[論文レビュー] Magnetized String Cosmological Model in Cylindrically Symmetric Inhomogeneous Universe with Variable Cosmological-Term $\Lambda$

A. Pradhan|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2007

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 7被引用数 8

ひとこと要約

本稿では、時間に依存する宇宙定数 Λ と磁化されたストリングを仮定し、歪みのない拡張が歪み固有値に比例するとする条件下で、円柱的対称性と不均一性を持つ宇宙論的モデルを提示する。このモデルは、減少する Λ を得ており、これは超新星 Ia の観測と整合的であり、実際のエネルギー条件と物理的性質を有する、拡張的で非等方的かつ非回転的な宇宙を記述する。磁場あり・なしの両ケースにおいて成立する。

ABSTRACT

Cylindrically symmetric inhomogeneous magnetized string cosmological model is investigated with cosmological term $\Lambda$ varying with time. To get the deterministic solution, it has been assumed that the expansion ($ heta$) in the model is proportional to the eigenvalue $\sigma^{1}_{1}$ of the shear tensor $\sigma^{i}_{j}$. The value of cosmological constant for the model is found to be small and positive which is supported by the results from recent supernovae Ia observations. The physical and geometric properties of the model are also discussed in presence and absence of magnetic field.

研究の動機と目的

• 円柱的対称で不均一な時空における、変化する宇宙定数 Λ を有する決定論的宇宙論的モデルの構築。
• アインシュタイン場方程式への磁化ストリングおよび電磁場の源としての組み込み。
• エネルギー条件および運動論的挙動を含む、モデルの物理的および幾何学的性質の分析。
• 時間経過に伴う Λ の進化を調査し、Ia型超新星からの観測的制約と比較する。

提案手法

• 拡張スカラー θ が歪みテンソル固有値 σ₁¹ に比例することを仮定し、決定論的解を達成する。
• 時間依存関数を有するスケール因子を伴う円柱的対称計量を用いる。
• ストリングおよび磁場の状態方程式とエネルギー運動量保存則から導かれる時間依存宇宙定数 Λ(t) を組み込む。
• ストリングおよび磁場寄与を有する完全流体としての仮定の下でアインシュタイン場方程式を解く。
• 物理的妥当性を検証するため、エネルギー条件および現実性制約を適用する。
• 双曲線関数を用いた時間および径方向座標の関数として、拡張、歪み、加速度、適切体積などの運動論的量の式を導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 時間に依存する宇宙定数 Λ は、磁化ストリングを有する円柱的対称で不均一な宇宙の力学にどのように影響を与えるか？
• RQ2 一様磁場の有無にかかわらず、モデルの物理的および幾何学的性質は何か？
• RQ3 モデルの進化する Λ は、最近のIa型超新星観測と整合する小さな正の値に近づくか？
• RQ4 歪み対拡張比 σ/θ は、このモデルにおける宇宙の等方性にどのように影響を与えるか？
• RQ5 エネルギー条件および現実性制約は、モデルの物理的妥当性にどのような意味を持つか？

主な発見

• 宇宙定数 Λ(t) は時間の減少関数であり、漸近的に小さな正の値に近づく。これはIa型超新星の観測と整合的である。
• エネルギー密度 ρ は時間とともに減少し、すべての時間において正のまま保たれる。時間発展プロットにより示されている。
• モデルは、測地的流れベクトルを有する、拡張的で、歪みを有し、非回転的かつ非等方的な宇宙を記述する。
• 磁場および圧力が存在しない場合、解はBaysalら（2007）の結果に還元され、先行研究と整合的であることが確認される。
• 歪み対拡張比 σ/θ は一定であり、モデルが等方性に近づかないことを示している。
• 適切なパrameter選択のもとで、支配的および現実性エネルギー条件を満たしており、物理的整合性が確認される。