[논문 리뷰] Lyra's cosmology of inhomogeneous universe with electromagnetic field

Anil Kumar Yadav|University of Zagreb University Computing Centre (SRCE)|2010. 04. 09.

Cosmology and Gravitation Theories참고 문헌 5인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 라이라 기하학에서 전자기장이 존재하는 평면 대칭 비균일 우주론적 모델을 제안하며, 시간 및 공간에 의존하는 계량계수를 사용하여 결정론적 해를 유도한다. 이 모델들은 음의 감속 파라미터 (−1 < q < 0) 를 나타내어 타입 Ia 초신성 및 CMBR 관측과 일치하는 우주 가속을 나타내며, 프라드한 등(2007)의 이전 해를 일반화한다.

ABSTRACT

The plane-symmetric inhomogeneous cosmological models of perfect fluid distribution with electro-magnetic field is obtained in the framework of Lyra's geometry. To get the deterministic solution, I have considered $ A=f(x)ν(t) $, $ B=g(x)μ(t) $ and $ C=h(x)μ(t) $, where A, B and C are metric coefficients. It has been found that the solutions generalize the solution obtained by Pradhan, Yadav and Singh (2007) and are consistent with the recent observations of type Ia supernovae. A detailed study of physical and kinematical properties of the models have been carried out.

연구 동기 및 목표

• 라이아 기하학에서 전자기장이 존재하는 결정론적 평면 대칭 비균일 우주론적 모델을 개발한다.
• 시간에 의존하는 게이지 벡터장 β(t) 가 우주 진화 모델링에 미치는 역할을 조사한다.
• 계량계수의 공간적 및 시간적 의존성을 允허하여 프라드한, 야다브, 싱크(2007)의 해를 일반화한다.
• 모델의 물리적 및 운동학적 성질, 즉 팽창, 비틀림 및 감속 파라미터를 검토한다.
• 전자기장이 초기 우주 모델에서 비균일성과 등방성에 미치는 영향을 탐구한다.

제안 방법

• 공간적 및 시간적 의존성을 분리하기 위해 계량계수 A = f(x)ν(t), B = g(x)μ(t), C = h(x)μ(t) 를 가정한다.
• 일정하지 않은 이동장 벡터 β(t) 를 가진 라이아 기하학을 적용하며, 일반 상대성 이론의 우주상수 Λ 를 대체한다.
• 완전한 유체와 전자기장 기여를 고려한 수정된 아인슈타인 장 방정식을 해결한다.
• 피트로 유형 II 비퇴화된 중력장과 z 축을 沿한 전류를 가정하여 자장을 생성한다.
• 좌표 변환을 수행하여 기존 모델(예: 프라드한과 씨암 수엔더, 2007)과 비교 가능한 형태로 계량을 단순화한다.
• 온도 및 부피에 대한 함수로 표현된 새로운 상태 방정식을 유도하며, 열역학적 제약 조건을 우주론적 프레임워크에 통합한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 라이아 기하학에서 시간에 의존하는 게이지 장 β(t) 가 비균일하고 평면 대칭인 우주의 역학에 미치는 영향은 무엇인가?
• RQ2 전자기장 존재 시 감속 파라미터 q 의 행동은 어떠한가? 그리고 이는 우주 가속을 지지하는가?
• RQ3 전자기장은 비균일성과 비틀림의 진화에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ4 유도된 해가 프라드한, 야다브, 싱크(2007)의 이전 작업을 어느 정도 일반화하는가?
• RQ5 통합 조건과 온도에 의존하는 상태 방정식을 도입함으로써 평면 대칭 우주론적 모델에서 열역학적 일관성이 달성될 수 있는가?

주요 결과

• 감속 파라미터 q 는 항상 −1 < q < 0 범위에 머물러 있어 지속적인 우주 가속 단계를 나타내며, SNe Ia 및 CMBR 관측과 일치한다.
• 게이지 장 β(t) 는 시간이 지남에 따라 감소하며, 시간에 따라 변하는 우주상수 Λ(t) 와 유사한 행동을 보여 초기 우주에서 인플레이션 유사 단계를 지지한다.
• 프라드한, 야다브, 싱크(2007)의 해를 일반화한 모델이며, 특정 매개변수 제약 조건 하에서 이는 특수한 경우가 된다.
• 전자기장은 비균일성과 비틀림 이방성 유지에 비트리비얼한 역할을 하며, 그가 없을 경우 비균일성이 감소한다.
• 비틀림 대 팽창 비율 σ/θ ≠ 0 이므로, 모델은 등방성으로 수렴하지 않으며 이방성적인 구조를 유지한다.
• 온도 및 부피에 대한 함수로 표현된 새로운 상태 방정식을 유도하였으며, 이는 제르드비치 유체와 복사 유체의 거동을 통합하여 모델의 열역학적 일관성을 향상시킨다.