| 초록 |
□ 연구개요 최근에 회전하는 블랙홀의 충돌로 인한 중력파신호(GW150914)를 포착하여, 일반상대성이론의 마지막 예측을 검증할 수 있는 역사적인 시대가 도래하였다. 그런데, 이런 “회전하는” 블랙홀의 충돌과정은 필연적으로 “고전일반상대론”의 범위를 넘어서는 순간을 포함하게 되고, “양자중력” 또는 “수정된 중력이론”을 고려하여야 한다. 그러나, 불행히도 아직 우리는 양자중력에 대한 일관된 이론이 정립되어 있지 않고, 더구나 회전하는 블랙홀의 엄밀한 해를 갖는 4차원의 수정된 중력이론이나 양자중력 “후보”들을 알지 못하고 있다. 본 연구에서는 (1) 2009년에 호자바에 의해서 제안된 양자중력이론의 미해결 문제를 “새로운” 방법으로 해결하여 “재규격화 가능한” 양자중력이론으로서 기초를 세우고, (2) 위의 양자중력후보 또는 수정된 중력이론에서 “회전하는 블랙홀”의 엄밀해 또는 고차의 근사해를 찾고, (3) 앞으로 얻어질 더 많은 중력파 데이터로부터 옳은 중력이론을 결정하고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 1차년도 목표: 4차원 호자바 중력이론의 FJ 방법, 비선형 섭동에서의 중력파 편극 (1)임의의 차원에서 호자바 중력의 헤밀토니안 동력학 연구하여 IR 과 UV 의 구속계의 구조와 물리적 자유도가 다름을 확인함. (논문 집필중). (2)호자바 중력에서의 버코프 정리를 증명하였다. 즉, 일반상대론의 결과로 근사되지 않는 해의 경우에는 UV 에서의 비선형 효과 에 의해서 시간에 의존하는 해가 존재하고, 따라서 이 경우에는 버코프 정리가 성립하지 않음을 보임. [논문게재]. (3)호자바 중력의 우주배경에 대한 선형섭동에서 여분의 scalar graviton mode 가 존재하지 않음을 “게이지 불변”하게 증명함. 그리고, “inflation without inflation”이 가능함을 최초로 엄밀히 보였고, 중력장의 tensor mode 에 기인한 tensor power spectrum을 주는 것 외에 현재 실제로 관측되고 있는 (scale invariant) scalar power spectrum 을 얻기 위해서는 UV 영역에서 새로운 항이 필요함을 처음으로 증명함. [논문게재]. 2차년도 목표: 호자바 이론에서의 회전 블랙홀 찾기 (1)3차원 호자바 중력의 회전 블랙홀의 (수정된) 엄밀해를 찾음 (논문초고 완성됨). (2)비록 특정 질량 0 에 대한 것이지만 회전에 대해서는 일반적인 회전에 대한 “질량이 없는 4차원 Kerr-AdS 블랙홀 해”를 발견함. (논문 집필중). 3차년도 목표: 특이점 찢어짐 불가능 정리, 중력파에서 일반상대론과 양자중력이론 시험 (1)Einstein-Born-Infeld 중력에서 처음으로 새로운 웜홀 해를 찾고 energy condition 이 모두 만족됨을 증명하였다. 즉, 에너지 조건을 위배하지 않는 새로운 자연 웜홀 (Natural Wormhole) 해를 찾았다. [논문게재] (2)자연 웜홀의 Quasi-Normal mode 계산의 수식론을 처음으로 정립하고 이를 통해서 AdS 공간위의 자연웜홀의 안정성을 증명함. [논문게재] □ 연구개발결과의 중요성 1.(1) 호자바 중력의 중력자 스칼라 편극 문제가 존재하지 않는다는 것이 증명되면, 이제 까지 이 이론의 기초에 대한 논쟁에 종지부를 찍고 이 이론에 대한 연구에 새로운 전기를 맞게 될것이다. (2) 호자바 중력에 대한 낮은 에너지의 로렌츠 대칭성을 주게되는 고에너지 에서의 새로운 대칭성은 이 이론의 대칭성에 대한 근본적인 이해뿐 아니라, 특히 재규격화에 대한 증명에도 근본적인 역할을 하리라 기대된다. 마치 소립자이론에서 게이지 대칭성이 재규격화의 일반적 증명에 결정적이었던 것처럼. 2. 4차원에서의 회전 블랙홀이 세계최초로 찾아지면 새로운 많은 회전블랙홀 충돌 데이터와 비교할 수 있는 일반상대성 이론이외의 유일한 수정중력이론이 될 것이어서 많은 인용이 기대가 된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
