宇宙論的ダイナミクスと観測的制約: 概要と序論

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• 概要と序文
• f(Q)重力：簡単なレビュー
• 後期宇宙論のダイナミクス
• パラメータ制約
• 結論
• 謝辞と参考文献

抽象的な

キーワード: 修正重力、ダークエネルギー、f(Q)重力、パラメータ制約。

PACS : 04.50.Kd、98.80.-k

1. はじめに

20 年以上にわたり、観測されている後期宇宙加速の説明を追求する宇宙論研究に多大な努力が注がれてきました。主な研究方法は、負の圧力を特徴とするダーク エネルギー (DE) と呼ばれる、宇宙内の新しいエネルギー要素の導入です。しかし、現時点では、DE の謎に対する決定的かつ満足のいく解決法は見つかっておらず、基礎物理学理論の枠組みに組み込むことは研究者にとって依然として課題となっています (このトピックに関する包括的なレビューについては、文献 [1、2、3] を参照してください)。

後期宇宙加速膨張を解明するための興味深いアプローチの 1 つは、DE または新しい物質形態のいずれかを組み込んでこの現象を説明すること以外に、修正重力理論の分野にあります (レビューについては、例えば文献 [4, 5, 6] を参照)。通常、この枠組みでは、基本作用は、スカラー曲率の一般化された関数 (いわゆる f(R) 理論)、一般的な高次理論、スカラー-テンソル重力理論などを前提として構築されます。最近、修正重力理論の領域で新しい提案が出てきました。重力相互作用が非計量性によって支配され、曲率とねじれが無視できるようになっているこれらの特定の理論は、f(Q) 理論または f(Q) 対称テレパラレル重力として知られています。ここで、Q は非計量性スカラーです [7, 8, 9, 10, 11]。これらの理論的枠組みは、従来のリーマン幾何学の枠組みとは対照的に、代替幾何学の固有の結果から生じる宇宙の加速現象に対する新たな視点を提供する可能性を秘めている（このトピックに関する最近の広範なレビューについては文献[12]を参照）。

この提案はごく最近のものですが、文献にはこれを使用して行われた研究が多数あります [13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46]。通常、場の方程式内に非線形要素が存在するため、これらのシナリオに固有の主な課題の 1 つは、解析的手段または数値的手段を問わず、解を導出するタスクに関係しています。一般的に場の方程式は数値的に解かれますが、他の戦略の中でも、ハッブルパラメータ、方程式の状態パラメータ、または赤方偏移に関する f(Q) のいずれかのパラメータ化を提案することも通常の試みです。

例えば、文献[13]では、著者らは赤方偏移アプローチを用いていくつかの修正f(Q)モデルの観測分析を行った。このアプローチでは、f(Q)ラグランジアンを赤方偏移f(z)の明示的な関数として再定式化した。f(z)のさまざまな多項式パラメータ化が提案されており、ΛCDMモデルからの逸脱を可能にする新しい項も含まれている。文献[27]では、ハッブルパラメータの新しいパラメータ化がモデルに依存しない方法で提案され、FLRW宇宙のフリードマン方程式に適用されている。また、文献[38]の著者らはハッブルパラメータのパラメータ化スキームを実装し、f(Q)宇宙論における場の方程式の正確な解を得た。