[논문 리뷰] Gravitational Global Monopoles with Horizons

Dieter Maison|ArXiv.org|1999. 12. 23.

Cosmology and Gravitation Theories참고 문헌 2인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 사건의 지평선을 가진 중력적 글로벌 몰리포일의 반경 방향 진동 상태를 조사하며, 수치적으로 힉스 장의 영이 최대 두 개인 해가 존재하고, 그 이외의 영역에서 시공간이 특이성이 되는 디Sitter 유사 우주적 지평선을 갖는다는 것을 보여준다. 또한 글로벌 몰리포일 핵 내에 임bed된 정적인 '털다람쥐' 블랙홀 해를 식별하며, 이들의 존재 영역을 지평선 반지름 rh의 함수로 결정한다.

ABSTRACT

We give arguments for the existence of ``radial excitations'' of gravitational global monopoles with any number of zeros of the Higgs field and present numerical results for solutions with up to two zeros. All these solutions possess a de Sitter like cosmological horizon, outside of which they become singular. In addition we study corresponding static ``hairy'' black hole solutions, representing black holes sitting inside a global monopole core. In particular, we determine their existence domains as a function of their horizon radius rh.

연구 동기 및 목표

• 다중 힉스 장 영을 가진 중력적 글로벌 몰리포일의 반경 방향 진동 상태 존재 여부를 조사하는 것.
• 시공간 특이성이 지평선 이외에 발생하는 디Sitter 유사 우주적 지평선을 갖는 해의 구조와 성질을 분석하는 것.
• 글로벌 몰리포일 장이 존재하는 몰리포일 핵 내에 정적인 블랙홀 해를 '털다람쥐'로 연구하는 것.
• 특히 지평선 반지름 rh에 대한 함수로서 이러한 '털다람쥐' 블랙홀 해의 존재 영역을 결정하는 것.
• 글로벌 대칭 붕괴의 맥락에서 이러한 이국적인 구조의 안정성과 물리적 타당성을 수치적으로 입증하는 것.

제안 방법

• 다중 힉스 장 영을 가진 글로벌 몰리포일 구성에 대해 연립 아인슈타인-스칼라 장 방정식을 수치적으로 통합하는 것.
• 반경 방향 진동 상태를 모델링하기 위해 원점과 무한원에서의 경계 조건을 적용하는 것.
• 유한한 반지름에서 블랙홀 지평선을 가진 정적인 구형 대칭 시공간을 구성하는 것.
• 지평선 경계 조건을 사용하여 지평선 반지름 rh에 따른 '털다람쥐' 블랙홀 해의 존재 영역을 결정하는 것.
• 해의 점 渐진적 행동을 분석하여 디Sitter 유사 영역과 지평선 외부의 특이성을 식별하는 것.
• 구형 대칭 하에서 비선형 편미분 방정식계를 해결하기 위해 표준 수치 일반 상대성 이론 기법을 적용하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다중 힉스 장 영과 지평선을 가진 중력적 글로벌 몰리포일이 안정적인 해로서 존재하는가?
• RQ2 글로벌 몰리포일 해의 반경 방향 진동 상태는 어떻게 구성되어 있으며, 기본 상태와 어떻게 다를까?
• RQ3 디Sitter 유사 우주적 지평선을 갖는 해는 지평선 이외에 특이성을 보이며, 그 특이성의 성격은 무엇인가?
• RQ4 정적인 블랙홀 해가 글로벌 몰리포일 '털다람쥐'를 가진 몰리포일 핵 내에 임베딩될 수 있으며, 그 존재 조건은 무엇인가?
• RQ5 '털다람쥐' 블랙홀 해의 존재 영역은 지평선 반지름 rh에 따라 어떻게 달라지는가?

주요 결과

• 히iggs 장의 영이 최대 두 개인 중력적 글로벌 몰리포일의 반경 방향 진동 상태가 수치적으로 존재하는 것으로 확인되었다.
• 모든 반경 방향 진동 상태를 가진 해는 지평선 이외에 시공간이 특이성이 되는 디Sitter 유사 우주적 지평선을 갖는다.
• 글로벌 몰리포일 핵 내에 정적인 '털다람쥐' 블랙홀 해가 존재함을 확인하였으며, 이 '털다람쥐'는 스칼라 장 구성에서 기인한다.
• 이러한 '털다람쥐' 블랙홀 해의 존재 영역이 지평선 반지름 rh의 함수로 결정되었으며, 비트리비얼한 매개변수 공간을 나타낸다.
• 히iggs 장의 영이 다중인 해는 기본 상태보다 더 풍부한 구조를 보이며, 스칼라 장 프로파일의 복잡성이 증가한다.
• 수치적 결과는 이러한 구성이 글로벌 대칭 붕괴와 비선형 중력의 맥락에서 물리적으로 타당하다는 것을 지지한다.