Published May 1, 2022
| Version v1
Publication
Open
Dark matter and dark energy from a Kaluza–Klein inspired Brans–Dicke gravity with barotropic fluid
- 1. Khon Kaen University
- 2. National Astronomical Research Institute of Thailand
Description
Abstract We study the Kaluza–Klein inspired Brans–Dicke model with barotropic matter. Following from our previous work, the traditional Kaluza–Klein gravity action is introduced with an additional scalar field and 2 gauge fields. The compactification process results in a Brans–Dicke model with a dilaton coupled to the tower of scalar fields whereas a gauge field from 5-dimensional metric forms a set of mutually orthogonal vectors with 2 additional gauge fields. The barotropic matter is then introduced to complete a realistic set up. To demonstrate the analytical solutions of the model, we consider the case in which only 2 lowest modes becoming relevant for physics at low scale. After derivation, equations of motion and Einstein field equations form a set of autonomous system. The dynamical system is analysed to obtain various critical points. Interestingly, by only inclusion of barotropic matter, the model provides us the critical points which capable of determining the presences of dark matter, dark energy and phantom dark energy.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلاصة ندرس نموذج برانز- ديك المستوحى من كلوزا- كلاين مع مادة ضاغطة. بعد عملنا السابق، تم تقديم عمل الجاذبية التقليدي Kaluza - Klein مع حقل قياسي إضافي وحقلي قياس. ينتج عن عملية الضغط نموذج Brans - Dicke مع ديلاتون مقترن ببرج الحقول العددية في حين أن مجال القياس من متري خماسي الأبعاد يشكل مجموعة من المتجهات المتعامدة بشكل متبادل مع حقلين قياس إضافيين. ثم يتم تقديم المادة ذات الانتحاء الضغطي لإكمال إعداد واقعي. لإثبات الحلول التحليلية للنموذج، نأخذ في الاعتبار الحالة التي يصبح فيها أدنى وضعين فقط مناسبين للفيزياء على نطاق منخفض. بعد الاشتقاق، تشكل معادلات الحركة ومعادلات حقل أينشتاين مجموعة من النظام المستقل. يتم تحليل النظام الديناميكي للحصول على نقاط حرجة مختلفة. ومن المثير للاهتمام، أنه من خلال تضمين المادة الضغطية فقط، يوفر لنا النموذج النقاط الحرجة القادرة على تحديد وجود المادة المظلمة والطاقة المظلمة والطاقة المظلمة الوهمية.Translated Description (French)
Résumé Nous étudions le modèle de Brans–Dicke inspiré de Kaluza–Klein avec la matière barotrope. Suite à nos travaux précédents, l'action gravitationnelle traditionnelle de Kaluza–Klein est introduite avec un champ scalaire supplémentaire et des champs de jauge 2. Le processus de compactification aboutit à un modèle de Brans–Dicke avec un dilaton couplé à la tour de champs scalaires tandis qu'un champ de jauge à partir d'une métrique à 5 dimensions forme un ensemble de vecteurs mutuellement orthogonaux avec 2 champs de jauge supplémentaires. La matière barotrope est ensuite introduite pour compléter une mise en place réaliste. Pour démontrer les solutions analytiques du modèle, nous considérons le cas où seulement 2 modes les plus bas deviennent pertinents pour la physique à faible échelle. Après dérivation, les équations de mouvement et les équations de champ d'Einstein forment un ensemble de système autonome. Le système dynamique est analysé pour obtenir différents points critiques. Fait intéressant, en n'incluant que la matière barotrope, le modèle nous fournit les points critiques capables de déterminer les présences de matière noire, d'énergie noire et d'énergie noire fantôme.Translated Description (Spanish)
Resumen Estudiamos el modelo de Brans–Dicke inspirado en Kaluza–Klein con materia barotrópica. Siguiendo con nuestro trabajo anterior, se introduce la acción de gravedad tradicional de Kaluza–Klein con un campo escalar adicional y 2 campos gauge. El proceso de compactación da como resultado un modelo de Brans–Dicke con un dilatón acoplado a la torre de campos escalares, mientras que un campo de gauge de una métrica de 5 dimensiones forma un conjunto de vectores mutuamente ortogonales con 2 campos de gauge adicionales. Luego se introduce la materia barotrópica para completar una configuración realista. Para demostrar las soluciones analíticas del modelo, consideramos el caso en el que solo 2 modos más bajos se vuelven relevantes para la física a baja escala. Después de la derivación, las ecuaciones de movimiento y las ecuaciones de campo de Einstein forman un conjunto de sistemas autónomos. Se analiza el sistema dinámico para obtener diversos puntos críticos. Curiosamente, al incluir solo la materia barotrópica, el modelo nos proporciona los puntos críticos capaces de determinar la presencia de materia oscura, energía oscura y energía oscura fantasma.Files
s10052-022-10355-4.pdf.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:205eaf66ff621d8b4f822d97a259fee8
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المادة المظلمة والطاقة المظلمة من جاذبية Brans - Dicke المستوحاة من Kaluza - Klein مع سائل ضغطي
- Translated title (French)
- Matière noire et énergie noire provenant d'une gravité de Brans–Dicke inspirée de Kaluza–Klein avec fluide barotrope
- Translated title (Spanish)
- Materia oscura y energía oscura de una gravedad de Brans–Dicke inspirada en Kaluza–Klein con fluido barotrópico
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3179308367
- DOI
- 10.1140/epjc/s10052-022-10355-4
References
- https://openalex.org/W1549581905
- https://openalex.org/W1897116192
- https://openalex.org/W1973704445
- https://openalex.org/W1975176121
- https://openalex.org/W1989972931
- https://openalex.org/W2007470831
- https://openalex.org/W2018690672
- https://openalex.org/W2030714497
- https://openalex.org/W2050573442
- https://openalex.org/W2056331753
- https://openalex.org/W2071738351
- https://openalex.org/W2085634943
- https://openalex.org/W2086338631
- https://openalex.org/W2094591364
- https://openalex.org/W2125485973
- https://openalex.org/W2130222512
- https://openalex.org/W2140950522
- https://openalex.org/W2148037356
- https://openalex.org/W2150565207
- https://openalex.org/W2342031693
- https://openalex.org/W2546503074
- https://openalex.org/W2602364904
- https://openalex.org/W2946850037
- https://openalex.org/W2958841080
- https://openalex.org/W2998856710
- https://openalex.org/W3027677874
- https://openalex.org/W3037292872
- https://openalex.org/W3037524103
- https://openalex.org/W3037896898
- https://openalex.org/W3088971773
- https://openalex.org/W3090546603
- https://openalex.org/W3098179658
- https://openalex.org/W3100427688
- https://openalex.org/W3101462954
- https://openalex.org/W3102280521
- https://openalex.org/W3102951879
- https://openalex.org/W3104460371
- https://openalex.org/W3124307040
- https://openalex.org/W3126146816
- https://openalex.org/W3135050597