[論文レビュー] CMB Anisotropy due to Cosmic Strings in an Accelerated Expanding Universe

S. Y. Rokni, H. Razmi+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 21, 2012

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、宇宙定数が宇宙マイクロ波背景（CMB）の非等方性に与える影響を、宇宙ひもが存在する状況で調査している。加速膨張下での宇宙ひも計量を用いて、宇宙定数がCMB非等方性を抑制することを示し、その効果をパワー スペクトルに検出するには、より高解像度の観測が必要であることがわかった。

ABSTRACT

We want to find the cosmological constant influence on cosmic microwave background (CMB) anisotropy due to cosmic strings. Considering the space-time metric of a cosmic string under the effect of a positive cosmological constant, the CMB anisotropy is studied. The result shows that a positive cosmological constant (i.e. the presence of cosmic strings in an accelerated expanding universe) weakens the anisotropy so that more strong resolution is needed to detect the corresponding influences on the CMB power spectrum.

研究の動機と目的

• 正の宇宙定数が宇宙ひもによって引き起こされるCMB非等方性に与える影響を分析すること。
• 加速膨張下での宇宙ひもの時空計量をモデル化すること。
• 宇宙定数がCMBパワー スペクトルの観測可能な特徴にどのように変化させるかを評価すること。
• これらの条件下で、宇宙ひもシグナルの検出可能性を特定すること。

提案手法

• 正の宇宙定数を伴う宇宙における宇宙ひもの時空計量を用いる。
• 線形摂動理論を適用して、ひもの重力的影響によるCMB非等方性を計算する。
• Sachs-Wolfe効果を用いて、計量摂動とCMBの温度揺らぎを関連付ける。
• 宇宙ひもと正の宇宙定数の両方の影響を受けるCMB非等方性のパワー スペクトルを計算する。
• 正の宇宙定数を伴う空間的に平坦で加速するFriedmann-Robertson-Walker宇宙を仮定する。
• 非等方性の振幅に及ぼす宇宙定数の効果を分離するために、比較的分析を実施する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 正の宇宙定数は、宇宙ひもによって生成されるCMB非等方性をどのように変化させるか？
• RQ2 ひも支配の宇宙において、宇宙定数の存在がCMB非等方性に及ぼす相対的抑制はどの程度か？
• RQ3 宇宙定数は、CMBパワー スペクトルにおける宇宙ひもシグナルの検出可能性を変えるか？
• RQ4 正の宇宙定数が存在する状況で、宇宙ひも効果を検出するにはどの程度の観測解像度が必要か？

主な発見

• 正の宇宙定数の存在により、宇宙ひもによって引き起こされるCMB非等方性が弱まる。
• 抑制効果は、宇宙ひもの非等方的シグナルを検出するには、より高解像度の実験が必要であることを示唆する。
• 宇宙定数は、ひもによるCMBパワー スペクトルの温度揺らぎの振幅を減少させる。
• 宇宙定数によるパワー スペクトルの変更は無視できないものであり、観測解析において考慮すべきである。
• 研究結果は、ダークエネルギーに類似した加速が存在する場合、宇宙ひもシグナルが覆い隠されたり、弱体化する可能性があることを示唆している。
• 本研究は、宇宙定数が顕著な場合、現在または近い将来のCMB実験が宇宙ひもを検出するのに困難を伴う可能性があると示唆している。