[論文レビュー] Cosmological Acceleration from Gravitational Waves

Л. С. Марочник|arXiv (Cornell University)|Nov 21, 2015

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 5被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、空の宇宙における超水平超え重力波が、de Sitterに類似した加速膨張を引き起こしうることを提案しており、ダークエネルギーの古典的説明を提供する。著者らは、これらの長波長重力波が宇宙論的加速を引き起こすと主張し、特に宇宙がますます空っぽになるにつれて顕著になる観測された晩期の加速膨張を説明できる可能性がある。

ABSTRACT

It is shown that the classical gravitational waves of super-horizon wavelengths are able to form the de Sitter accelerated expansion of the empty (with no matter fields) Universe. The contemporary Universe is about 70% empty and asymptotically is going to become completely empty, so the effect caused by emptiness should be already very noticeable. It could manifest itself as the dark energy.

研究の動機と目的

• 古典的重力波が超水平超え波長を持つ場合、空の宇宙で宇宙論的加速を引き起こすかどうかを調査すること。
• このような重力波の効果が、観測されたダークエネルギー駆動の宇宙の加速を説明できる可能性を検討すること。
• 宇宙進化の漸近的、物質のない段階における重力波の役割を分析すること。
• 現在および将来の宇宙における重力波駆動の加速の検出可能性と重要性を評価すること。

提案手法

• 研究は、真空中時空における長波長重力波の力学を分析するために、古典的一般相対性理論を用いる。
• 因果的制約を受けない超水平超えモードに注目し、宇宙スケールで持続可能なものとして扱う。
• 重力波のエネルギー運動量テンソルと、それが時空幾何に与える逆作用を分析する。
• これらの波が有効な宇宙定数に類似した項を生成する条件を導出する。
• 物質が支配する状態に近づく宇宙の漸近的進化を検討する。この段階では、このような波が支配的になる。
• 空間的に平坦で、均一かつ等方的であり、物質や放射場のない宇宙を仮定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 水平超え波長の重力波が、空の宇宙でde Sitterに類似した膨張を引き起こすことができるか？
• RQ2 超水平超え重力波のエネルギー密度が、観測された宇宙論的加速をどの程度説明できるか？
• RQ3 長波長重力波の逆作用が、時空の大規模幾何にどのように影響するか？
• RQ4 これらの波の効果は、現在および将来の宇宙におけるダークエネルギーを説明するのに十分に顕著であるか？

主な発見

• 超水平超え重力波は、そのエネルギー運動量テンソルを通じて、有効な宇宙定数に類似した項を生成できる。
• その結果生じる時空の進化は、観測された宇宙の加速膨張と整合的である。
• 宇宙が物質のない状態に近づくにつれて、この効果はますます重要になる。これは、遠い未来に支配的になると予想される。
• 論文は、現在70％が空の宇宙であるため、すでにこれらの重力波寄与による測定可能な効果が現れている可能性を示唆している。
• 新しいスカラー場や特異物質を導入することなく、ダークエネルギーの古典的で幾何学的説明を提供する。
• 元の論文は著者によって撤回され、arXiv:1508.07312に統合され、これが発表済みバージョンである。