[論文レビュー] Dilaton cosmology and phenomenology

M. Gasperini|ArXiv.org|Feb 20, 2007

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 5被引用数 10

ひとこと要約

この論文は、初期宇宙のインフレーションおよび後期宇宙の加速膨張を説明する枠組みとしてのダイポトン宇宙論を検討し、ダイポトン場によって駆動されるプリ・ビッグバンのシナリオを提案するとともに、ダークエネルギーおよび重力波検出におけるその現象論的意味を調査している。主な結果として、双対性不変な非局所的結合と、クインテッセンスモデルとは異なった新しいダイポトン的ダークエネルギーの起源が得られた。

ABSTRACT

This paper is dedicated to Gabriele Veneziano on his 65th birthday. Most of the results reported here are known results, due to Gabriele, or obtained in collaboration with him, or inspired by our joint work on string cosmology. A few new results are also presented concerning the duality invariance of a non-local dilaton coupling to the matter sources, and its possible cosmological applications in the context of the dark-energy scenario.

研究の動機と目的

• ダイポトン場が宇宙論的状況、特に初期宇宙のインフレーションおよび後期宇宙の加速膨張において果たす役割を調査すること。
• 双対性対称性を保つ非局所的ダイポトン結合が物質源に与える現象論的影響を調査すること。
• クインテッセンスモデルとは対照的に、ダイポトン的起源によるダークエネルギーの提案。
• 重力波検出器を用いたリリックダイポトン放射の検出可能性を検討すること。

提案手法

• ダイポトンが背景宇宙の進化を支配するプリ・ビッグバン宇宙論的シナリオを定式化し、標準的な減速膨張とは双対的な加速膨張段階をもたらす。
• 双対性不変な結合を物質および曲率に組み込んだ非局所的有効作用を用いて、ダイポトン場の運動方程式を導出する。
• 有効作用に対する関数的微分法を適用し、δ関数およびその微分を含む非局所項を含む場の運動方程式を導出する。
• ダイポトン結合の双対性対称性を用いて有効作用の形を制約し、ストリング理論の双対性と整合性を保つ。
• 現在に至るまで残存する可能性のある宇宙的リリックダイポトン放射の背景の可能性を分析し、現在または近い将来の重力波アンテナで検出可能である可能性を検討する。
• ダイポトン駆動型ダークエネルギーモデルと標準的なクインテッセンスモデルを比較し、ダイナミクスおよび宇宙論的進化における相違点を強調する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ダイポトン場は宇宙論的に加速的プリ・ビッグバン段階を駆動できるか？ そして、双対性によって標準的ビッグバン進化とどのように関係するか？
• RQ2 ダイポトンと物質源との間の双対性不変な非局所的結合が宇宙論的力学に与える影響は何か？
• RQ3 現在の宇宙に検出可能なリリックダイポトン放射の背景が存在するか？ もしあるならば、どのように観測可能か？
• RQ4 ダイポトン場は、観測された宇宙の加速を説明するクインテッセンスの代替として妥当な可能性を有するか？
• RQ5 ダイポトン駆動型ダークエネルギーモデルは、従来のスカラー場モデルとはどのように異なっているか？ 動的および現象論的性質の面で検討する。

主な発見

• 本論文は、ストリング理論のT双対性下で不変な非局所的結合が、ダイポトンと物質源との間で得られた。
• ダイポトンがエネルギー密度を支配するプリ・ビッグバン宇宙論的シナリオが実現され、標準的減速膨張とは双対的な加速膨張段階が生じる。
• 宇宙的リリックダイポトン放射の背景の存在が提唱され、現在のまたは近い将来の重力波検出器で検出可能である可能性がある。
• ダイポトン場は、クインテッセンスとは異なる非局所的ダイナミクスと双対性性質を有するため、ダークエネルギーの明確な別種の起源を提供可能である。
• 関数的アプローチによりダイポトンの有効場の運動方程式が導出され、δ関数およびδ'関数を含む非局所項が一貫性を保つために不可欠であることが示された。
• モデルは、双対性不変な結合が物質および曲率に与えられる場合、ストリング理論と整合する一貫性のある宇宙論的枠組みを形成することを示唆している。