Cosmology with Variable Physical Constants

Abstract

The speed of light is taken to be a constant in a vacuum. This forms the basic tool for the principle of General Covariance, which asserts that, all laws of Physics should take the same form in all frames of reference. Without putting inflation into consideration, the theory of varying speed of light (VSL) would solve basic problems of cosmology in the early universe. Furthermore, the constants, Λ and G that occurred in the Friedmann Equations may not have been real constants in the early universe but have some variation with the universe scale factor. We obtained solutions to the cosmological model of flat FRW Universe where Λ and G are taken to be variables. We used the solution to obtain deceleration parameter and state finder parameter. We also found out that the Hubble constant will be a constant if and only if Λ = 0 but conversely, it is inversely proportional to the cosmic time. For VSL, we have used the power law where we have taken and . For , we obtained the expansion rate of the universe and for by numerical solution we observed that the expansion of the universe accelerating for flat space geometry where . Also, we assumed that ̇, this enabled us to obtain the expression for the age of the universe for this model. We also studied the model of Linearly Varying Deceleration Parameter which reveals that the universe evolves from a big bang and ends with a big rip. Keywords: Deceleration Parameter, Friedmann Equation, FRW Metric, CMB, Equation of State.

ÖZ: Işık c'nin hızı bir vakumda sabit olarak alınır. Bu, tüm Fizik yasalarının tüm referans çerçevelerinde aynı formu alması gerektiğini öne süren Genel Kovaryans ilkesi için temel aracı oluşturur. Enflasyon dikkate alınmadan, değişen ışık hızı teorisi (VSL) erken evrende kozmolojinin temel problemlerini çözecektir. Ayrıca, Friedmann Denklemlerinde meydana gelen Λ ve G sabitleri, erken evrende gerçek sabit olmayabilir, ancak evren ölçek faktörü ile bazı farklılıklar gösterebilir. FR ve G değişkenlerinin alındığı düz FRW Evreninin kozmolojik modeline çözümler elde ettik. Çözümü yavaşlama parametresi ve durum bulucu parametresi elde etmek için kullandık. Ayrıca Hubble sabitinin yalnızca Λ = 0 ise ve bunun tersi olarak, kozmik zamanla ters orantılı olduğu zaman sabit olacağını öğrendik. VSL için, c a ^ (- r) ve Λ a ^ (- 2r) aldığımız güç yasasını kullandık. R = 0 için, evrenin genişleme oranını elde ettik ve r> 0 için sayısal çözümle, k = 0 olan düz uzay geometrisi için evrenin genişlemesinin hızlandığını gözlemledik. Ayrıca, c a 'nın, bu model için evrenin yaşı için ifade almamızı sağladığını varsaydık. Ayrıca, evrenin büyük bir patlamadan evrildiğini ve büyük bir kopuşla sona erdiğini ortaya koyan Doğrusal Değişen Yavaşlama Parametresi modelini de inceledik. Anahtar Kelimeler: Yavaşlama Parametresi, Friedmann Denklemi, FRW Metrik, CMB, Durum Denklemi