Mapa do Site
Contactos
Siga-nos no Facebook Siga-nos no Twitter Canal YouTube
Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

Constraining cosmologies with fundamental constants - I. Quintessence and K-essence

R. I. Thompson, C. J. A. P. Martins, P. E. Vielzeuf

Resumo
Many cosmological models invoke rolling scalar fields to account for the observed acceleration of the expansion of the universe. These theories generally include a potential V(ɸ) which is a function of the scalar field ɸ. Although V(ɸ) can be represented by a very diverse set of functions, recent work has shown the under some conditions, such as the slow roll conditions, the equation of state parameter w is either independent of the form of V(ɸ) or is part of family of solutions with only a few parameters. In realistic models of this type the scalar field couples to other sectors of the model leading to possibly observable changes in the fundamental constants such as the fine structure constant a and the proton to electron mass ratio µ. Although the current situation on a possible variance of a is complicated there are firm limitations on the variance of µ in the early universe. This paper explores the limits this puts on the validity of various cosmologies that invoke rolling scalar fields. We find that the limit on the variation of µ puts significant constraints on the product of a cosmological parameter w +1 times a new physics parameter ζ2µ, the coupling constant between µ and the rolling scalar field. Even when the cosmologies are restricted to very slow roll conditions either the value of ζµ must be at the lower end of or less than its expected values or the value of w + 1 must be restricted to values vanishingly close to 0. This implies that either the rolling scalar field is very weakly coupled with the electromagnetic field, small ζµ, very weakly coupled with gravity, (w + 1) ≈ 0 or both. These results stress that adherence to the measured invariance in µ is a very significant test of the validity of any proposed cosmology and any new physics it requires. The limits on the variation of µ also produces a significant tension with the reported changes in the value of α.

Palavras chave
cosmological parameters – dark energy – early Universe

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Volume 428, Página 2232
janeiro 2013

>> ADS>> DOI

Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é uma nova, mas muito aguardada, estrutura de investigação com uma dimensão nacional. Ele concretiza uma visão ousada, mas realizável para o desenvolvimento da Astronomia, Astrofísica e Ciências Espaciais em Portugal, aproveitando ao máximo e realizando plenamente o potencial criado pela participação nacional na Agência Espacial Europeia (ESA) e no Observatório Europeu do Sul (ESO). O IA é o resultado da fusão entre as duas unidades de investigação mais proeminentes no campo em Portugal: o Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) e o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL). Atualmente, engloba mais de dois terços de todos os investigadores ativos em Ciências Espaciais em Portugal, e é responsável por uma fração ainda maior da produtividade nacional em revistas internacionais ISI na área de Ciências Espaciais. Esta é a área científica com maior fator de impacto relativo (1,65 vezes acima da média internacional) e o campo com o maior número médio de citações por artigo para Portugal.

Continuar no sítio do CAUP|Seguir para o sítio do IA