[論文レビュー] Dynamics of false vacuum bubbles with the negative tension due to nonminimal coupling

Bum-Hoon Lee, Chul H. Lee+3 more|arXiv (Cornell University)|Oct 25, 2007

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、スカラー場の非最小結合によって誘導される負の張力を持つ偽真空泡の力学を調査する。このような泡は、外部観測者の視点から正、ゼロ、または負の質量を示しつつ、初期特異点を持たずに膨張しうることを示している。内部はデシータ幾何を、外部は真の真空幾何を示し、これは真の真空エネルギーに依存する。

ABSTRACT

We study the dynamics of false vacuum bubbles. A nonminimally coupled scalar field gives rise to the effect of negative tension. The mass of a false vacuum bubble from outside observer's point of view can be positive, zero, or negative. The interior false vacuum has de Sitter geometry, while the exterior true vacuum background can have geometry depending on the vacuum energy. We show that there exist expanding false vacuum bubbles without the initial singularity in the past.

研究の動機と目的

• 非最小結合の影響を受ける偽真空泡の力学を分析すること。非最小結合は負の張力を誘導する。
• 外部観測者から見た偽真空泡の質量が、正、ゼロ、または負となる条件を特定すること。
• 膨張する偽真空泡が過去の初期特異点を持たずに進化できるかどうかを調査すること。
• 変化する真の真空エネルギー条件下での、内部（デシータ）および外部（真の真空）時空の幾何的構造を検討すること。

提案手法

• 重力に対して非最小に結合されたスカラー場を用いて偽真空泡をモデル化し、泡の壁に負の張力を生成する。
• 泡の壁を貫る接続条件を適用し、内部のデシータ幾何と外部の真の真空幾何を関連付ける。
• 非最小結合から誘導される負の張力を組み込んだ、泡の半径の有効な運動方程式を解く。
• 時間経過に伴う泡の半径の振る舞いを分析し、初期特異点の有無を評価する。
• 接続条件と漸近的幾何から導かれる外部からの観測者視点での泡の全質量を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非最小結合から生じる負の張力を有する偽真空泡は、過去の初期特異点を持たずに膨張できるか？
• RQ2 スカラー場の非最小結合が泡の壁の張力および質量にどのように影響するか？
• RQ3 外部観測者から見た泡の全質量が正、ゼロ、または負となるのはどのような要因によるか？
• RQ4 内部がデシータ幾何である場合、外部の真の真空幾何は真の真空エネルギーにどのように依存するか？
• RQ5 泡の力学が特異な初期状態を回避する条件は何か？

主な発見

• 非最小結合から生じる負の張力を有する偽真空泡は、過去の初期特異点を持たずに膨張しうる。
• 外部から観測された泡の全質量は、系のパラメータに応じて正、ゼロ、または負となる可能性がある。
• 偽真空エネルギーのおかげで、泡の内部はデシータ幾何を維持する。
• 外部幾何は真の真空状態の真空エネルギーに依存し、全体の力学的挙動に影響を与える。
• 非最小結合は泡の壁に負の張力を誘導し、特異点を伴わない膨張を可能にする上で中心的な役割を果たす。