[論文レビュー] Cyclic anamorphic cosmology

Anna Ijjas|arXiv (Cornell University)|Oct 9, 2016

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、一般相対性理論の収縮期とアナモルフィック平滑化期を接続するために、古典的に安定で特異性のないバウンスを適応することで、周期的アナモルフィック宇宙論を提案する。主な貢献は、元々単一の収縮から膨張への遷移を想定して設計されたアナモルフィック状況が、特異性のないバウンスを介して完全な周期的モデルへ拡張可能であることを示したことである。これにより、時間の始まりを必要とせず、初期条件の問題を解決できる。

ABSTRACT

Cyclic models of the universe have the advantage of avoiding initial conditions problems related to postulating any sort of beginning in time. To date, the only known viable examples of cyclic models have been ekpyrotic. In this paper, we show that the recently proposed anamorphic scenario can also be made cyclic. The key to the cyclic completion is a classically stable, non-singular bounce. Remarkably, even though the bounce construction was originally developed to connect a period of contraction with a period of expansion both described by Einstein gravity, we show here that it can naturally be modified to connect an ordinary contracting phase described by Einstein gravity with a phase of anamorphic smoothing. The paper will present the basic principles and steps in constructing cyclic anamorphic models.

研究の動機と目的

• 元来単一サイクルモデルであったアナモルフィック状況を、完全な周期的宇宙論フレームワークへと拡張すること。
• 時間の始まりを必要としないことで、宇宙論における初期条件の問題を解決すること。
• 一般相対性理論による収縮とアナモルフィック平滑化を接続できる、特異性のない古典的に安定なバウンスが存在することを示すこと。
• 一貫した力学的枠組みを通じて、アナモルフィックモデルにおける周期的挙動の妥当性を確立すること。

提案手法

• エキピロティック的遷移を想定して開発された、元来特異性のないバウンス機構を、一般相対性理論支配の収縮とアナモルフィック期を接続するために適応すること。
• アナモルフィック平滑化メカニズムと整合性を持つようにバウンス構成を修正すること。これには、スカラー場の特定のダイナミクスが含まれる。
• 一般相対性理論支配の収縮期からアナモルフィック平滑化期へ滑らかに移行するバウンスを含む力学的枠組みを採用すること。
• バウンスの古典的安定性を保証することで、周期的進化における量子不安定性や特異性を回避すること。
• バウンス領域を効果的場理論的手法で記述し、アナモルフィック平滑化メカニズムを損なわないようにすること。
• 周期的構造が、元のアナモルフィック状況がスケール不変の摂動を生成できるという特徴と整合することを検証すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 特異性のないバウンスを用いて、アナモルフィック状況を周期的宇宙論モデルへ拡張可能か？
• RQ2 安定なバウンスは、一般相対性理論支配の収縮期とアナモルフィック平滑化期をどのように接続できるか？
• RQ3 周期的アナモルフィックモデルは、元のアナモルフィック状況の初期条件回避機能とスケール不変の摂動生成機能を保持するか？
• RQ4 このような周期的遷移が古典的に実現可能であるために必要な力学的および安定性条件は何か？
• RQ5 バウンス機構は、収縮期およびアナモルフィック期の両方と整合性を持ち、特異性や不安定性を導入しないか？

主な発見

• 特異性のない古典的に安定なバウンスは、一般相対性理論支配の収縮期とアナモルフィック平滑化期を効果的に接続できる。
• 周期的アナモルフィックモデルは、時間の始まりを必要としないため、初期条件の問題を回避する。
• バウンス機構はアナモルフィック状況に適応可能であり、アナモルフィック平滑化期のダイナミクスを損なわず、周期的進化を可能にする。
• モデルは観測と整合するスケール不変の摂動を生成するという重要な特徴を維持している。
• 周期的構造は力学的に安定であり、バウンス領域においても効果的場理論の記述と整合的である。
• この枠組みは、アナモルフィック宇宙論が単一サイクルモデルに限られるのではなく、完全な周期的宇宙論的状況へ拡張可能であることを示している。