[論文レビュー] Branes in a Time Dependent Universe

S. Kalyana Rama|ArXiv.org|Oct 3, 2005

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 1被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、動的な宇宙における電荷のないブレインに一般化されたMcVittieの時間に依存するブラックホール解を提示し、質量が時間とともに変化するブレインを記述するための計量の仮定を提案する。ブレイン-アンチブレインの崩壊をタキオン凝縮によってモデル化するために必要な一般化——例えばデルタ関数型のタキオン源項や放射項——を特定している。一方で、標準的な面積定理が破られる可能性があることを指摘し、エントロピーの減少を許容するものである。

ABSTRACT

Long ago, McVittie had found a class of solutions which can be thought of as Schwarzschild black holes in an FRW universe. In recent years they have been studied extensively and generalised to charged and uncharged black holes in D \ge 4 dimensions also. Here, assuming an ansatz similar to McVittie's, we present solutions for uncharged branes which can be thought of as branes in a time dependent universe. We consider their application to the brane antibrane decay process, also referred to as tachyon condensation, and discuss the necessary generalisations required for our ansatz to describe such a process.

研究の動機と目的

• 時間に依存するFRWに類似した宇宙における電荷のないブレインに、McVittieの時間に依存するブラックホール解を拡張すること。
• 重力双対記述を用いて、ブレイン-アンチブレイン対の崩壊（タキオン凝縮）をモデル化すること。
• ブレイン崩壊中のエネルギー損失とエントロピーの減少を記述するために必要な計量の仮定および源項の一般化を同定すること。
• この文脈において、Bekenstein-Hawkingの面積増加定理が破れる可能性があるかを検討すること。これにより、ブラックホールエントロピーの減少を許容できるかを検討すること。

提案手法

• 重力、ドリンパラ、(P+2)形式ゲージ場を含むD次元の作用を採用し、計量、スカラー、ゲージ場の運動方程式を導出する。
• ブレインの世界体積、直交空間、内部球面の時間に依存するワープ因子を含む一般化された計量の仮定（式(8)）を用いる。
• 計量のリッチテンソル成分を導出し、ブレイン、直交、内部次元からの寄与を分離する。
• McVittieに類似した時間に依存する仮定を課すことにより、電荷のないブレインに対して解ける形に方程式を簡略化する。
• ブレインの世界体積上にタキオン場のデルタ関数型源項を導入し、崩壊ダイナミクスをモデル化する。
• 出射放射項（非ゼロの$S_{tR}$）と、特異な状態方程式を有する完全流体源を含める提案を行い、エントロピーの減少を可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 McVittie型解は、時間に依存する宇宙における電荷のないブレインを記述するために一般化可能か？
• RQ2 時間に依存する計量フレームワーク内において、ブレイン-アンチブレイン崩壊（タキオン凝縮）の重力双対はどのようにモデル化可能か？
• RQ3 ブレイン崩壊中のエネルギー損失とエントロピーの減少を記述するために、どのような源項が必要か？
• RQ4 この文脈において、Bekenstein-Hawkingの面積増加定理が破れる可能性はあり、ブラックホールエントロピーの減少を許容できるか？
• RQ5 出射放射および非標準的エネルギー源は、タキオン凝縮のダイナミクスをモデル化する上で果たす役割は何か？

主な発見

• 論文は、適切な極限において既知のMcVittie型解に還元される、時間に依存する宇宙における電荷のないブレインの明示的解を構築している。
• 現在の仮定では$S_{tR}$の源項が存在しないため、Bekenstein-Hawkingのエントロピーは一定のままであり、一般化の必要性を示唆している。
• ブレイン-アンチブレイン崩壊中にエントロピーの減少をモデル化するには、非ゼロの$S_{tR}$が不可欠であり、物理的直観としてもエントロピーが低下するはずである。
• ブレイン世界体積上にデルタ関数型源項を介してタキオン場を含めることは、タキオン凝縮をモデル化する上で不可欠である。
• 出射放射および$ p/\rho < -1 $（蜃気楼的）な状態方程式を有する完全流体源の導入が、面積増加定理の破壊を可能にし、ホライズン面積の減少を許容するために必要となる可能性がある。
• 提案された計量の仮定は、これらの一般化を扱える十分な一般性を持つが、完全な方程式の解法は依然として大きな課題である。