有質量グラビトン模型と宇宙論

DOI Web Site

書誌事項

タイトル別名
  • Massive Gravity and Cosmology
  • ユウシツリョウ グラビトン モケイ ト ウチュウロン

この論文をさがす

抄録

<p>現在の宇宙の加速膨張は，一般相対性理論に基づいて説明しようとすると，ダークエネルギーの存在を示唆する．ダークエネルギーは，もしも本当に存在するのであれば，負の圧力を伴うことで万有斥力を生じ，宇宙が膨張すると体積に比例して増加する（つまりエネルギー密度が一定）という，驚くべき性質を持つはずである．しかし，その正体は全く分かっていないのが現状である．</p><p>歴史的には，19世紀に似た状況が知られている．惑星の軌道の観測により，水星の近日点移動が発見されたが，ニュートン力学では説明できなかった．そこで，人々は見えない惑星を導入して説明しようとした．この仮説上の惑星はヴァルカンと呼ばれ，発見したと主張した人もいた．これは，いわばダーク・プラネットである．しかし，本当の答えはダーク・プラネットではなく，“重力理論を変える”ということだった．一般相対性理論は水星の近日点移動を見事に説明し，ニュートン力学に変わる，新しい重力理論としての地位を獲得したのだった．</p><p>この歴史的事実を鑑みれば，少なからぬ研究者が「ダークエネルギーを導入する代わりに，一般相対論を変更することはできないか？」と考えるのも理解できるだろう．ダークエネルギーは，一般相対性理論で加速膨張を説明しようとすると必要だが，もしも重力が長距離で変更を受けるのなら，もしかすると必要ないのかもしれない．</p><p>重力は重力子によって媒介されると考えられているが，一般相対性理論において重力子に質量はなく，その結果，重力は長距離にまで作用する．一方，もしも重力子に質量を与えることができれば，重力の長距離での振る舞いが修正されるだろう．重力子が質量を持つ可能性，すなわちmassive gravityについての研究は，1939年にFierzとPauliが線形理論を提唱して以来，長い歴史を持つ．しかし，1972年にBoulwareとDeserが非線形レベルでの不安定性を指摘してからは，長い間，重力子は質量を持てないだろうと考えられてきた．約40年後の2010年になってやっと，この不安定性の問題を解決する理論が，de RhamとGabadadzeとTolleyによって提唱された．この理論は，3人のイニシャルをとってdRGT理論と呼ばれる．</p><p>理論的整合性を持つmassive gravity理論の候補が見つかったので，多くの研究者が，それを宇宙論に応用して，加速膨張などの宇宙の謎に挑戦したいと考え始めた．そして，ダークエネルギーがなくても加速膨張する解が発見された．しかし，間もなくして，この解を含め，dRGT理論における一様等方な宇宙論解は，全て不安定であることが示された．この新たな不安定性を回避して，massive gravityにおける宇宙論を始めるためには，二つのアプローチがある．一つは，同じ理論において新しいタイプの宇宙論解を見つけることである．たとえば，等方性を通常の物質からは見えないところで破ることで，新しい宇宙論解が発見されている．もう一つのアプローチは，新たな理論を構築することである．これまでに，extended/new quasidilaton，bimetric gravity，minimal theory of massive gravity等において，安定な一様等方宇宙論解を見つけることに成功している．</p>

収録刊行物

  • 日本物理学会誌

    日本物理学会誌 71 (7), 452-462, 2016

    一般社団法人 日本物理学会

キーワード

詳細情報 詳細情報について

問題の指摘

ページトップへ