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Systematic construction of theories of gravity with theoretical consistency

Research Project

Project/Area Number 17J06778
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionRikkyo University (2018)
The University of Tokyo (2017)

Principal Investigator

高橋 一史  立教大学, 理学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords修正重力理論 / スカラーテンソル理論 / 宇宙論 / 安定性
Outline of Annual Research Achievements

これまで様々な観測により示されている現在の宇宙の加速膨張や、今後重力波の観測を通じて調査が劇的に進むと考えられる強重力場の現象を説明するためには、一般相対論の修正が必要となることも考えられる。他方で、仮に一般相対論が正しかったとしても、それを確立するためには比較対象となる別の重力理論を研究することが不可欠である。このような動機から、これまでさまざまな重力理論の修正ないし拡張が提案されてきたが、計量に加えスカラー場を一つだけ含んだ修正重力理論 (スカラーテンソル理論) が特に詳しく研究されてきた。このような背景があり、研究代表者は以下の研究を行った。
(イ) cuscuton理論の拡張と宇宙論:cuscuton理論はスカラーテンソル理論の一種であるが、スカラー場が伝播しないという意味で一般相対論と類似した理論であると見なすことができる。本年度は、cuscuton理論と同様の性質を備えたより一般的な枠組みを構築し、その宇宙論解の安定性を調べた。得られた結果は、Journal of Cosmology and Astroparticle Physics誌にて出版済みである。また、その内容について国際会議で3回、国内学会で1回発表を行った。
(ロ) 2次元スカラーテンソル理論の定式化の整備:先述のように、4次元のスカラーテンソル理論の拡張が進んでいるが、量子重力の文脈で2次元のスカラーテンソル理論の拡張も研究されている。2次元スカラーテンソル理論の作用は、しばしば曲率とスカラー場との結合を含んだ形で書かれるが、他方ではスカラー場の高階微分を含んだ形の作用も考えられてきた。本年度は、曲率とスカラー場とが結合した項をスカラー場の高階微分項で具体的に書き直すことで、両者の等価性を実証した。得られた結果は、Classical and Quantum Gravity誌にて出版済みである。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results)

  • [Int'l Joint Research] バレンシア大学(スペイン)

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  • [Int'l Joint Research] ウラル連邦大学(ロシア連邦)

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  • [Journal Article] Generalized 2D dilaton gravity and kinetic gravity braiding2019

    • Author(s)
      Kazufumi Takahashi and Tsutomu Kobayashi
    • Journal Title

      Classical and Quantum Gravity

      Volume: 36 Issue: 9 Pages: 095003-095003

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab1355

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extended cuscuton: formulation2018

    • Author(s)
      Iyonaga Aya、Takahashi Kazufumi、Kobayashi Tsutomu
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 2018 Issue: 12 Pages: 1-23

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/12/002

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extended mimetic gravity: Hamiltonian analysis and gradient instabilities2017

    • Author(s)
      Takahashi Kazufumi、Kobayashi Tsutomu
    • Journal Title

      Phys. Rev. D

      Volume: 2017 Issue: 11 Pages: 038-038

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2017/11/038

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stable black holes in shift-symmetric Horndeski theories2017

    • Author(s)
      Daria A. Tretyakova and Kazufumi Takahashi
    • Journal Title

      Classical and Quantum Gravity

      Volume: 34 Issue: 17 Pages: 175007-175007

    • DOI

      10.1088/1361-6382/aa8057

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      2017 Annual Research Report
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  • [Journal Article] General invertible transformation and physical degrees of freedom2017

    • Author(s)
      Kazufumi Takahashi, Hayato Motohashi, Teruaki Suyama, and Tsutomu Kobayashi
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 95 Issue: 8 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.084053

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  • [Presentation] Extended Cuscuton: Phenomenology2018

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      International Conference on Modified Gravity 2018
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      15th Marcel Grossmann Meeting
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      高橋一史
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      第二回若手による重力・宇宙論研究会
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      Kazufumi Takahashi
    • Organizer
      The 27th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
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    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
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      The 21st annual International Conference on Particle Physics and Cosmology
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  • [Presentation] Relation between field transformations and physical DOFs in scalar-tensor theries2017

    • Author(s)
      Kazufumi Takahashi
    • Organizer
      RESCEU Summer School
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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