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La gravedad con más de un tensor métrico

Tan raro como suena, sí, hay teorías de gravitación con más de un tensor métrico. Esto se llama bimetric gravedad.

Mi pregunta para los que han encontrado bimetric gravedad antes de:

a) Bimetric gravedad ha demostrado ser incompatible con los datos de la Hulse-Taylor pulsar debido a la contradictoria de las predicciones con respecto a las ondas gravitacionales. ¿Ha habido algún análisis realizado sobre los datos recientes para este fin? No he sido capaz de encontrar un buen recurso que me dice exactamente qué cantidad mensurable bimetric gravedad (BR) puede predecir, y en qué se diferencia de la relatividad general (RG).

b) Matemáticamente, ¿cómo se podía tratar de comprender la construcción de un colector con más de una métrica? (y me refiero a muy matemáticamente en términos de cómo construir la base para el colector, en términos de una definición natural de homeomorphisms etc.)

c) ¿Cuál fue exactamente la intuición física detrás de la introducción de un segundo tensor métrico?

d) Aunque la página de la wikipedia sugiere que los dos métricas tienen diferentes funcionalidades, en una reciente charla que escuché en una conferencia (no quiero link de la charla aquí porque la persona no parecen entender algunos de los detalles más finos de la BR a pesar de publicaciones, tales como algunas de las preguntas de arriba.) acerca BR afirmó que los dos métricas tienen funciones que se determinen en la escala de la energía es decir, podría haber una escala de la energía a la que normalmente suprime métrica toma el relevo. Es allí cualquier peso a esta afirmación? Si es así, ¿cuál es el acoplamiento de esta métrica? Y cómo afecta a $G_N$?

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Giórgenes Puntos 6

(a) ¿tiene un origen en la mente para que la reclamación? Creo que es un poco dependiente del modelo exactamente lo que las limitaciones son. Pero en el espíritu libre de bigravity (enlace a wikipedia), se pueden establecer las cosas de arriba, donde sólo una métrica de las parejas a la materia. En ese caso, en la medida en que las personas han sido capaces de calcular la respuesta, el límite de los púlsares binarios son en realidad muy débil, debido a la Vainshtein mecanismo de selección.

(b) Una buena manera de entender esto es, en términos de Stuckelberg campos. Esto se describe por ejemplo en http://arxiv.org/abs/hep-th/0210184. Hay diferentes maneras de introducir el Stuckelberg campos (por lo que hay diferentes maneras de describir la misma cosa a un nivel matemático). Aquí hay una manera: imagine que usted tiene 2 colectores, $M_1$$M_2$. Cada colector está dotado de una métrica $g_{1,\mu\nu}$ $g_{2,\mu\nu}$ y con coordenadas (decir $x_1$$x_2$). A continuación, el Stuckelberg campos (invertible) los mapas que van desde $M_1$$M_2$, por ejemplo,$x_1^\mu = \phi^\mu(x_2)$. A continuación, puede utilizar $\phi$ mapa de $g_{1,\mu\nu}(x_1)$ $M_1$ $M_2$por \begin{equation} \tilde{g}_{1,\mu\nu}(x_2)=\frac{\partial \phi^\alpha}{\partial x_2^\mu}\frac{\partial \phi^\beta}{\partial x_2^\nu}g_{1,\alpha \beta}(\phi(x_2)) \end{equation} Dado este mapa, a continuación, puede escribir las interacciones entre las dos métricas como $g_{2,\mu\nu}(x_2)\tilde{g}^{\mu\nu}_{1}(x_2)$, y ahora ambos campos están viviendo en el mismo sistema de coordenadas.

Hay problemas potenciales con este procedimiento, por ejemplo si $M_1$ $M_2$ tienen diferentes topologías, pero vamos que de cómo funcionan las cosas en el caso ideal.

(c) La intuición física en su mayoría proviene de pensar acerca de la propagación de grados de libertad-perturbativa alrededor de un invariante de Lorentz de fondo (el simple caso es que ambos parámetros son Minkwoski), bimetric teoría describe una masa spin-2 y una enorme spin-2 de partículas. Alrededor de otros fondos de la noción de spin vuelve más complicado, pero alrededor de FRW decir que usted está describiendo las dos normales sin masa tensor de modos de GR, además de un enorme modos (2 tensor, 2 vector, 1 escalares) asociado con una enorme spin-2.

Un importante sutileza es que la masiva y sin masa spin-2 grados de libertad no puede ser asociado con una persona métrica--no se puede decir que la métrica número 1 lleva la masa spin-2 y métrica número 2 lleva la masiva spin-2. Usted verá siempre el 7 grados de libertad, pero exactamente cómo los grados de libertad se distribuye entre las diferentes métricas depende de los antecedentes y en los parámetros de la teoría.

Geométricamente es un poco oscuro para pensar acerca de dos métricas, tal vez se podría decir que hay dos spacetimes que interactúan unos con otros a través de Stuckelberg campos. La motivación original en que Arkhani-Hamed et al papel vinculados a es un procedimiento llamado deconstrucción--piensa usted de la discretización de una dimensión continua en dos sitios, cada sitio tiene una métrica y los sitios de interactuar a través de " la vinculación de los campos. La masa depende de la discretización de la escala, y las interacciones dependen del procedimiento específico que usted elija para discretizar la derivada a lo largo de la discretizado dirección.

(d) no estoy exactamente seguro de lo que se pregunta aquí, así que sólo voy a hacer un par de comentarios.

En lo que podríamos llamar el "estándar" de la instalación, usted tiene una métrica que directamente parejas a las de la materia y la segunda opción (si te gusta la segunda métrica vive en un 'dark sector'). En ese caso, la métrica que se acopla a la materia sirve como indicador que mide distancias, etc. La otra métrica lleva a la "oscuridad" grados de libertad que no están directamente pareja a la materia.

Como se dijo anteriormente, la distribución de la masiva y sin masa grados de libertad entre los dos parámetros pueden cambiar con el tiempo. En física de partículas términos, las métricas son, básicamente, la interacción 'base' y la masiva/masa modos de la "base de masas", y autoestados de masa puede ser una combinación de la interacción autoestados. La combinación particular puede depender del fondo, o en la escala de la energía.

En bigravity hay básicamente tres dimensionful parámetros: la masa de planck / newton constante para $g_1$, la masa de planck / newton constante para $g_2$, y una masa parámetro que describe el acoplamiento entre estas dos mediciones (y la masa de la masiva spin-2 dofs). En bi-gravedad real, física de newton constante que podemos medir, por ejemplo, el sistema solar experimentos es en realidad una combinación de las dos de newton constantes. La combinación particular depende de la forma en que la pareja en cuestión. Pero, si la pareja de la materia a$g_1$, luego de que el observado newton constante sería sólo la de newton constante para $g_1$.

Un límite especial de la teoría es cuando se hace la masa de planck de una de las métricas muy grandes (en particular,$g_2$, la métrica que no par a la materia). En este caso, $g_2$ se convierte esencialmente en congelado (haciendo que la masa de planck para $g_2$ grande da $g_2$ gran inercia) y sus fluctuaciones a separar. En ese límite, bigravity reduce a la enorme gravedad, una teoría de un solo masiva spin-2 de partículas.

Bi-gravedad puede ser muy complicado, pero muchas de las complicaciones acerca de lo que los grados de libertad significa también aparecen en el modelo estándar, al menos en espíritu. Físicamente, bi-gravedad es como tener dos "generaciones" de los spin-2 partículas, una enorme y una masa, con la mezcla: los autoestados de masa y la interacción de los autoestados no son los mismos.

(Esperemos que no soy la persona en su último párrafo!)

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