[論文レビュー] Instanton Formation of Vacuum Energy via the Reissner-Nordstrom Geometry of a Wormhole Bridge between a Prior to our Present Universe

Andrew Beckwith|arXiv (Cornell University)|Oct 19, 2007

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 13

ひとこと要約

本稿は、ホワイトホールの幾何学的橋渡しとしてのリーマン＝ノールストローム幾何を用い、ホーキングの時間的発展を模倣する擬似時間の進化を経て、過去の宇宙から現在の宇宙への真空エネルギーのインスタントン形成のメカニズムを提案する。このメカニズムは、スケール因子の進化を記述するフリードマン方程式に起因する因果的障壁を特定し、これがインスタントンの終了をもたらす可能性があると示唆しており、セス・ロイドの情報理論的モデルと結びつける。

ABSTRACT

We present a criteria for necessary conditions for instanton formation of an energy packet from a prior to our present universe, using the Reissnor-Nordstrom metric which is congruent with Crowell's pseudo time evolution version of Wheeler De Witt equation. This is based upon Wesson's (1999) treatment of instanton formation in five dimensional cosmologies. Criteria for break up of this instanton is proposed due to a causal barrier derived from first principles From the Friedmann equation for scale factor evolution, with a discussion of how this can be linked to Seth Lloyd's treatment of computational bits of 'information' in different periods of inflationary cosmology

研究の動機と目的

• 過去の宇宙から現在の宇宙への移行において、真空エネルギーのインスタントン形成に必要な条件を確立すること。
• 五次元の宇宙論的枠組みにおいて、リーマン＝ノールストローム計量を幾何的ブリッジとして適用すること。
• スケール因子の進化を記述するフリードマン方程式を用いて、第一原理から因果的障壁を導出すること。
• インスタントンの崩壊が、インフレーション期におけるセス・ロイドの計算ビットモデルとどのように関連するかを明らかにすること。
• 量子重力に由来するインスタントン力学と情報理論的宇宙論を、一貫した幾何的・動的構造を通じて統合すること。

提案手法

• 過去の宇宙と現在の宇宙の間を接続するトンネルをモデル化するために、リーマン＝ノールストローム計量を用いる。
• ホーキング＝デウィット方程式のクロウエルによる擬似時間発展形式を用い、量子遷移のダイナミクスを記述する。
• ウェッソン（1999）の五次元インスタントン形成フレームワークを、因果的かつ幾何的状況に適応する。
• スケール因子の進化を記述するフリードマン方程式から、インスタントン持続時間の上限を示す因果的障壁を導出する。
• インフレーション期における情報理論的モデル（ビット）を統合し、インスタントン崩壊の物理的意味を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 過去の宇宙から現在の宇宙への移行において、真空エネルギーがインスタントンを形成するための幾何的・力学的条件は何か？
• RQ2 リーマン＝ノールストローム計量は、宇宙時代の間を量子的ブリッジとしてどのように機能するか？
• RQ3 スケール因子の進化を記述するフリードマン方程式から、インスタントンの終了をもたらす因果的制約は何か？
• RQ4 インスタントンの寿命は、インフレーション期の情報処理とどのように関係するか？
• RQ5 インスタントンの崩壊は、宇宙論的計算ビットの観点からどのように解釈できるか？

主な発見

• リーマン＝ノールストローム幾何は、宇宙間を接続する量子的ブリッジをモデル化する上で実用的な幾何的枠組みを提供する。
• フリードマン方程式から自然に因果的障壁が生じ、インスタントン形成プロセスの持続時間を制限する。
• インスタントンの崩壊は、インフレーション的膨張の開始と関連し、情報処理が物理的に意味を持つようになる。
• 本モデルは、初期インフレーション期における計算ビットの数が、インスタントンの寿命によって制限される可能性を示唆する。
• 一貫した幾何的・動的構造を通じて、量子重力に由来するインスタントン力学と情報理論的宇宙論を統合するフレームワークを提供する。