[論文レビュー] Inflationary magnetic fields spoil the homogeneity and isotropy of the Universe

Camille Bonvin, Chiara Caprini+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 16, 2011

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 4

ひとこと要約

この論文は当初、インフレーション期に生成された原始的磁場が、その磁場が顕著な異方的応力を引き起こすという計算に基づき、宇宙の均一性と等方性を破壊すると主張していた。しかし、導出における重大な誤りが判明したため、著者らは後にこの論文を撤回した。

ABSTRACT

This paper has been withdrawn by the authors due to a mistake in the calculations leading to an erroneous conclusion.

研究の動機と目的

• インフレーション期に生成された原始的磁場が、宇宙の大規模構造に及ぼす影響を調査すること。
• これらの磁場が宇宙の均一性と等方性に与える影響を評価すること。
• このような磁場が宇宙背景放射における観測可能な異方性や計量摂動を引き起こすかどうかを特定すること。

提案手法

• 著者らは、インフレーション期の磁場が時空計量に与えるバックレアクションをモデル化するために、線形化されたアインシュタイン方程式を適用した。
• 彼らはデ de Sitter 背景における磁場のエネルギー運動量テンソルを計算した。
• 分析には、磁場が引き起こす異方的応力成分の計算が含まれていた。
• 著者らは、有効エネルギー運動量テンソルが計量摂動に与える寄与を評価した。
• 彼らは、磁場によって誘発される異方的応力の大きさを、標準的なインフレーション摂動に予想されるものと比較した。
• この研究は、曲がった時空における摂動場理論の手法に依存していた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 インフレーション期の磁場が、宇宙の均一性と等方性を破る顕著な異方的応力を生成できるか？
• RQ2 インフレーション期における原始的磁場が引き起こす計量摂動の定量的大きさは何か？
• RQ3 これらの磁場が、標準的なインフレーションパラダイムからの観測可能なずれを引き起こすか？
• RQ4 磁場のエネルギー運動量テンソルの成分が、宇宙の背景進化にどのように影響を与えるか？

主な発見

• この論文は、インフレーション期の磁場が、宇宙の均一性と等方性を損なう可能性のある異方的応力を生成すると主張した。
• 著者らは、磁場が有効エネルギー運動量テンソルに顕著な寄与をし、予想される摂動的境界を上回ることを報告した。
• 分析は、このような磁場が宇宙背景放射における観測可能な異方性を誘発する可能性があると示唆した。
• 結果は、線形化重力による磁場の時空計量へのバックレアクションの計算に基づいていた。
• 論文は、原始的磁場のエネルギー密度が無視できない場合、それらは均一で等方的な宇宙と両立しないと結論づけた。
• しかし、著者らは後に、基礎的な計算に誤りがあるとして論文を撤回し、すべての結論が無効になった。