[論文レビュー] Gravitational Collapse and Radiation of Grand Unified Theory

Yi‐Fang Chang|ArXiv.org|Oct 2, 2007

Pulsars and Gravitational Waves Research参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、超大質量星の重力崩壊が一般統一理論（GUT）エネルギー スケールを通過し、核子崩壊を引き起こし、ほぼすべての質量が放射に変換されることを提案する。このプロセスは、時間反転されたビッグバンに類似しており、クェーサーやガンマ線バーストなどの超高エネルギー天体的現象を説明できる可能性がある。星はGUTスケールの放射源としての白色洞に類似した振る舞いを示す。

ABSTRACT

The infinite gravitational collapse of any supermassive stars should pass through an energy scale of the grand unified theory (GUT). After nucleon-decays, the supermassive star will convert nearly all its mass into energy, and produce the radiation of GUT. It may probably explain some ultrahigh energy puzzles in astrophysics, for example, quasars and gamma-ray bursts (GRB), etc. This is similar with a process of the Big Bang Universe with a time-reversal evolution in much smaller space scale and mass scale. In this process the star seems be a true white hole.

研究の動機と目的

• 超大質量星の重力崩壊における一般統一理論（GUT）エネルギー スケールの役割を調査すること。
• 崩壊過程における核子崩壊が星の質量を高エネルギー放射に変換できるかどうかを調査すること。
• GUTスケールの物理学と観測される超高エネルギー天体的現象（例：クェーサーやガンマ線バースト）を結びつけるメカニズムを提案すること。
• 単一の超大質量星の崩壊プロセスが、時間反転ビッグバンにどのように類似するかを検討すること。
• GUTスケールの放射放出中に、このような崩壊星が真の白色洞として振る舞う可能性を分析すること。

提案手法

• GUTエネルギー スケールに達する条件の下での超大質量星の重力崩壊を分析する。
• GUTモデルが予測する核子崩壊プロセスを適用し、崩壊中の質量-エネルギー変換を推定する。
• ビッグバンの時間反転的進化としての崩壊をモデル化し、GUTスケールでのエネルギー放出に注目する。
• 星の放射出力が白色洞に類似しているとみなす。高エネルギー粒子および放射を放出する。
• 一般相対性理論とGUTの理論的物理学原則を用いて、質量変換と放射放出の力学を記述する。
• 崩壊プロセスを既知の天体的瞬間変動と比較し、それがガンマ線バーストやクェーサーの現象を説明できる可能性を示唆する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超大質量星の重力崩壊がGUTエネルギー スケールに達し、核子崩壊を引き起こす可能性はあるか？
• RQ2 GUTスケールの崩壊における質量の放射への変換が、超高エネルギー天体的現象をどの程度説明できるか？
• RQ3 時間反転ビッグバンの類似性は、単一の超大質量星の崩壊にどのように適用されるか？
• RQ4 GUTスケールの放射放出中に、星が白色洞として振る舞うために必要な物理的特徴は何か？
• RQ5 このGUT駆動の崩壊を、クェーサーやガンマ線バーストの他のモデルと区別する観測的シグネイチャは何か？

主な発見

• 超大質量星の重力崩壊はGUTエネルギー スケールを通過し、核子崩壊プロセスを可能にする。
• ほぼすべての星の質量が核子崩壊によりエネルギーに変換され、GUTスケールの強力な放射を発生する。
• このような崩壊からの放射出力は、クェーサーやガンマ線バーストで観測される極めて高い明るさを説明できる可能性がある。
• このプロセスは、はるかに小さい空間的・質量的スケールでの時間反転ビッグバンに類似している。
• 強力な放射放出による外向きの放射のため、星の崩壊中の振る舞いは白色洞に類似している。
• このモデルは、GUTスケールの物理学と観測可能な高エネルギー天体的現象を結びつける理論的枠組みを提供する。