[論文レビュー] Indeterministic Quantum Gravity and Cosmology VII. Dynamical Passage through Singularities: Black Hole and Naked Singularity, Big Crunch and Big Bang

Vladimir S. Mashkevich|ArXiv.org|Apr 15, 1997

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 5被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、局所的（ブラックホール、裸の特異点）および大域的（ビッグバン、ビッグクラッシュ）特異点が、不確定性のある量子重力枠組みにおいて動的に通過可能であると提唱する。CPT対称性と特異点付近での量子効果を用いて、特異点付近の重力井戸から物質が脱出可能であることを示し、脈動的ブラックホールおよび周期的宇宙の実現を可能にする。量子宇宙論および特異点解消に影響を及ぼす。

ABSTRACT

This paper is a continuation of the papers [gr-qc/9409010, gr-qc/9505034, gr-qc/9603022, gr-qc/9609035, gr-qc/9609046, gr-qc/9704033]. The aim of the paper is to incorporate singularities---both local (black hole and naked singularity) and global (big bang and big crunch)---into the dynamics of indeterministic quantum gravity and cosmology. The question is whether a singularity is dynamically passable, i.e., whether a dynamical process which ends with a singularity may be extended beyond the latter. The answer is yes. A local singularity is trivially passable, while the passableness for a global singularity may invoke CPT transformation. The passableness of the singularities implies pulsating black holes and the oscillating universe. For the local singularity, the escape effect takes place: In a vicinity of the singularity, quantum matter leaves the gravitational potential well. Keywords: tempered singularity, strong singularity, trivial passage, CPT passage, pulsating black hole, escape effect, oscillating universe

研究の動機と目的

• 不確定性のある量子重力を、局所的および大域的特異点を含むように拡張すること。
• 特異点で終わる動的過程がそれ以降に拡張可能かどうかを調査すること。
• 特異点通過の物理的意味がブラックホールおよび宇宙論的モデルに与える影響を探索すること。
• CPT対称性が大域的特異点通過を可能にする役割を検討すること。
• 特異点付近で発生する量子効果（例：「脱出効果」）が、物質が重力井戸から脱出可能であるかを分析すること。

提案手法

• 先行研究の不確定性のある量子重力の枠組みを特異点を含むように適応する。
• 曲がった時空における量子場理論を用いて、強力および緩和された特異点付近での量子物質の力学を分析する。
• CPT不変性を用いて、ビッグバンやビッグクラッシュのような大域的特異点の通過をモデル化する。
• 局所的特異点に対して「自明な通過」の概念を導入し、動的障害がないことを示す。
• 非古典的挙動に起因する、特異点付近の重力井戸から物質が脱出する「脱出効果」をモデル化する。
• 正式な提示に LATEX 2.09 を使用し、宇宙論的およびブラックホール力学に及ぼす影響を導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 特異点で終わる動的過程が、量子重力においてそれ以降に拡張可能か？
• RQ2 CPT対称性は、ビッグバンやビッグクラッシュのような大域的特異点通過を可能にするか？
• RQ3 物質が特異点付近の重力井戸から脱出可能な量子メカニズムは存在するか？
• RQ4 「脱出効果」は、ブラックホールのような局所的特異点付近でどのように現れるか？
• RQ5 特異点通過の宇宙論的結果として、脈動的ブラックホールや周期的宇宙が生じるか？

主な発見

• 局所的特異点（例：ブラックホール、裸の特異点）は、動的障害がないため、自明に通過可能である。
• ビッグバンやビッグクラッシュのような大域的特異点は、CPT変換を介して通過可能であり、時間対称的進化を示唆する。
• 「脱出効果」は特異点付近で発生し、量子物質が重力井戸から脱出可能であることを示し、非古典的挙動を示唆する。
• 特異点通過の可能性は、収縮後に物質を放出する脈動的ブラックホールの実現を支持する。
• このモデルは、特異点通過を経て収縮と反発のサイクルを繰り返す周期的宇宙のシナリオを示唆する。
• この枠組みは、古典的時空の連続性を必要としない、特異点解消の量子重力的メカニズムを提供する。