二次重力

二次重力理論（QG ）は、アインシュタイン・ヒルベルトのラグランジアンにすべての局所的な曲率二次項を追加することで得られる一般相対論の拡張である。^{[ 1 ]}これにより、理論は繰り込み可能になる。^{[ 1 ]}これは、数あるf ( R )重力理論の1つである。^{[ 2 ] : 63} 量子色力学との整合性には、これらの追加の二次項が必要であると示唆されている。^{[ 3 ]}

この理論はもともと1977年にケロッグ・ステラによって開発されたが、^{[ 4 ]} 、負のノルムを持つスピン2の質量を持つゴースト粒子を導入したため、実行可能な理論として受け入れられるのが困難であった。^{[ 5 ] [ 1 ]}質量を持つゴースト粒子の他に、この理論は重力子と追加のスカラーボソンの存在も予測している。^{[ 5 ]}このスカラー粒子は、アレクセイ・スタロビンスキーによる1980年の初期宇宙に関する研究にも登場し、そこでは最低の二次項のみを保持していた。スタロビンスキーインフレーションでは、スカラー粒子が宇宙のインフレーションの原因である。^{[ 5 ] [ 1 ]}

QGは繰り込み可能であることに加え、紫外線固定点を持つことも示されている。^{[ 6 ]}量子重力理論に不可欠なユニタリー性は、特定の条件下で確立されている。^{[ 7 ]}

ジョン・ドナヒューは、二次重力が量子重力の実現可能な理論になる可能性があると信じている。^{[ 5 ]}彼は、そのゴースト粒子を時間反転した不安定粒子として再解釈した。^{[ 8 ] [ 7 ]}

QGが有効な理論である可能性を検証するために、イベント・ホライズン・テレスコープを使用する研究が行われています。 ^{[ 9 ]}

参考文献

1. Salvio, Alberto (2018). 「二次重力」 . Frontiers in Physics . 6 (77) 77. arXiv : 1804.09944 . Bibcode : 2018FrP.....6...77S . doi : 10.3389/fphy.2018.00077 .
2. クリフトン, ティモシー; フェレイラ, ペドロ G.; パディーヤ, アントニオ; スコルディス, コンスタンティノス (2012年3月1日). 「修正重力と宇宙論」 .物理学レポート. 修正重力と宇宙論. 513 (1): 1– 189. doi : 10.1016/j.physrep.2012.01.001 . ISSN 0370-1573 . 
3. Salvio, Alberto (2021). 「重力と宇宙論における次元変換」. Int. J. Mod. Phys. A . 36 (8n09, 2130006): 2130006– 2130831. arXiv : 2012.11608 . Bibcode : 2021IJMPA..3630006S . doi : 10.1142/S0217751X21300064 . S2CID 229349013 . 
4. Stelle, KS (1977年8月15日). 「高階微分量子重力の再正規化」 . Physical Review D. 16 ( 4): 953–969 . doi : 10.1103/PhysRevD.16.953 . ISSN 0556-2821 . 
5. ウッド、チャーリー（2025年11月17日）「量子重力の古い『ゴースト』理論が復活」Quanta Magazine。2025年11月18日閲覧。
6. Falls, Kevin; Ohta, Nobuyoshi; Percacci, Roberto (2020). 「漸近的に安全な重力における臨界面の次元の決定に向けて」. Physics Letters B. 810 ( 135773) 135773. arXiv : 2004.04126 . Bibcode : 2020PhLB..81035773F . doi : 10.1016/j.physletb.2020.135773 .
7. 久保治介; クンツ, ジェフリー (2022年12月21日). 「自発的共形対称性の破れと量子二次重力」 . Physical Review D. 106 ( 12). doi : 10.1103/PhysRevD.106.126015 . ISSN 2470-0010 . 
8. ジョン・F・ドナヒュー;メネゼス、ガブリエル（2022年5月3日）。「二次重力について」。イル ヌオーヴォ シメント C . 45 (2): 1–11 .土井: 10.1393/ncc/i2022-22026-7。
9. Daas, Jesse; Kuijpers, Kolja; Saueressig, Fr​​ank; Wondrak, Michael F.; Falcke, Heino (2023年5月). 「イベント・ホライズン・テレスコープによる二次重力の探査」 . Astronomy & Astrophysics . 673 : A53. arXiv : 2204.08480 . Bibcode : 2023A&A...673A..53D . doi : 10.1051/0004-6361/202244080 . ISSN 0004-6361 .