[論文レビュー] Galileons on Trial

Stephen Appleby, Eric V. Linder|arXiv (Cornell University)|Apr 19, 2012

Geophysics and Gravity Measurements被引用数 27

ひとこと要約

この論文は、宇宙の加速を説明するためのΛCDMの代替としてのガリレオン重力の妥当性を調査しており、膨張歴史または構造成長歴のいずれか一方には適合可能であるが、両方を同時に再現できないことを示している。現在の観測データは、物質に直接結合しないガリレオンモデルの広いクラスを強く否定しており、ΛCDMの代替案として排除している。

ABSTRACT

Galileon gravity is a robust theoretical alternative to general relativity with a cosmological constant for explaining cosmic acceleration, with interesting properties such as having second order field equations and a shift symmetry. While either its predictions for the cosmic expansion or growth histories can approach standard \Lambda CDM, we demonstrate the incompatibility of both doing so simultaneously. Already current observational constraints can severely disfavor an entire class of Galileon gravity models that do not couple directly to matter, ruling them out as an alternative to \Lambda CDM.

研究の動機と目的

• ガリレオン重力が、ΛCDMが示す宇宙の膨張歴史と構造成長歴の両方を同時に再現できるかどうかを評価すること。
• 現在の観測制約を踏まえて、物質に直接結合しないガリレオンモデルがΛCDMの代替としての妥当性を有するかどうかを評価すること。
• ガリレオンのシフト対称性と2次微分方程式の性質が、観測的検証を受けても一貫した宇宙論的進化を保証できるかどうかを検討すること。

提案手法

• 著者たちは、2次微分方程式とシフト対称性を持つガリレオン重力モデルの宇宙論的進化を分析した。
• 宇宙マイクロ波背景および大規模構造サーベイからの観測データと比較して、Hubbleパラメータおよび物質パワースペクトルのモデル予測を検証した。
• 物質に直接結合しないモデルを対象とし、膨張歴史と成長歴史の両方の制約と整合性があるかどうかを検討した。
• 観測適合性を定量化するために、フィッシャー行列予測と尤度比較を用いた。
• 理論的整合性は、エネルギー条件を満たし、ゴーストや勾配不安定性を避けることによって確認した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ガリレオン重力モデルは、ΛCDMが示す観測された宇宙の膨張歴史と物質成長歴の両方を同時に再現できるか？
• RQ2 現在の観測データは、物質に直接結合しないガリレオンモデルをどの程度制約するか？
• RQ3 ガリレオンのシフト対称性は、膨張と成長の両方を考慮した場合に、観測と一貫性を保つのに十分か？

主な発見

• 物質に直接結合しないガリレオン重力モデルは、現在の観測データによって著しく否定されている。
• 調査されたモデル群のいかなるモデルも、ΛCDMの宇宙の膨張歴史と物質成長歴の両方を同時に再現できない。
• 両方の歴史を再現するために必要なパラメータ空間が、一方の制約と衝突するため、不整合が生じる。
• 個々のガリレオンモデルの側面はΛCDMを模倣可能であるが、組み合わせた制約によって、非最小結合モデルの全クラスが排除される。
• これらの結果は、物質に直接結合しないガリレオンモデルが、直接結合なしではΛCDMの一貫した代替案とはなり得ないことを示している。