Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các thí nghiệm vũ trụ học và thiên văn học đối với năng lượng chân không
Tóm tắt
Năng lượng chân không thay đổi trong suốt các giai đoạn chuyển tiếp vũ trụ và trở nên tương đối quan trọng vào những thời điểm ngay trước khi diễn ra các giai đoạn chuyển tiếp. Đối với một vũ trụ học khả thi, năng lượng chân không ngay sau một giai đoạn chuyển tiếp phải được thiết lập bởi nhiệt độ tới hạn của giai đoạn chuyển tiếp tiếp theo, điều này làm lộ ra vấn đề hằng số vũ trụ từ một góc nhìn khác. Ở đây, chúng tôi đề xuất thử nghiệm các tính chất của năng lượng chân không dưới các điều kiện khác với năng lượng chân không hiện tại của chúng ta. Một hướng đi đầy hứa hẹn là xem xét ảnh hưởng của các pha mật độ cao của QCD (Cấu trúc Tương tác Quark – Gluon) trong các ngôi sao neutron. Các pha này có các giá trị mong đợi chân không khác nhau và năng lượng chân không khác với pha bình thường, có thể đóng góp một tỷ lệ đáng kể vào khối lượng của các ngôi sao neutron. Sự quan sát chính xác về khối lượng của các ngôi sao neutron có thể cung cấp thông tin về các tính chất trọng lực của năng lượng chân không, mà có thể ảnh hưởng đáng kể đến mối quan hệ giữa khối lượng và bán kính của chúng. Một thử nghiệm trực tiếp hơn về sự tiến hóa vũ trụ của năng lượng chân không có thể được suy ra từ sự quan sát chính xác quang phổ sóng hấp dẫn nguyên thủy tại các tần số tương ứng với các giai đoạn chuyển tiếp. Trong khi vũ trụ học truyền thống dự đoán các bậc trong quang phổ được xác định bởi số bậc tự do cho cả các giai đoạn chuyển tiếp QCD và điện yếu, một cơ chế điều chỉnh năng lượng chân không có thể làm thay đổi điều này một cách đáng kể. Ngoài ra, có thể có các giai đoạn chuyển tiếp khác mà ảnh hưởng của năng lượng chân không có thể xuất hiện dưới dạng một đỉnh trong quang phổ.
Từ khóa
#năng lượng chân không #giai đoạn chuyển tiếp vũ trụ #ngôi sao neutron #quang phổ sóng hấp dẫn #QCDTài liệu tham khảo
Supernova Search Team collaboration, A.G. Riess et al., Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant, Astron. J. 116 (1998) 1009 [astro-ph/9805201] [INSPIRE].
Supernova Cosmology Project collaboration, S. Perlmutter et al., Measurements of Omega and Lambda from 42 high redshift supernovae, Astrophys. J. 517 (1999) 565 [astro-ph/9812133] [INSPIRE].
S. Weinberg, The Cosmological Constant Problem, Rev. Mod. Phys. 61 (1989) 1 [INSPIRE].
R. Rattazzi, The naturally light dilation or how to break dilated ions spontaneously and naturally, talk given at the Planck 2010 conference [http://indico.cern.ch/event/75810/ contributions/1250635/attachments/1050757/1498158/Rattazzi.pdf].
A. Pomarol, Higgs, Companions and Impostors, talk given at the 2010 Madrid Christmas Workshop.
B. Bellazzini, C. Csáki, J. Hubisz, J. Serra and J. Terning, A Naturally Light Dilaton and a Small Cosmological Constant, Eur. Phys. J. C 74 (2014) 2790 [arXiv:1305.3919] [INSPIRE].
F. Coradeschi, P. Lodone, D. Pappadopulo, R. Rattazzi and L. Vitale, A naturally light dilaton, JHEP 11 (2013) 057 [arXiv:1306.4601] [INSPIRE].
S.A. Bludman and M.A. Ruderman, Induced Cosmological Constant Expected above the Phase Transition Restoring the Broken Symmetry, Phys. Rev. Lett. 38 (1977) 255 [INSPIRE].
N. Arkani-Hamed, S. Dimopoulos, G. Dvali and G. Gabadadze, Nonlocal modification of gravity and the cosmological constant problem, hep-th/0209227 [INSPIRE].
N. Kaloper and A. Padilla, Vacuum Energy Sequestering: The Framework and Its Cosmological Consequences, Phys. Rev. D 90 (2014) 084023 [Addendum ibid. D 90 (2014) 109901] [arXiv:1406.0711] [INSPIRE].
L. Randall and G. Servant, Gravitational waves from warped spacetime, JHEP 05 (2007) 054 [hep-ph/0607158] [INSPIRE].
C. Bambi, Strange stars and the cosmological constant problem, JCAP 06 (2007) 006 [arXiv:0704.2126] [INSPIRE].
D. Chung, A. Long and L.-T. Wang, Probing the Cosmological Constant and Phase Transitions with Dark Matter, Phys. Rev. D 84 (2011) 043523 [arXiv:1104.5034] [INSPIRE].
M.G. Alford, A. Schmitt, K. Rajagopal and T. Schäfer, Color superconductivity in dense quark matter, Rev. Mod. Phys. 80 (2008) 1455 [arXiv:0709.4635] [INSPIRE].
D.J. Schwarz, Evolution of gravitational waves through cosmological transitions, Mod. Phys. Lett. A 13 (1998) 2771 [gr-qc/9709027] [INSPIRE].
Y. Watanabe and E. Komatsu, Improved Calculation of the Primordial Gravitational Wave Spectrum in the Standard Model, Phys. Rev. D 73 (2006) 123515 [astro-ph/0604176] [INSPIRE].
R. Jinno, T. Moroi and K. Nakayama, Imprints of Cosmic Phase Transition in Inflationary Gravitational Waves, Phys. Lett. B 713 (2012) 129 [arXiv:1112.0084] [INSPIRE].
R. Jinno, T. Moroi and K. Nakayama, Inflationary Gravitational Waves and the Evolution of the Early Universe, JCAP 01 (2014) 040 [arXiv:1307.3010] [INSPIRE].
K.A. Olive, The thermodynamics of the quark-hadron phase transition in the early Universe, Nucl. Phys. B 190 (1981) 483 [INSPIRE].
J.M. Lattimer, The nuclear equation of state and neutron star masses, Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 62 (2012) 485 [arXiv:1305.3510] [INSPIRE].
J.R. Oppenheimer and G.M. Volkoff, On Massive neutron cores, Phys. Rev. 55 (1939) 374 [INSPIRE].
R.C. Tolman, Static solutions of Einstein’s field equations for spheres of fluid, Phys. Rev. 55 (1939) 364 [INSPIRE].
S. Weinberg, Gravitation and cosmology: principles and applications of the general theory of relativity, John Wiley and Sons (1972).
W. Israel, Singular hypersurfaces and thin shells in general relativity, Nuovo Cim. B 44 (1966) 1 [Erratum ibid. B 48 (1967) 463] [INSPIRE].
I. Bombaci, I. Parenti and I. Vidana, Quark deconfinement and implications for the radius and the limiting mass of compact stars, Astrophys. J. 614 (2004) 314 [astro-ph/0402404] [INSPIRE].
S. Weissenborn, I. Sagert, G. Pagliara, M. Hempel and J. Schaffner-Bielich, Quark Matter In Massive Neutron Stars, Astrophys. J. 740 (2011) L14 [arXiv:1102.2869] [INSPIRE].
M. Alford, M. Braby, M.W. Paris and S. Reddy, Hybrid stars that masquerade as neutron stars, Astrophys. J. 629 (2005) 969 [nucl-th/0411016] [INSPIRE].
A. Akmal, V.R. Pandharipande and D.G. Ravenhall, The Equation of state of nucleon matter and neutron star structure, Phys. Rev. C 58 (1998) 1804 [nucl-th/9804027] [INSPIRE].
P. de Forcrand, Simulating QCD at finite density, PoS(LAT2009) 010 [arXiv:1005.0539] [INSPIRE].
E.S. Fraga, A. Kurkela and A. Vuorinen, Interacting quark matter equation of state for compact stars, Astrophys. J. 781 (2014) L25 [arXiv:1311.5154] [INSPIRE].
B.D. Lackey and L. Wade, Reconstructing the neutron-star equation of state with gravitational-wave detectors from a realistic population of inspiralling binary neutron stars, Phys. Rev. D 91 (2015) 043002 [arXiv:1410.8866] [INSPIRE].
N.J. Cornish, D.N. Spergel and C.L. Bennett, Journey to the edge of time: The GREAT mission, astro-ph/0202001 [INSPIRE].
P.W. Graham, J.M. Hogan, M.A. Kasevich and S. Rajendran, A New Method for Gravitational Wave Detection with Atomic Sensors, Phys. Rev. Lett. 110 (2013) 171102 [arXiv:1206.0818] [INSPIRE].
P.W. Graham, private communication.
M.S. Turner, M.J. White and J.E. Lidsey, Tensor perturbations in inflationary models as a probe of cosmology, Phys. Rev. D 48 (1993) 4613 [astro-ph/9306029] [INSPIRE].
L.A. Boyle and P.J. Steinhardt, Probing the early universe with inflationary gravitational waves, Phys. Rev. D 77 (2008) 063504 [astro-ph/0512014] [INSPIRE].
A. Bazavov et al., Equation of state and QCD transition at finite temperature, Phys. Rev. D 80 (2009) 014504 [arXiv:0903.4379] [INSPIRE].
S. Borsányi, G. Endrodi, Z. Fodor, A. Jakovac, S.D. Katz, S. Krieg et al., The QCD equation of state with dynamical quarks, JHEP 11 (2010) 077 [arXiv:1007.2580] [INSPIRE].
R.R. Caldwell and S.S. Gubser, Brief history of curvature, Phys. Rev. D 87 (2013) 063523 [arXiv:1302.1201] [INSPIRE].
S. Schettler, T. Boeckel and J. Schaffner-Bielich, Imprints of the QCD Phase Transition on the Spectrum of Gravitational Waves, Phys. Rev. D 83 (2011) 064030 [arXiv:1010.4857] [INSPIRE].