一般相対論を最小限に修正した重力理論による宇宙論の解明
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20J11285
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
彌永 亜矢 立教大学, 理学部, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 修正重力理論 / 重力理論 / ブラックホール / 宇宙論 / ダークエネルギー |
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| Outline of Research at the Start |
これまでの研究により、宇宙で起こる現象の多くは一般相対論によって説明できることが分かってきた。その一方で、一般相対性理論を用いても説明できない現象が観測されるなど、従来の理論の限界も示唆されている。そこで、一般相対性理論を含んだより大きな枠組みの重力理論を構築し、これを用いてあらゆる現象を説明しようという試みが盛んに行われている。
申請者は、一般相対論からの拡張を最低限に抑えた理論(EC理論)に注目し、この理論の正当性を太陽系付近の観測結果から評価する。また、EC理論を初期宇宙のシナリオに応用できる可能性についても明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、一般的な2自由度スカラー・テンソル理論において予言される現象が一般相対論のものと観測的に区別できるかを検証した。本研究では一般的な2自由度スカラー・テンソル理論のうち、太陽系のテストを満たし、かつ重力波の伝播速度が光速度と一致するようなクラスを扱った。
まずブラックホール解に関して、上記の理論で漸近的平坦かつ静的球対称な解はシュバルツシルト解のみであることを解析的・数値的方法によって明らかにした。また、ゆっくり回転するブラックホール解はカー解に一致することを示した。これらの結果より、上記の2自由度理論におけるブラックホールは多くの場合において一般相対論におけるものと区別できないといえる。
次に宇宙論的な観点から、一様等方時空まわりにおける背景場および物質の密度ゆらぎのふるまいが一般相対論の場合と異なるかを調べた。その結果、背景場についてはモデルパラメータのとり方によってΛCDMモデルを含む様々な宇宙の時間発展を再現できることを示した。また宇宙論的摂動について、物質ゆらぎの短波長・長波長極限のいずれの場合でも重力ポテンシャルの形がΛCDMモデルのものと一致することを示した。ただし、この式には背景場の量が含まれるため、背景場のふるまいがΛCDMモデルからずれる場合には同時に物質ゆらぎのふるまいもずれることになる。また、中間スケールのゆらぎでは背景場だけではなくモデルパラメータの影響も現れる可能性がある。そのため、今後は宇宙マイクロ波背景放射等に関するより詳細な解析を行って一般相対論との違いを探る必要がある。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
