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宇宙の加速膨張と重力理論の理論的研究および観測的検証

Research Project

Project/Area Number 12J06424
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
Research InstitutionThe University of Tokyo (2013)
Hiroshima University (2012)

Principal Investigator

木村 蘭平  東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords修正重力理論 / 観測的宇宙論 / 重力理論 / ダークエネルギー / 宇宙論
Research Abstract

Ghost-freeなmassive gravityの理論としてde Rham-Gabadadze-Tolley (dRGT) massive gravityが知られているが、この理論はアインシュタイン・ヒルベルト作用と質量項で表される。最も一般的なSpin-2の重力理論まで考えると微分相互作用に対応する項を足せる可能性が残っていた。そこで、申請者らは最も一般的な有質量重力理論の構築を行うため、理論がローレンツ不変かつdRGT理論と同じカットオフエネルギースケールを持つという仮定の下でリーマンテンソルを用いた最も一般的な微分相互作用を導出した。その結果、リーマンテンソルを用いた微分相互作用に関してはBoulware-Deserゴーストが現れることを証明した。
また、上記のdRGT massive gravityに対称性を課すことで新たなスカラー場を導入したQuasi-dilaton理論に関する研究を行った。この理論におけるdecoupling limitと呼ばれる有効理論でVainshtein機構の効果を取り入れると漸近的にミンコフスキー時空に近づくような解では必ずゴーストが現れることを解析的に証明した。また、この有効理論でのド・ジッター解に関する研究も行った。このド・ジッター解は上記の解とは異なり、重力子の全てのモード(テンソル、ベクトル、スカラー)が安定であることを明確に示した。
更に、dRGT massive gravityのdecoupling limitを共変化した"Proxy理論"における宇宙論に関する研究も行った。この理論は最も一般的なスカラー・テンソル理論であるHorndeski理論の中に含まれる。
Horndeski理論においてはラグランジアンに4つの任意関数が存在するが、この任意関数はProxy理論では決まった形を持つ。先行研究ではProxy理論ではde Sitter解が存在することが証明されていた。そこで、更に詳しい解析を行った結果、この理論におけるde Sitter解を得るには初期条件の微調整が必要であることがわかった。また、de Sitter解はアトラクターではなく、Minkowski解がアトラクターとなることを明らかにした。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Selfacceleration with Quasidilaton2014

    • Author(s)
      Gregory Gabadadze, Rampei Kimura, David Pirtskhalava
    • Journal Title

      arXiv : 1401.5403

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Journal Article] Cosmology of the proxy theory to massive gravity2014

    • Author(s)
      Lavinia Heisenberg, Rampei Kimura, Kazuhiro Yamamoto
    • Journal Title

      arXiv : 1403.2049

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Journal Article] Derivative interactions in de Rham-Gabadadze-Tolley massive gravity2013

    • Author(s)
      Rampei Kimura, Daisuke Yamauchi
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 88 Issue: 8 Pages: 84025-84025

    • DOI

      10.1103/physrevd.88.084025

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observational Constraints on Kinetic Gravity Braiding from the Integrated Sachs-Wolfe Effect2012

    • Author(s)
      Rampei Kimura, Tsutomu Kobayashi, Kazuhiro Yamamoto
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 85 Issue: 12 Pages: 123503-123503

    • DOI

      10.1103/physrevd.85.123503

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Constraints on general second-order scalar-tensor models from gravitational Cherenkov radiation2012

    • Author(s)
      Rampei Kimura, Kazuhiro Yamamoto
    • Journal Title

      JCAP

      Volume: 07 Issue: 07 Pages: 50-50

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2012/07/050

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Derivative interactions for a massive graviton2013

    • Author(s)
      木村蘭平
    • Organizer
      Rironkon Symposium
    • Place of Presentation
      IPMU, 東京大学
    • Year and Date
      2013-12-25
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Derivative interactions in nonlinear massive gravity2013

    • Author(s)
      木村蘭平
    • Organizer
      JGRG 2013
    • Place of Presentation
      弘前大学
    • Year and Date
      2013-11-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Inevitable ghost in the decoupling limit of quasi-dilaton theory2013

    • Author(s)
      Rampei Kimura
    • Organizer
      COSMO 2013
    • Place of Presentation
      the Centre for Theoretical Cosmology (Cambridge, UK)
    • Year and Date
      2013-09-02
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Vainshtein solutions and appearance of ghost in quasi-dilaton theory2013

    • Author(s)
      木村蘭平
    • Organizer
      The 12th Asia Pacific Physics Conferences
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2013-07-14
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Vainshtein mechanism in quasi-dilaton massive gravity2013

    • Author(s)
      木村蘭平
    • Organizer
      Mini-workshop "Massive gravity and its cosmological implications"
    • Place of Presentation
      IPMU, 東京大学
    • Year and Date
      2013-04-08
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Vainshtein mechanism in modified gravity theories2012

    • Author(s)
      Rampei Kimura
    • Organizer
      TJ2012 : Japan/Thai workshop in cosmology
    • Place of Presentation
      Dusit Thai in Pattaya (タイ)
    • Year and Date
      2012-12-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Constraints on general second-order scalar-tensor models from gravitational Cherenkov radiation2012

    • Author(s)
      Rampei Kimura
    • Organizer
      RESCEU symposium on general relativity and gravitation JGRG 22
    • Place of Presentation
      RESCEU (東京大学)
    • Year and Date
      2012-11-14
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Vainshtein screening in a cosmological background in the most general second-order scalar-tensor theory2012

    • Author(s)
      Rampei Kimura
    • Organizer
      COSMO 2012
    • Place of Presentation
      National Astronomical Observatory (北京)
    • Year and Date
      2012-09-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Observational constraints on Galileon gravity2012

    • Author(s)
      Rampei Kimura
    • Organizer
      YITP International Molecule-type Workshop "Nonlinear massive gravity theory and its observational test"
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所
    • Year and Date
      2012-07-31
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://theo.phys.sci.hiroshima-u.ac.jp/~rampei/rampei.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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