[論文レビュー] Cosmic strings in Horava-Lifshitz Gravity

Davood Momeni|arXiv (Cornell University)|Oct 6, 2009

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、一般相対性理論が大スケールで回復する非相対論的でUV完全な重力理論であるHoðava-Lifshitz重力における宇宙ひもを調査している。最も一般的な宇宙ひも解を導出し、結合定数がひもの単位長さあたりの質量をどのように歪めるとか、質量のある粒子に働く自己力も計算している。結合定数に対する制約は、宇宙論的テストの可能性を提供する。

ABSTRACT

Ho$\check{ extbf{r}}$ava proposed a non-relativistic renormalizable theory of gravitation, which is reduced to general relativity (GR) in large distances (infra-red regime (IR)). It is believed that this theory is an ultra-violet (UV) completion for the classical theory of gravitation. In this paper, after a brief review of some fundamental features of this theory, we investigate it for a static cylindrical symmetric solution which describes \emph{Cosmic string} as a special case. We have also investigated some possible solutions, and have seen that how the classical GR field equations are modified for generic potential $V (g)$. In one case there is an algebraic constraint on the values of three coupling constants. Finally as a pioneering work we deduce the most general \emph{cosmic string} in this theory. We explicitly show that how the \emph{coupling constants} distort the mass parameter of \emph{cosmic string}. We deduce an explicit function for mass per unit length of the space-time as a function of the \emph{coupling constants}. We compare this function with another which Aryal et al [58] have found in GR.Also we calculate the self-force on a massive particle near Ho$\check{ extbf{r}}$ava-Lifshitz straight string and we give a typical order for the \emph{coupling constants} $g_{9}$. This order of magnitude proposes a cosmological test for validity of this theory.

研究の動機と目的

• 一般相対性理論のUV完成候補としてのHoðava-Lifshitz重力における宇宙ひも解を検討すること。
• 理論における結合定数が、一般相対性理論と比較して宇宙ひもの単位長さあたりの質量にどのように影響するかを特定すること。
• この枠組みにおいて、直線状の宇宙ひもの近くに置かれた質量のある粒子に働く自己力を計算すること。
• 特にg9に関する結合定数に制約を導出し、それが宇宙論的に検証可能かどうかを明らかにすること。

提案手法

• 宇宙ひもをモデル化するため、Hoðava-Lifshitz重力における静的かつ軸対称な解の導出。
• 一般ポテンシャルV(g)によって修正された場の運動方程式を解析し、結合定数に代数的制約を導出。
• 結合定数の関数として単位長さあたりの質量を明示的に計算。
• 修正された時空幾何学を用いて、直線状の宇宙ひもの近くの質量のある粒子に働く自己力を計算。
• 導出された単位長さあたりの質量関数を、一般相対性理論におけるAryalらの結果と比較。
• 物理的整合性および宇宙論的制約に基づき、結合定数g9のオーダーを推定。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Hoðava-Lifshitz重力は、一般相対性理論と比較して、宇宙ひもの単位長さあたりの質量にどのように影響を及ぼすか？
• RQ2 宇宙ひも解を検討する際、理論における結合定数にどのような代数的制約が生じるか？
• RQ3 一般相対性理論と比較して、宇宙ひもの近くの質量のある粒子に働く自己力は、Hoðava-Lifshitz重力でどのように異なるか？
• RQ4 結合定数g9の典型的なオーダーは何か？そしてそれがどのように宇宙論的に検証可能か？
• RQ5 Hoðava-Lifshitz重力における宇宙ひも解の最も一般的な形は何か？

主な発見

• 宇宙ひもの単位長さあたりの質量は、結合定数の関数として明示的に表現されており、質量パラメータが直接歪められることを示している。
• 理論の特定のケースにおいて、3つの結合定数の値を制限する代数的制約が導出された。
• 質量のある粒子に働く自己力が計算され、理論のパラメータに敏感な物理的観測量が得られた。
• 結合定数g9のオーダーが推定され、Hoðava-Lifshitz重力の妥当性を検証する可能性のある観測的テストが得られた。
• Hoðava-Lifshitz重力における単位長さあたりの質量関数は、一般相対性理論におけるAryal らの結果とは異なり、理論の特異な予測を強調している。
• この研究は、宇宙ひもの宇宙論的観測を通じたHoðava-Lifshitz重力のテストのためのフレームワークを確立した。