[論文レビュー] Dust f(R,T) Models

Davood Momeni, Mubasher Jamil+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 28, 2011

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、リッチスカラー R とストレインエネルギー・テンソルのトレース T を含む f(R,T) 重力フレームワークにおいて、宇宙論的モデルを再構築する。f(R,T) の特定の形式、例えば f1(R) + f2(T) を仮定することで、モデルは ΛCDM 時代を再現し、ファントムに類似した振る舞いへと移行し、ファントム非ファントムのクロスオーバーを記述する。これは追加の場を導入することなく、ダークエネルギーのダイナミクスを統一的に記述するものである。

ABSTRACT

In this Letter, we reconstruct cosmological models in the frame of the new model f(R,T), where R is the Ricci scalar and T is the trace of the stress-energy ten- sor. This model was recently proposed by (T. Harko, F.S.N. Lobo, S. Nojiri, S.D. Odintsov, Phys. Rev. D 84, 024020 (2011)). We show that the dust fluid re- produceCDM, phantom-non phantom era and also the phantom cosmology with some specified forms of the action f(R,T). We also considered the important case f(R,T) = f1(R) + f2(T).

研究の動機と目的

• f(R,T) 重力理論、すなわちリッチスカラー R とストレインエネルギー・テンソルのトレース T を組み合わせた修正重力理論における宇宙論的解の探求。
• f(R,T) 重力におけるダスト流体が、標準的な ΛCDM モデルとファントムに類似した宇宙論的進化を再現できるかどうかの特定。
• f(R,T) = f1(R) + f2(T) の分割形が、現実的な宇宙膨張歴を生成する上で妥当であるかどうかの検討。
• f(R,T) 重力の文脈において、非ファントムとファントムの間の遷移を分析すること。

提案手法

• 研究は、重力ラグランジアンが R と T の一般関数である f(R,T) 重力形式を採用する。
• 場の運動方程式は、トレース T を含むエネルギー運動量テンソルを組み込んだ作用原理から導出される。
• 宇宙物質の内容を記述するために、圧力のないダスト流体（プレッシャーレス物質）を仮定する。
• 解析的再構築を可能にするために、特に f(R,T) = f1(R) + f2(T) のような特定の f(R,T) の関数形を仮定する。
• 仮定された f(R,T) の形に基づいて、修正されたフレリッドマン方程式を解き、ハッブル定数とスケール因子を再構築する。
• 非ファントムとファントムの領域の間の遷移を特定するために、状態方程式パラメータ w の振る舞いを分析する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ダスト流体を用いた f(R,T) 重力モデルは、標準的な ΛCDM 宇宙論的進化を再現できるか？
• RQ2 f(R,T) モデルは、非ファントムからファントムへのダークエネルギーの振る舞いへの遷移を許容するか？
• RQ3 どのような特定の f(R,T) の形が、ΛCDM とファントム宇宙論の両方を一貫して記述できるか？
• RQ4 f(R,T) = f1(R) + f2(T) の分割形は、宇宙膨張のダイナミクスにどのように影響を与えるか？
• RQ5 ストレインエネルギー・テンソルのトレース T は、この枠組みにおけるダークエネルギーの現象論にどのような意味を持つのか？

主な発見

• 適切な f(R,T) の関数形を用いた f(R,T) モデルは、ΛCDM 時代を成功裏に再現しており、現在の観測データと整合していることを示している。
• モデルは非ファントムからファントムへの遷移を示しており、制御されたダイナミクスによってビッグリップ問題の解決可能性を示唆している。
• f(R,T) = f1(R) + f2(T) の分割形は、ΛCDM とファントム宇宙論の両方の再構築を可能にし、その柔軟性を示している。
• 状態方程式パラメータ w は、ファントム分離面 w = -1 を越えて移行でき、クイントェッセンスに類似したからファントムに類似したダークエネルギーへの遷移を示している。
• この枠組みにおけるダスト流体は、初期の物質支配期と遅い時期の加速膨張を含む、自然な宇宙進化を支持している。