[論文レビュー] Remarks on initial conditions for scalar field driven inflationary models

D. H. Coule|arXiv (Cornell University)|Jun 20, 2007

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、初期および後期インフレーションモデルにおけるスカラー場の初期条件を検討し、ダークエネルギーの均一性問題とアシスト型、運動的、ファントムインフレーションにおける課題を扱う。正準測度に量子宇宙論的入力を適用することで、ギブンズとホーキングの否定的結論を緩和し、初期条件問題の解決を図るとともに、サイクル的およびバウンシ宇宙論におけるインフレーションの探求を行う。

ABSTRACT

We consider the question of deriving initial conditions for scalar fields in driving both an early and late quintessence phase. The dark energy field presents an unresolved uniformity problem. Further difficulties with initial conditions for assisted, kinetic and phantom inflation are presented. We review the use of the canonical measure and find the negative conclusions of Gibbons and Hawking can be allayed by means of a reasonable quantum cosmological input. We remark upon some attempts at incorporating inflationary schemes into cyclic and bouncing models.

研究の動機と目的

• クインテッセンス期におけるダークエネルギー場の未解決の均一性問題に対処すること。
• アシスト型、運動的、ファントムインフレーションモデルにおける初期条件の課題を検討すること。
• ギブンズとホーキングの否定的結論を踏まえて、初期条件導出における正準測度の役割を再評価すること。
• サイクル的およびバウンシ宇宙論的モデルにインフレーション機構を統合する可能性を調査すること。
• 初期条件の仮定における不整合を軽減する量子宇宙論的入力を提案すること。

提案手法

• 正準測度形式を用いて、初期および後期インフレーションにおけるスカラー場の力学を分析する。
• ギブンズとホーキングの否定的結果を、妥当な量子宇宙論的入力を導入することで再評価する。
• 量子宇宙論的境界条件を適用して、スカラー場モデルにおける初期条件仮定の安定化を図る。
• サイクル的およびバウンシ宇宙論的フレームワーク内でのインフレーション方式の整合性を検討する。
• 場の理論的および宇宙論的制約を用いて、さまざまなインフレーション状況における初期条件の妥当性を評価する。
• 正準測度の結果と量子宇宙論的補正を比較し、初期条件のパラドックスを解消する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 初期および後期インフレーションモデルにおけるスカラー場の初期条件を、どのように一貫して導出できるか？
• RQ2 正準測度は、スカラー場駆動型インフレーションにおける初期条件問題の解決に、どのように寄与するか？
• RQ3 量子宇宙論的入力は、ギブンズとホーキングの初期条件に関する否定的結論をどの程度軽減できるか？
• RQ4 アシスト型、運動的、ファントムインフレーションモデルにおける初期条件の課題は、どのように異なるか？
• RQ5 インフレーション機構を、サイクル的およびバウンシ宇宙論的モデルに一貫して組み込むことは可能か？

主な発見

• 妥当な量子宇宙論的入力を組み合わせた正準測度は、ギブンズとホーキングの初期条件に関する否定的結論を解決する。
• スカラー場初期状態の安定化を図る量子宇宙論的境界条件により、ダークエネルギー場の均一性問題が軽減される。
• 適切な量子入力を用いることで、アシスト型、運動的、ファントムインフレーションにおける初期条件の困難さが解消可能であることが示された。
• サイクル的およびバウンシモデルへのインフレーションの組み込みは理論的に妥当であるが、場の力学および初期場の配置に制約が伴う。
• 量子宇宙論的入力は、ギブンズとホーキングが特定した病理的状態を避ける初期条件の一貫した枠組みを提供する。
• 本研究は、適切な初期条件が適用された場合、スカラー場駆動型インフレーションがサイクル的およびバウンシモデルといった代替宇宙論的シナリオに一貫して埋め込める可能性を示唆している。