[論文レビュー] Model of interacting dark energy in the Kaluza-Klein theory of gravitation

Mubasher Jamil|arXiv (Cornell University)|Oct 16, 2008

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 1

ひとこと要約

本稿は、相互作用するダークエネルギーと時間変動する宇宙定数を備えた五次元ブレーン宇宙論モデルを提案し、有効方程式状態がプロップ・ディバイドを crosses することを示し、宇宙の一致問題を解決する。このモデルは、ダークエネルギー密度が物質に対して動的に安定化され、晩期加速と宇宙の一致問題を統一的に扱うフレームワークを提供する。

ABSTRACT

We here investigate the model of interacting dark energy in the context of five dimensional brane cosmology. The effective equations of state of dark energy are evaluated for various choices of the variable time dependent cosmological constant. We have found that the interacting dark energy obeys the phantom divide/crossing scenario in this generalized model. It is also shown that interacting dark energy in this generalized model also resolves the cosmic coincidence problem.

研究の動機と目的

• 五次元カルラッツ＝クライン重力理論の枠組み内で、相互作用するダークエネルギーの力学を調査すること。
• 高次元ブレーンモデルにおいて時間依存の宇宙定数を導入することで、宇宙の一致問題に対処すること。
• 時間変動する宇宙定数のさまざまな状況下でのダークエネルギーの有効方程式状態を評価すること。

提案手法

• 五次元カルラッツ＝クライン理論を用いて、ブレーン上の有効4次元運動方程式を定式化する。
• ブレーンの物理的時間の関数として、時間依存の宇宙定数を導入する。
• ブレーン・ワールドの設定における修正されたフリードマン方程式から、有効ダークエネルギー方程式状態を導出する。
• 時間変動する宇宙定数の異なる関数形に対する方程式状態パラメータの挙動を分析する。
• 観測された宇宙の晩期加速と物質・放射のバランスとにおけるモデルの安定性と整合性を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 時間変動する宇宙定数を伴う五次元ブレーン宇宙論において、ダークエネルギーの有効方程式状態はどのように振る舞うか？
• RQ2 この枠組みにおける相互作用するダークエネルギーモデルは、プロップ・ディバイド（w = -1）を越えることができるか？
• RQ3 モデルは、ダークエネルギー密度と物質密度比を動的に安定化させることで、宇宙の一致問題を緩和するのか？

主な発見

• ダークエネルギーの有効方程式状態はプロップ・ディバイドを越え、クインテッセンス的性質からプロップ的性質への遷移を示している。
• モデルは、宇宙の時間経過に伴いダークエネルギー密度が物質密度と同等のままである動的進化を示し、宇宙の一致問題を解決している。
• 時間変動する宇宙定数は、ダークエネルギーと物質密度比を安定化させる自己調整メカニズムを誘発する。
• プロップ・ディバイドの越えは、高次元幾何構造と宇宙定数の時間依存性から自然に生じる。
• 導出された有効運動方程式のもとで、観測された宇宙の晩期加速とモデルは整合性を保っている。