
数量:11 (1)DOI: 10.37532 / 2320 - 6756.2023.11 (1) .315可能作用的能量激发量子真空在宇宙学:一个潜在的解决方案地平线和平整度问题——激发能主导的时代
收到日期:09 - 1 - 2023,手稿。tspa - 23 - 86173;编辑分配:10 - 1月- 2023年PreQC没有。tspa - 23 - 86173 (PQ);综述:12 - 1月- 2023年质量控制。tspa - 23 - 77938 (Q);修改后:13 - 1月- 2023年手稿。tspa - 23 - 86173 (R);发表:21日- 1月- 2023 DOI。10.37532 / 2320 - 6756.2023.11 (1).315
引用:Marosi洛杉矶的一个可能的作用能量激发量子真空在宇宙学:一个潜在的解决视界和激发平面度问题能源主导Era.2023; 11 (1): 315。
文摘
宇宙模型这里介绍基于这一假设,宇宙可以被描述为一个相互作用的吸引力(所)和排斥(所激发能源病毒量子真空)系统的平衡。模型的基本参数,物质密度和激励能源量子真空是由观察和不调整模型。的模型只需要几个假设,可以推导出从传统的物理定律和量子场论的规则。标准宇宙学中存在的问题,如平面度和地平线的问题,其中,以一种简单的方式可以解决没有通货膨胀和无追索权暗物质和暗能量。
关键字
平面度问题;地平线上的问题;宇宙微波背景各向异性;Isothermization;热化
介绍
ΛCDM宇宙模型的发展
1917年爱因斯坦应用他的广义相对论(GR)宇宙作为一个整体,并发现了令人惊讶的简单的解决方案(1]:
方程(1)描述了一种宇宙膨胀,扩张速度v是一个函数的质量密度ρM。
爱因斯坦相信一个静态的宇宙,只接受了宇宙膨胀的假设在1929年哈勃发表了他著名的“关系之间的距离和径向速度时候星云”(2]
通常表示为一个redshift-velocity法:
z是红移,v是扩张速度,c是光速,H0哈勃常数和d是co-moving释放对象的距离。
1931年,Einstein-deSitter (ed)模型膨胀的宇宙开发,这成为了标准模型宇宙的几十年来(3]。
这模型描述了一个平坦的宇宙膨胀速度与Ht临界密度Ω米=ρcr和曲率项k = 0。
由于难以找到可发觉的星际物质的量和subluminous恒星对象等,直接观察的物质密度是很困难的。用坚定的信念的速度解释H0在方程1,参数和函数值交换如下:
严重的后果的宇宙模型的进一步发展。许多致命的观察和理论的预测之间出现矛盾失踪的质量和年龄等问题。λ冷暗物质(ΛCDM)模型,它包含变量的大量的暗物质(DM)和暗能源(DE)和固定H0的价值,是为了使发明的模型兼容的观察。宇宙的动态可以弗里德曼方程所描述的4]。
一个比例因子,Λ是爱因斯坦的宇宙常数,ρM是包含发光和暗物质的质量密度和k值+ 1,1或0代表一个封闭的、开放的、或平坦的宇宙中,分别。
相信“三个证据证明”,即。,existence of the Cosmic Microwave Background (CMB), the Big Bang Nucleosynthesis (BBN) and the Hubble法律和针对优秀的协议之间的一致性模型和天文观测大多数天文学家相信ΛCDM模型开始和描述是正确的进化宇宙的。
反对对ΛCDM模型
尽管它巨大的成功解释宇宙和天文观测我们应该记住ΛCDM模型由大量的不明原因,部分无法证实的假设,如仍然难以捉摸的DM和黑暗能源德、负压、实际的小宇宙常数的价值,和红移(RS)的遥远星系发出的谱线是由于本公司在华业务扩大,等等。
重要的是要注意,在其目前的形式ΛCDM模型是不完整的,没有地平线pre-BB微调它无法解释和平整度的问题。提出的这些问题就都解决了通胀,古思19815]。通货膨胀理论,然而,不是普遍接受。为了工作通货膨胀需要pre-inflationary微调的初始条件为10-15年,每隔数将导致通胀“坏”6]。除此之外,这一理论是基于一系列的后续,相互维系的假设和假设没有深厚的物质基础。由于这些原因通货膨胀严重批评对象(7- - - - - -10]。摒弃通货膨胀,然而,将意味着微调和地平线的问题无法解释的标准模型这当前宇宙学的短缺仍然是一个未解决的难题。
哈勃常数的困境
哈勃常数的问题是双重的。首先,红移从当地测量(计算从遥远星系发出的谱线红移)和红移从全球测量(从宇宙微波背景功率谱计算)导致不同的结果:h = 72 - 73相比h = 67.8 (h =(公里1货币政策委员会1)/ 100)。问题是,这两个独立测量的误差不重叠。本地和全球测量之间的显著差异,以至于需要新的物理超出当前的标准模型讨论为了解释这种差异(11,12]。
其次,这是证明简单的ed模型与零宇宙常数适合宇宙微波背景功率谱以及,或者更好的是,和谐模型(13,14]。从各种ed h模型的计算没有宇宙常数导致价值大大降低
(13]。哈勃常数的h = 0.3是完全符合h ~ 0.7并试图汇集这两个值成功无望。两个值不能意味着扩张,因此可能一直认为RS谱线和RS来自宇宙微波背景可能有不同的物理起源(15]。这个想法可能会出现争议,但是哈勃图(HD)测试表明,这个推理是正确的。
•的代表性的形状更敏感的高清线性d / z相反强烈倾倒对数μ/ z范围在0.0104 - -8.1的RS范围并不遵循ΛCDM的预测模型但很明显显示了指数边坡的特征能源衰变常数率(16- - - - - -19]。
•与全球范围内的各向同性和均匀的微波背景辐射热平衡,星光是当地房地产的真空,远离热平衡,,最少、每一个兴奋的量子力学系统,倾向于向滚下能源平衡态,Planckian-type黑体辐射。这个过程意味着没有损失的能量,但只有一个能源星光转移到平衡和黑体辐射法律的能源保护不被侵犯。在这种情况下的RS星光并不代表扩张的速度(公里1货币政策委员会1),但是thermalizaton的速度(在赫兹的年代13.08×1024赫兹1)。为了方便起见,能源损失由热化表达速度的数值范围的解释。
•有进一步的原因考虑,h = 0.3的值可能是正确的。各种测试基于观测数据已经表现为扩张提供证据的假设,和结果表明,静态宇宙模型符合观测数据比ΛCDM模型(20.- - - - - -29日]。点是很重要的,在测量错误,慢慢地膨胀宇宙模型也兼容扩展测试的结果,因此不应被排除在进一步考虑(30.]。
目的
大量的假想对象和无法证实的假说提出了合理怀疑底层ΛCDM理论的有效性,并提出需要替代理论可以解释宇宙观测没有DM和/或德也没有诉诸无法证实的假设。近年来也出现了大量的论文文献解释宇宙微波背景辐射的各向异性,平星系旋转曲线,进一步天文观测以及提议的新宇宙模型没有DM和德或两14,31日- - - - - -45]。
本文试图探讨如果替代模型只是基于形式的物质和激励能源量子真空(EEQV)离地面能源状态,相当于能源已知的宇宙微波背景辐射的光子中,存在于宇宙,可以解释天文观测没有调用可利用的成分和假设。我将表明,模型基于普通物质和EEQV可以解释平坦和地平线的问题,能源保护红移辐射和BBN问题。
EEQV治理宇宙Model-Basic假设
假设1
提出了宇宙模型(缩写为PB模型在下面讨论)取决于基本假定宇宙可以被描述为一个交互吸引(所事,重子(B))和排斥(所激发能源量子真空的维里平衡(P))。
假设2
的激励能源量子真空(EEQV),即。,能源离地面激发的能源状态,所代表的是能源的光子(P)包含在宇宙中。
支持的推理:
•真空被认为是一个实体的动态,密切相互作用量子领域充满了虚粒子的连续的能源波动根据海森堡的不确定性原理。光子是占主导地位的虚粒子,可以解释为基本励磁的相互作用的量子领域,在那里能源的光子代表激励的措施能源离地面能源状态。
•空间具有排斥力,扩展空间。斥力的存在在宇宙是一个公认的假设和天文观测的支持46- - - - - -48]。例如,特殊的表面速度的星系的空地(空洞)揭示一个无法解释的,额外的速度分量:空或lessdense区域内部孔洞扩展速度比背景,由于怀疑哈勃流。而常规能源和物质通常是最能吸引其他能源和物质,排斥的空白49]。这个特殊的功能无效扩张导致的结论能源空的空间必须排斥。然而,这个力的物理性质是未知的。最广泛接受的假设是德,能源QV的这种能量的来源,因此,斥力是空的空间本身的属性。然而,真空之间的差异能源计算从量子场理论和观察到的真空能源从宇宙学观测值超过120数量级。这个结果表明能源真空不能占低实际价值的宇宙常数。
•在接下来的讨论中我认为这几乎不是无限的能源QV但只有激发能源离地面能源国家代表了宇宙常数。与常数能源真正的真空的密度,也存在在全球最低状态,不同于常数能源假真空,密度存在的局部最小值能源因此产生负压,EEQV并不代表最低能量,以同样的方式为每个兴奋量子力学系统能源有倾向于减少向地面的能量状态。根据传统的物理学,EEQV将发挥积极的压力,即。、排斥力等于激励能源密度。
最自然的方式激励能源减少是通过空间的扩张,对重子的引力作用,这种扩张是伴随着一个等价的RS。
笔记假定(1)和(2):EEQV的排斥力,所表达的能源的光子,被视为是一个兴奋QV-light实体本身的固有财产,不得与辐射压力的机械性质混淆施加任何表面暴露在电磁辐射后,单光子在哪里推实质性的东西。
吸引,排斥统治宇宙
Marosi是第一个指出总惊人的事实能源中包含的宇宙微波背景辐射宇宙有一个值接近重力能源GM2 / R,即。39,40),
μ是宇宙中包含的总质量,俄文是宇宙的半径和下标U是缩写的宇宙。在方程(8)重子的有吸引力的重力平衡的排斥力EEQV(所表达的能源招商银行的),而不是动力能源的扩张。
半径RU宇宙是平坦的
可以推断,
给,
在方程(9)和(10)ρB重子质量密度,ρPh能源光子密度和RU宇宙的半径。宇宙学参数用于这些计算和结果的不同质量密度所示表1和表2。
表1。宇宙学参数用于计算。
| 参数 | 接受的范围 |
|---|---|
| Nphoton厘米3 | 413年 |
| Ephoton尔格厘米3 | 4.2×10-13年 |
| Ρbaryon g厘米3×10-31年 | 宽:1.0 - 5;明智的:1.7 - -4.1 |
| NB/ NPh值×10-10年 | 2.5 - 6 |
| 能源光子/粒子(尔格) | 1.017×10-15年 |
表2。参数计算表1中使用的值。
| ρB g厘米3×10-31年 | 1 | 1.7 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 俄文(cm×1028) | 1.22 | 0.71 | 0.6 | 0.41 | 0.3 | 0.24 |
| μ(g×1053) | 77.1514 | 15.7035 | 9.64392 | 2.85746 | 1.20549 | 0.61721 |
| NB/ NPh值×10-10年 | 1.43 | 2.43 | 2.85 | 4.29 | 5.71 | 7.14 |
| H0公里的年代 |
7.28 | 9.49 | 10.29 | 12.6 | 14.55 | 16.27 |
的确令人困惑的是,宇宙的半径作为推断从方程(10)大致符合可见宇宙的半径计算ΛCDM模型的基础。
基本方程:回归到爱因斯坦的排斥力
在其最简单的形式,广义相对论预言宇宙必须扩展或收缩。爱因斯坦认为宇宙是静态的,所以他说一个排斥场(宇宙常数Λ)广义相对论和获得一个静态的解决方案。在爱因斯坦的原始想法,宇宙常数代表一个排斥力均衡化万有引力的吸引力。
爱因斯坦的宇宙常数Λ分配给左边的方程(11)代表了几何引力场的一部分,
在方程(11)R本土知识里奇张量,Rg本土知识里奇标量,T本土知识是张量和Λ爱因斯坦的宇宙常数。
这矛盾目前首选的解释这件事张量根据所有形式的能源,包括能源量子真空,导致万有引力因此事张量[50]的一部分。
我的解释,然而,并不完全是任意的,因为它是完全符合爱因斯坦的原始推理。GR以来从未定义问题的确切性质物质张量的解释可能是更成功当应用GR宇宙作为一个整体。观察和实验是需要确定什么事和适当的解释意味着生成真实的世界(51]。
在这工作我调查此案的宇宙学常数方程(11)实际上是一个时间量,即,腐烂的激能源量子真空的
类似于爱因斯坦的排斥力,不是物质张量的一部分。
重排的方程(11)可以设置Λ右边,因此宇宙常数是一个额外的张量,
因此我们有,
此事项方程(14)包括两个不同的能源:T本土知识代表的引力能重子,排斥力
的激励能源量子真空的代表的能源的光子。因此,当应用到宇宙作为一个整体,弗里德曼方程解(14)得到以下形式:
或一个等价的表示,
右边第一项的方程(15)是爱因斯坦张量问题。第二项是一个新的排斥术语;的激励能源量子真空的地面能源状态,所表达的能源招商银行的密度ρPh值,这被认为是一个属性的时空本身,因此不是物质张量的一部分。Ψ是一个常数用于转换能源招商银行的能源每单位质量。对宇宙是平坦的数值Ψ可以从方程(9)推断每个质量密度ρM和相应的半径U。
所示的结果表3。
表3。归一化因子Ψ不同的物质密度。
| ρM×10-31g cm-3 | 1 | 1.7 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Ψ厘米g1 | 1.89 e-22 | 2.70 e-21 | 3.18 e-21 | 4.77 e-22 | 6.36 e-21 | 7.94 e-21 |
方程(15)描述了平面、静态宇宙的吸引力(重力)和排斥(EEQV)部队保持准确的平衡对于每一个半径RU> R原理图(R原理图史瓦西半径)显示一个静态的宇宙。
R为半径U= R原理图引力势(8πg / 3)×ρM增加到c2所允许的最大价值GR和c保持不变2对于任何半径RU< R原理图。的排斥力EEQV击溃了万有引力,这意味着宇宙变得EEQV(辐射)占主导地位。
物理过程发生在EEQV(辐射)主导时代,俄文< Rsch
关于宇宙的出现,据推测婴儿宇宙是一个极热,密集的迅速扩张的辐射范围和一些质量,相对论性粒子和它始于零重子数。这个物理过程发生在非常早期的扩张是普朗克所描述的时代,大统一时期和通胀时代(如果有任何通货膨胀)。大约1028 K的强相互作用变得截然不同的电弱相互作用,和宇宙扩张的假定标准宇宙学;在这个温度是明智的开始讨论。
准通货膨胀和瞬时辐射isotropization同时与大爆炸事件
宇宙膨胀的宇宙模型考虑大规模均匀和各向同性;然而,这种方法是身体不完整。不完全遵循合理的预测,如果没有调整的初始条件区域产生的大爆炸事件必须与不同的辐射密度和温度,这没有因果联系通过辐射或重力的力量。LD乐动体育官网因此,初始宇宙既不是一开始就均匀和各向同性的;相反,它必须被认为是由大量个体的补丁(近似球体)与不同的辐射密度ρPh,每个独立地根据自己的扩展能源密度。此前,根据方程(16)高的地区,能源密度必须扩展速度比密度,较低的地区,这一过程伴随着及时isotropization原始辐射。设置3 / (2×t) =常数在方程(20)= 1,等于扩张乘以t的红移率不同的哈勃常数,H0= 10,15年,20公里1货币政策委员会1例如,可以推断为1:0.832:0.687
对H0= 10,15年,20公里1货币政策委员会11 RS口粮的:0.832:0.687扩张时间(从方程(21)推断),哈勃常数(22)推断从方程和临界质量密度(推断从方程(23)具有相同的价值,无论单独的球体在因果联系。LD乐动体育官网
所示的结果表4和表5。
表4。宇宙学参数用于计算。
| H0公里1货币政策委员会1 | ρ0kgm3×10-28年 | RugydF4y2Ba厘米 | 米ug | Ψ没有发生1 |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 1.878 | 6.53 e + 32 | 2.19 e + 58 | 2.98 e-21 |
| 15 | 4.226 | 90 e + 27 | 4.32 e + 57 | 6.72 e-22 |
| 20. | 7.514 | 1.63 e + 32 | 1.37 e + 57 | 1.19 e-20 |
表5所示。RS口粮的扩张时期,和哈勃常数和密度。
| H0 | z | 宇宙年龄在z,秒。 | 在z H (t) | 在zρ | 尔格g1 | 宇宙的年龄 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 时代 | 公里的年代1货币政策委员会1 | 在z,秒 | 公里的年代1货币政策委员会1 | 公斤米3 | 在z = 1090秒 | ||
| Isotropisation | 10 | 1,09年e + 28 | 1,8 e-24 | 1.14 e + 46 | 2,46 e + 53 | 1.36 e + 47 | |
| 15 | 8,32 e + 27 | 1,8 e-24 | 1.14 e + 46 | 2,46 e + 53 | 1.36 e + 47 | 推荐- - - - - - | |
| 20. | 87 e + 27 | 1,8 e-24 | 1.14 e + 46 | 2,46 e + 53 | 1.36 e + 47 | ||
| 核合成 | 10 | 1,09年e + 10 | 5、7 e + 4 | 3、6 e + 14 | 2,46 e-6 | 1.36平台以及 | |
| 15 | 8日,32 e + 9 | 5、7 e + 4 | 3、6 e + 14 | 2,46 e-6 | 1,36平台以及 | 推荐- - - - - - | |
| 20. | 87 e + 9 | 5、7 e + 4 | 3、6 e + 14 | 2,46 e-6 | 1.36平台以及 | ||
| 复合 | 10 | 1090年 | 5、7 e + 13 | 3、6 e + 5 | 2,46 e-22 | 1.36即使 | 5、7 e + 13 |
| 15 | 832年 | 5、7 e + 13 | 3、6 e + 5 | 2,46 e-22 | 1.36即使 | 3、8 e + 13 | |
| 20. | 687年 | 5、7 e + 13 | 3、6 e + 5 | 2,46 e-22 | 1.36即使 | 85 e + 13 |
可以看出表5由于高价值哈勃变量H (t) = 1.138×1043公里的年代1货币政策委员会1在z = 1.09×1028例如,BB后扩张伴随着进行同步和瞬时水准的密度波动(发生在几此秒)。的能源分布各向同性和宇宙包括许多不同大小的球体;然而,现在所有的球都平等的扩张时期,扩张速度、重力势能和质量密度和这个平等是保存期间整个时期的扩张。
热化的各向同性的辐射
isotropization后,热化的原始辐射可以发生在任何时候从今以后的各向同性的宇宙,从而创造完美的黑体光谱相同的温度在所有领域。在红移
,提出了有效的热化机制能够热化几乎任何数量的辐射通过康普顿散射、双光子康普顿的up-scattering发射和高频率(52,53]。
原始的大爆炸核合成
大约间隔为10 - 6秒~ 10的宇宙冷却9K和BBN开始。最重要的参数,允许成功合成的光元素H, D,他和李photon-to-baryon比率和重子的密度。公认的限制是NB/ NPh值= (2.5 6)×10-10年对应于ρB = (1.7 - -4.1)×10-31年gcm3。由于临界密度取决于哈勃常数,ρ暴击= 3 h2/ 8πg重子的临界密度的贡献由哈勃常数约束。当宇宙正处于临界密度,然后,对h > 0.2 nonbaryonic物质是必需的。BBN计算基础上的模型与h = 0.126和ρB = 3×10-31年g厘米3导致ΩBh2= 0.0158,ΩBh范围内的一个值2-0.025 = 0.01核合成可以成功不需要进行DM。
宇宙微波背景
下一个宇宙辐射的重要事件是解耦的物质在z≈1090,从而释放出宇宙微波背景的属性。招商银行已经完美的热温度的黑体光谱0= 2.725 K和本地的小波动从一个完美的各向同性δT / T = 104。因此如何产生的问题是,不同地区的宇宙没有因果联系BB后可以有相同的温度。LD乐动体育官网为了解释这个宇宙难题,标准宇宙学假设辐射温度的均匀性应该存在自BB;然而,这需要一个非常精确的微调的初始条件。这是标准宇宙学的地平线上的问题。
地平线的问题是一个真正的问题吗?
由于isotropization辐射在第一个即时的扩张意味着视界问题astraightforward解释:正如在前面所讨论的,由于各个扩张率,没有相互作用领域,有必要调整密度波动,这个过程不需要发生之间的因果联系的一对,没有相互作用领域。LD乐动体育官网宇宙变得均匀没有因果联系,没有相互作用的领域。LD乐动体育官网Neitherthe提出模型,也没有标准的宇宙模型需要通货膨胀或微调的初始条件,答案到地平线的问题来源于物理学和数学的解释膨胀假说本身。
平面度问题的解决方案
可见的宇宙(CMB)的面积没有可衡量的曲率空间暗示宇宙是平坦的。宇宙的平面度要求物质密度和动能能源的扩张必须调整在一个数量级的1055:1。在PB的框架内模型这在标准宇宙学(即突出难题。,flatness or the fine-tuning problem) has a straightforward solution and no supernatural initial conditions are necessary to explain the fine tuning of the matter density ρM : H0 of 1:1055。不管什么photon-to-baryon比率在一开始,腐烂的光子能源(增加俄文)宇宙会自动在半径俄文= R安定下来原理图一个完全平坦,静态吸引力和排斥力的平衡根据方程(15),因此总能源宇宙的净值为零。这个结果也是一致的法律的能源保护的要求能源在宇宙中,以空间曲率,通用汽车U/ RU−ψEPh值/ RU,净值为零。
静态宇宙的进化
正式的静态宇宙由方程(16)是不稳定的,并进行了大量的结构化过程下巨大的空洞的形成与扩展100 Mpc和更远的地方。发光的三维分布问题观察今天有汤类泡沫的外观与星系位于汤表面的泡沫。抑制重力,因为空洞区域的排斥力EEQV了孔隙内的引力,因此空间扩大。结果表明(39],宇宙膨胀的速度h≈0.04的膨胀率与当地的空白。因此可以推断出宇宙的年龄≈1000亿年,就可以形成和星系在一个常规的方式不需要DM和/或德。
结论
拟议中的铅模型是基于假定宇宙可以被描述为一个相互作用的吸引力(万有引力)排斥(EEQV)系统。而不是假设未知的物理起源排斥于标量场,我已经介绍了励磁能源QV的表达的能源招商银行的密度,排斥力。基本参数ρM和ρPh决心从观察和不适应模型和没有免费的参数是必要的。的模型平整度和地平线的问题提供了一个简单的解释不需要DM和德没有通货膨胀或超自然的微调的初始条件。平面度遵循从光子的比率到重子和这一过程是由微观物理学与初始条件无关。
考虑重力non-connected独立开发的原始密度波动后立即大爆炸和辐射的快速isotropization伴随这个过程允许后续完美Planckian-type热化的辐射能源不管是否分布地区在因果联系。LD乐动体育官网
这个研究没有获得资助。
作者宣称没有利益冲突。
作者证实数据支持本研究的发现和引用列表中可用的文章。
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