ブレーン重力のダイナミクス

• Project/Area Number: 16740141
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 田中 貴浩 京都大学, 理学研究科, 助教授 (40281117)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2004: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: ブレーンワールド / ブラックホール / ゴースト / 加速膨張 / DGPモデル / ミニブラックホール / 宇宙論的摂動論 / 宇宙項 / ホーキング輻射 / ガウスボンネ / ブラックストリング / de Sitter時空の不安定性

Research Abstract

1)DGPブレーンワールドは宇宙項なしに加速膨張宇宙を実現するモデルとして注目されている。しかし、この加速膨張解には運動項の符号が通常と逆のゴーストが存在し、量子力学的に不安定で現実的なモデルではないとされている。しかし、このモデルは通常の5次元EH作用に4次元ブレーン上のEH作用を加えたもので、病的な振る舞いの原因は考えにくい。そこで、モデルに修正を加えてゴーストを消去する試みをおこなった。まず、ゴーストがスピン2の小さな質量を持った重力子に起因するので、2枚目のブレーンをバルク中に導入して質量を大きくしゴーストを消去することを試みた。予想通り重力子の質量は大きくなったが、ゴーストが重力子からブレーンのゆらぎのモードへと移行することがわかった。されに、異なるモデルの修正も試みたが、ゴーストが消えることはなかった。
2)ブレーンに局在したブラックホールがホーキング輻射によって反跳を受けブレーンから離脱する可能性ついて、場の理論的なドメインウォールでブレーンをモデル化し背景ブラックホール時空中で場の方程式を解く近似で数値シミュレーションをおこなった。結果、ブレーンの一部がちぎれてブラックホールに吸収されるが、基本的にブラックホールはブレーンからすり抜け、その際にブレーンがブラックホールから切り放される様子を明らかにすることに成功した。さらに、断熱近似で考察し、衝突速度が十分に遅い場合でも、余剰次元が1の場合には常に離脱が起こること、また、2以上の場合には臨界速度が存在することを明らかにし、ブラックホールの蒸発のプロセスを議論した。

Research Products

• [Journal Article] Black holes escaping from domain walls (2006)
  • Author(s): A.Flachi, O.Pujolas, M.Sasaki, T.Tanaka
  • Journal Title: Physical Review D 73 Pages: 125017-125017
• [Journal Article] Wronskian Formulation of the Spectrum of Curvature Perturbations (2006)
  • Author(s): S.Yokoyama, T.Tanaka, M.Sasaki, E.D.Stewart
  • Journal Title: JCAP 0606 Pages: 20-20
• [Journal Article] Critical escape velocity of black holes from branes (2006)
  • Author(s): A.Flachi, O.Pujolas, M.Sasaki, T.Tanaka
  • Journal Title: Physical Review D 74 Pages: 45013-45013
• [Journal Article] Black hole production in tachyonic preheating (2006)
  • Author(s): T.Suyama, T.Tanaka, B.Bassett, H.Kudoh
  • Journal Title: JCAP 0604 Pages: 1-1
• [Journal Article] The adiabatic evolution of orbital parameters in the Kerr spacetime (2006)
  • Author(s): N.Sago, T.Tanaka, W.Hikida, K.Ganz, H.Nakano
  • Journal Title: Progress of Theoretical Physics 115 Pages: 873-873
  • NAID: 110004749484
• [Journal Article] The spectrum of gravitational waves in Randall-Sundrum braneworld cosmology (2006)
  • Author(s): T.Kobayashi
  • Journal Title: Physical Review D 73 Pages: 44005-44005
• [Journal Article] Exact wave propagation in a spacetime with a cosmic string (2006)
  • Author(s): T.Suyama
  • Journal Title: Physical Review D 73 Pages: 24026-24026
• [Journal Article] Escape of black holes from the brane (2005)
  • Author(s): A.Flachi
  • Journal Title: Physical Review Letters 95 Pages: 161302-161302
• [Journal Article] A new delta N formalism for multi-component inflation (2005)
  • Author(s): H.C.Lee
  • Journal Title: JCAP 0510 Pages: 4-4
• [Journal Article] Quantum-mechanical generation of gravitational waves in braneworld (2005)
  • Author(s): T.Kobayashi
  • Journal Title: Physical Review D 72 Pages: 124028-124028
• [Journal Article] Five-dimensional black strings in Einstein-Gauss-Bonnet gravity (2005)
  • Author(s): T.Kobayashi
  • Journal Title: Physical Review D 71 Pages: 84005-84005
• [Journal Article] Are black holes over-produced during preheating? (2005)
  • Author(s): P.Suyama, T.Tanaka, B.Bassett, H.Kudoh
  • Journal Title: Phys.Rev.D 71 Pages: 63507-63507
• [Journal Article] Leading order corrections to the cosmological evolution of tensor perturbations in braneworld (2004)
  • Author(s): T.Kobayashi, T.Tanaka
  • Journal Title: JCAP 410 Pages: 15-15
• [Journal Article] Massless scalar fields and infrared divergences in the inflationary brane world (2004)
  • Author(s): O.Pujolas, T.Tanaka
  • Journal Title: JCAP 412 Pages: 9-9
• [Journal Article] Bulk inflaton shadows of vacuum gravity (2004)
  • Author(s): T.Kobayashi, T.Tanaka
  • Journal Title: Phys.Rev.D 69 Pages: 64037-64037
• [Journal Article] A new analytical method for self-force regularization. I : Scalar charged particle in Schwarzschild snacetime (2004)
  • Author(s): W.Hikida et al.
  • Journal Title: Prog.Theor.Phys. 111 Pages: 821-821