[論文レビュー] Cosmic Strings and Closed time-like curves in teleparallel gravity

Garcia de Andrade|arXiv (Cornell University)|Feb 22, 2001

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、トランスレータリー T4 重力における宇宙ひも内の閉じた時空的曲線（CTCs）を調査し、CTCs が角運動量の下限を満たさない限り禁止されることを示している。T4 解の内部領域とカルタンねじれを含む一般相対性理論の真空解を一致させることで、核の特異点が 2+1 時空における回転する点粒子のように振る舞うことが明らかになった。これは、アインシュタイン＝カルタン重力と比較して、時間機械の可能性を強く制限する。

ABSTRACT

Closed Time-like curves (CTC) in Cosmic strings in teleparallel T4 gravity are forbidden.This result shown here in T4 was shown by Soleng (Phys.Rev.D49 (1994)1124) also to be valid in Einstein-Cartan (EC) gravity.Here we show that in T4 to allow for CTC we are also led to a lower bound on the angular momentum of the cosmic string.This result is obtained by matching the interior T4 solution to a General Relativity (GR) vacuum solution.One of the main differences of the present report and the one by Soleng is that here the interior symmetric solution does not have necessary polarized spins but only Cartan torsion in the spirit of teleparallelism.Torsion flux is computed and it is show that the center of cylinder singularity corresponds to a 2 + 1 spacetime rotating point particle in T4.Therefore the possibility of building time machines seems to be strongly constraint than in the case of EC gravity.

研究の動機と目的

• トランスレータリー T4 重力における宇宙ひも内の閉じた時空的曲線（CTCs）の存在を調査すること。
• T4 フレームワーク内での特定の物理的条件下で CTC が許容可能かどうかを特定すること。
• T4 重力における CTC 形成の制約をアインシュタイン＝カルタン重力におけるものと比較すること。
• カルタンねじれおよびねじれフラックスが宇宙ひもの内部解において果たす役割を分析すること。
• T4 重力における宇宙ひもの核特異点を、2+1 時空における回転する点粒子としてモデル化すること。

提案手法

• 宇宙ひも時空をモデル化するため、カルタンねじれを含む内部 T4 解と一般相対性理論の真空解を一致させる。
• 内部領域におけるねじれフラックスを計算し、解の幾何学的および物理的性質を分析する。
• 曲率ではなくねじれを用いて重力を記述するトランスレータリー形式を適用し、偏光スピンを含まない対称解に焦点を当てる。
• CTCs が出現する条件を導出し、角運動量の下限に到達する。
• 宇宙ひもの中心における時空構造を分析し、2+1 次元における回転する点粒子としての有効記述を同定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 トランスレータリー T4 重力における宇宙ひも内に閉じた時空的曲線（CTCs）が存在可能か？
• RQ2 T4 フレームワーク内での CTC の許容に必要な角運動量の制約は何か？
• RQ3 カルタンねじれの存在が、偏光スピンを含む解と比較して CTC の形成にどのように影響するか？
• RQ4 T4 重力における宇宙ひもの核特異点は、有効時空幾何学的にどのように振る舞うか？
• RQ5 T4 重力における CTC 形成の制約は、アインシュタイン＝カルタン重力におけるものとどのように比較できるか？

主な発見

• 宇宙ひも内の閉じた時空的曲線（CTCs）は、T4 重力では角運動量の下限が満たされない限り禁止される。
• 偏光スピンを含まないカルタンねじれのみを含む内部解でも、シリンダーの中心に 2+1 時空における回転する点粒子が形成されることを支持する。
• ねじれフラックスを計算したところ、宇宙ひもの核の幾何学的構造を特徴付ける上で不可欠であることが判明した。
• CTCs を許容するための角運動量の下限は、一般相対性理論の真空解への一致を通じて導出された。
• T4 重力における時間機械形成の制約は、アインシュタイン＝カルタン重力におけるものよりも顕著に強い。