Some Topological Defects in Creation Field Theory for Kaluza-Klein Universe

Abstract

One of the most consistent theories about the formation of the universe is the Big Bang theory. According to the Big Bang theory, the universe was formed 13.8 billion years ago from a very dense and hot point. According to theory of the Big Bang, there were four basic forces (gravity, electromagnetic, strong and weak forces) in the beginning of the universe called the Planck period. Then these four basic forces began to separate. Firstly, the gravitational force was separated from the other three forces. Then the strong force was divided from the other forces. Finally, the electromagnetic and weak forces were separated from each other. During the separation of these forces, the universe has gone from a high temperature to a low temperature, with symmetry breaking in the universe. These symmetry breaking has led to the formation of topological defects in the universe. In this symmetry breaking, zero-dimensional monopoles and one-dimensional strings were formed. In the case of discrete symmetry, two-dimensional Domain Walls were formed.

In recent years, observations made show that the universe is accelerating expansion. Scientists have put forth several theories to explain the reasons for acceleration and the expansion. It is thought that acceleration and expansion can cause materials such as dark matter and dark energy. This acceleration and expansion can also be explained by some alternative gravitation theories such as Lyra, Creation Field, Brans-Dicke, f (R), f (R, T).

Creation Field theory is one of the alternative gravitation theories in chargeless and massless scalar field for the formation of the matter. With this theory, we tried to solve the flatness and horizon problems that we encountered in the Big Bang theory.

In this study, Einstein field equations were obtained for the Creation Field theory for the high-dimensional Kaluza-Klein metric by taking Domain Wall matter, one of the topological defects that occurred during symmetry breaking in the first moments of the universe. The deceleration parameter, which is an important quantity in the acceleration of the universe, is taken in linear and constant form for the solution of these equations. These solutions were analyzed in detail as geometric and physical. Furthermore, kinematic quantities obtained and physically was interpreted. In addition, the problem will be resolved with the effects of acceleration and generalization of the solutions of the high dimensions.

Keywords

• creation-field theory,domain wall,constant deceleration parameter,topological defects

Creation Field Teoride Yüksek Boyutlu Kaluza-Klein Uzay-Zamanı İçin Bazı Topolojik Kusurlar

Abstract

Evrenin oluşumu ile ilgili en tutarlı teorilerden biri Büyük Patlama (Big Bang)  kuramıdır. Bu kurama göre, evren 13,8 milyar yıl önce çok yoğun ve sıcak bir noktadan patlayarak oluşmuştur. Büyük patlama teorisine göre Planck dönemi olarak da adlandırılan  yani evrenin başlangıcında dört temel kuvvet (kütle çekim, elektromanyetik, kuvvetli ve zayıf kuvvet) bir arada bulunmaktaydı. Daha sonra bu dört temel kuvvet birbirinden ayrılmaya başlamıştır. Önce kütle çekim kuvveti diğer üç kuvvetten ayrılmıştır. Sonrasında ise kuvvetli kuvvet diğer kuvvetlerden ayrılmıştır. Son olarak da elektromanyetik ve zayıf kuvvetler birbirinden ayrılmıştır. Bu kuvvetlerin birbirinden ayrılması sırasında evren yüksek sıcaklık evresinden düşük sıcaklık evresine geçmiş ve bu sırada evrende simetri bozulmaları meydana gelmiştir. Bu simetri bozulmaları evrende çeşitli topolojik kusurlar oluşmasına neden olmuştur. Bu simetri bozulmalarında sıfır boyutlu monopoller ve bir boyutlu sicimler oluşmuştur. Ayrık simetrinin bozulması durumunda ise iki boyutlu domain wall’lar oluşmuştur.

Son yıllarda yapılan birçok çalışma ve gözlem evrenin ilk durumundan günümüze ivmelenerek genişlediğini göstermektedir. Bilim adamları ivmelenmenin ve genişlemenin nedenlerini açıklayabilmek için çeşitli teoriler ortaya koymuşlardır. Bu ivmelenme ve genişlemeye karanlık madde ve karanlık enerji gibi maddelerin neden olabileceği düşünülmektedir. Ayrıca, bu ivmelenme ve genişleme, Lyra, Creation Field, Brans-Dicke, f(R), f(R,T) gibi bazı alternatif gravitasyon teorileriyle de açıklanabilmektedir.

Creation field teorisi kütlesi ve yükü olmayan skaler alanda maddenin oluştuğunu ileri süren alternatif gravitasyon teorilerinden biridir. Bu teori ile büyük patlama teorisinde karşılaştığımız düzlük ve ufuk problemleri çözülmeye çalışılmıştır.

Bu çalışmada evrenin ilk anlarında simetri bozulmaları esnasında ortaya çıkan topolojik kusurlardan biri olan Domain Wall madde alınarak yüksek boyutlu Kaluza –Klein metriği için Creation Field teoride Einstein alan denklemleri elde edilmiştir. Bu denklemlerin çözümü için evrenin ivmelenmesinde önemli bir nicelik olan frenleme parametresi doğrusal ve sabit formda alınmıştır. Bu çözümler geometrik ve fiziksel olarak detaylı şekilde incelenmiştir. Bunun yanı sıra, kinematik nicelikler elde edilmiş ve fiziksel olarak yorumlanmıştır. Ayrıca, yüksek boyutların çözümler üzerindeki etki ve genellemeleri ile ivmelenme problemi çözülmeye çalışılacaktır.

Keywords

• creation field teori,domain wall,sabit frenleme parametresi,topolojik kusurlar,yüksek boyut-lu kaluza-klein uzay-zamanI

References

1. Adhav K. S., Nimkar A. S., Dawande M. V., 2008. String Cloud and Domain Walls with Quark Matter in n-dimensional Kaluza-Klein Cosmological Model. International Journal of Theoretical Physics. 47(7):2002-2010.
2. Adhav K. S., Gadodia P. S., Bansod A. S., 2010. Higher Dimensional Bianchi Type- I Universe in Creation Field Cosmology. International Journal of Theoretical Physics. 49: 957-966.
3. Adhav K., Nimkar A. S., Mete V.G., Dawande M. V., 2010. Axially Symmetric Bianchi Type- I Model with Massless Scalar Field and Cosmic Strings in Barber’s Self Creation Cosmology. International Journal of Theoretical Physics. 49: 1127-1132.
4. Adhav K.S., Bansod A.S., Desale M.S., Raut R.B., 2011. LRS Bianchi type-I models with constant deceleration parameter in creation field cosmology. Astrophysics and Space Science. 331: 689-695.
5. Akarsu Ö., Dereli T., 2012.Cosmological Models with Linearly Varying Deceleration Parameter Int J. Theor. 51:612-621.
6. Bali R., Kumawat M., 2011. Cosmological Models with Variable G in C-Field Cosmology. International Journal of Theoretical Physics. 50: 27-34.
7. Bondi H., Gold T., 1948. The Steady-State Theory of the Expanding Universe. 108: 252-270.
8. Efstathion G. et al., 2002. Evidence from non-zero and a low matter density from a combined analysis of the 2dF Galaxy redshift Survey and cosmic microwave background anisotropies, Mon. Not. Roy. Aston. Soc. 330: L29-35.

9. Hoyle F., Narlikar J. 1966. A Radical Departure from the Steady-State Concept in Cosmology. Proc. R. Soc. (Lond.) A 290: 162-167.
10. Katore S. D., Hatkar S. P., Baxi R. J., 2016. Domaın Wall Cosmologıcal Models With Deceleratıon Parameter In Modıfıed Theory Of Gravıtatıon. Chinese Journal Of Physics.
11. Rahaman F., Bhui B. C., Mukherji R., 2005. Global Monopole in the Presence of a C-field. Chinese Journal of Physic 43: 806-812.
12. Rahaman F., Kalam M., Chakraborty S., 2007. Gravitational lensing by a stable c-field wormhole. Chinese Journal of Physics. 45(5):518-529.
13. Singh K. P. , Singh K. M. 2014.On Bianchi Type III String Cloud Universe Containing Strange Quark Matter. Int. J. Of Astronomy and Astrophys. 4: 544-549.
14. Tegmark M. et.al., 2004, Cosmological parameters from SDSS and WMAP, Phys. Rev. D 69: 103501-103526.
15. Vilenkin A., 1981. Gravitational field of vacuum domain walls and strings. Physical Review D. 23: 852-859.
16. Vilenkin A., Shelleard E. P. S., 1994. Cosmic Strings and Topological Defects, Cambridge University