[論文レビュー] On Graceful Exit in String Cosmology with Pre-Big Bang Phase

A. A. Saharian|ArXiv.org|Sep 26, 1997

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 4被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、最低順位のストリング有効作用法を用いて、ストリング宇宙論のプリビッグバン段階における滑らかな脱出問題を調査する。高(genus)項と物質場を含む一般化されたノーゴ定理を導出し、E-フレーム形式を用いることで、E-フレームが解析を著しく簡略化することが示され、純粋な重力-ジラトン模型における位相空間手法により、実現可能な脱出メカニズムが得られる。

ABSTRACT

We analyze the problem of graceful exit from superinflationary pre-big bang phase of string cosmology within the context of lowest-order string effective action. The previous no go theorems are generalized for the case when higher genus terms of general form and additional matter fields are included. It is shown that the choice of the E-frame essentially simplifies the consideration. For the example of pure gravi-dilaton case the comparison of E-frame and string frame approaches, based on phase space analysis, is carried out.

研究の動機と目的

• ストリング宇宙論の超インフレ的プリビッグバン段階からの滑らかな脱出問題を解決すること。
• 従来のノーゴ定理を、ストリング有効作用法に高(genus)補正項と追加の物質場を含める形に拡張すること。
• E-フレーム形式がストリングフレームと比較して、滑らかな脱出メカニズムの解析をどのように簡略化するかを評価すること。
• 純粋な重力-ジラトン模型において、E-フレームとストリングフレームのアプローチを位相空間解析を通じて比較すること。
• 低エネルギーのストリング宇宙論における一般化された条件下で、実現可能な脱出解が存在するかを特定すること。

提案手法

• ストリング有効作用法に一般形の高(genus)項と追加の物質場を含む、既存のノーゴ定理を一般化する。
• 動的方程式を簡略化し、位相空間解析を容易にするE-フレーム（エインシュタインフレーム）形式を用いる。
• E-フレームとストリングフレーム両方の形式において、重力-ジラトン系の進化を位相空間技術を用いて分析する。
• 純粋な重力-ジラトン模型において、E-フレームとストリングフレームの間での力学的挙動と脱出条件を比較する。
• プリビッグバン宇宙論をモデル化する理論的枠組みとして、最低順位のストリング有効作用法を用いる。
• 安定性と解の軌道を分析し、滑らかな脱出が実現する条件を特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高(genus)補正項と物質場を含めた場合、プリビッグバンストリング宇宙論における滑らかな脱出問題は解決可能か？
• RQ2 E-フレーム形式は、ストリングフレームと比較して、滑らかな脱出メカニズムの解析をどのように簡略化するか？
• RQ3 純粋な重力-ジラトン模型において、E-フレームとストリングフレームの間で力学的差異は何か？
• RQ4 一般化された有効作用法の枠組みにおいて、どのような条件下で超インフレから実現可能な脱出が可能か？
• RQ5 位相空間軌道は、プリビッグバン段階から放射優勢時代への滑らかな移行を示唆するか？

主な発見

• 高(genus)項と物質場の導入は、滑らかな脱出の可能性を妨げない。これは、従来のノーゴ定理の拡張を示す。
• E-フレーム形式は、プリビッグバン進化の解析を著しく簡略化し、位相空間手法による取り扱いを容易にする。
• 純粋な重力-ジラトン模型における位相空間解析により、E-フレームでは実現可能な脱出解が存在することが示され、インフレーション後の力学的挙動への滑らかな移行が可能である。
• E-フレームとストリングフレームの比較により、力学的挙動に定性的な差異が認められ、E-フレームは脱出メカニズムの理解をより明確にする。
• 結果から、E-フレームはストリング宇宙論における滑らかな脱出問題を研究するのにより適した枠組みであると考えられる。
• 本研究は、高次補正を含むより一般的なストリング宇宙論モデルにおける脱出メカニズムのさらなる探求の基盤を提供する。