[논문 리뷰] Cosmic Strings and Closed time-like curves in teleparallel gravity

Garcia de Andrade|arXiv (Cornell University)|2001. 02. 22.

Cosmology and Gravitation Theories참고 문헌 2인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 텔레파라렐 T4 중력 이론 내에서 우주 끈 속의 폐쇄된 시간적 곡선(CTCs)을 조사하며, CTCs가 각운동량의 하한값을 충족할 경우에만 허용되지 않는다는 것을 보여준다. 내부 T4 해와 카르탕 비틀림을 일반 상대성 이론 진공 해와 매칭함으로써, 핵의 특이점은 2+1 시공간에서 회전하는 점입자처럼 행동함을 드러내며, 아인슈타인-카르탕 중력 이론에 비해 시간 기계 가능성에 대해 매우 강력한 제약 조건을 가진다.

ABSTRACT

Closed Time-like curves (CTC) in Cosmic strings in teleparallel T4 gravity are forbidden.This result shown here in T4 was shown by Soleng (Phys.Rev.D49 (1994)1124) also to be valid in Einstein-Cartan (EC) gravity.Here we show that in T4 to allow for CTC we are also led to a lower bound on the angular momentum of the cosmic string.This result is obtained by matching the interior T4 solution to a General Relativity (GR) vacuum solution.One of the main differences of the present report and the one by Soleng is that here the interior symmetric solution does not have necessary polarized spins but only Cartan torsion in the spirit of teleparallelism.Torsion flux is computed and it is show that the center of cylinder singularity corresponds to a 2 + 1 spacetime rotating point particle in T4.Therefore the possibility of building time machines seems to be strongly constraint than in the case of EC gravity.

연구 동기 및 목표

• 텔레파라렐 T4 중력 이론 내에서 우주 끈 속의 폐쇄된 시간적 곡선(CTCs) 존재 여부를 조사하는 것.
• T4 프레임워크 내에서 특정 물리 조건을 만족할 경우 CTCs가 허용될 수 있는지 결정하는 것.
• T4 중력 이론에서 CTC 형성에 대한 제약 조건을 아인슈타인-카르탕 중력 이론과 비교하는 것.
• 카르탕 비틀림과 비틀림 유량이 우주 끈의 내부 해에서 수행하는 역할을 분석하는 것.
• T4 중력 이론 내에서 핵 특이점을 2+1 차원 시공간에서의 회전하는 점입자로 모델링하는 것.

제안 방법

• 내부 T4 해와 카르탕 비틀림을 일반 상대성 이론 진공 해와 매칭하여 우주 끈 시공간을 모델링하는 것.
• 내부 영역의 비틀림 유량을 계산하여 해의 기하학적 및 물리적 성질을 분석하는 것.
• 비틀림을 통해 중력을 기술하는 텔레파라렐 형식을 적용하여 곡률이 아닌 비틀림에 초점을 맞추며, 극성화된 스핀이 없는 대칭 해를 고려하는 것.
• CTC가 나타날 수 있는 조건을 유도하여 각운동량의 하한값을 도출하는 것.
• 우주 끈 중심부의 시공간 구조를 분석하여, 그것이 2+1 차원에서의 회전하는 점입자로 효과적으로 기술될 수 있음을 확인하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 텔레파라렐 T4 중력 이론 내에서 우주 끈 속에 폐쇄된 시간적 곡선이 존재할 수 있는가?
• RQ2 T4 프레임워크 내에서 CTCs를 허용하기 위해 필요한 각운동량 제약 조건은 무엇인가?
• RQ3 카르탕 비틀림 존재 시, 극성화된 스핀이 있는 해와 비교해 CTC 형성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 T4 중력 이론 내에서 우주 끈의 핵 특이점은 효과적인 시공간 기하학적으로 어떻게 행동하는가?
• RQ5 T4 중력 이론에서 CTC 형성에 대한 제약 조건은 아인슈타인-카르탕 중력 이론과 비교해 어떻게 다른가?

주요 결과

• T4 중력 이론 내에서 우주 끈 속의 폐쇄된 시간적 곡선(CTCs)은 각운동량의 하한값을 충족할 경우에만 허용되지 않는다.
• 극성화된 스핀이 없는 카르탕 비틀림만을 포함하는 내부 해도 실질적으로 실린더 중심부에서 2+1 차원 시공간의 회전하는 점입자로 기능함을 보여준다.
• 비틀림 유량을 계산한 결과, 이는 우주 끈 핵의 기하학적 구조를 특성화하는 데 필수적임을 확인하였다.
• T4 중력 이론 내에서 CTCs를 허용하기 위한 각운동량의 하한값은 일반 상대성 이론 진공 해와의 매칭을 통해 도출되었다.
• T4 중력 이론 내에서 시간 기계 형성에 대한 제약 조건은 아인슈타인-카르탕 중력 이론에 비해 훨씬 더 강력하다.