加速宇宙観測における等方な非一様性による系統誤差と宇宙原理の観測的検証

• Project Area: Why does the Universe accelerate? - Exhaustive study and challenge for the future -
• Project/Area Number: 16H01097
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 柳 哲文 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (60467404)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: 非一様宇宙モデル / 相対論的宇宙論

Outline of Annual Research Achievements

本研究では非一様球対称宇宙モデルを考え，我々はその中心にいるとして，そのような球対称な非一様性を観測からどれくらい制限がつけられるか，非一様性がどの程度の系統誤差を生じさせるかを明らかにすることである．
前年度に与えられた光度距離ー赤方偏移関係から，それを満たすΛLTBモデルを構築し，真の宇宙項の値と光度距離にパラメータとして含まれる見かけの宇宙項の値との差を埋めるためにはどの程度の非一様性が必要かを明らかにすることに成功した．
本年度は，このように構成されたモデルにおいて，宇宙背景放射の角度パワースペクトルを計算する手法を開発し，オープンコードと組み合わせることによって，実際に角度パワースペクトルを計算することができるようになった．具体的には光子の最終散乱面付近では十
分一様等方な状況が実現されているとし，最終散乱面付近における一様等方モデルのパラメータをΛLTBモデルから抽出し，それをオープンコードに入力することによって，仮想的な一様等方宇宙におけるパワースペクトルを得る．その後，最終散乱面までの角径距離の違いに伴う補正を行うことによって，ΛLTBモデルにおける宇宙背景放射のパワースペクトルを計算することができる．
このパワースペクトルと観測データを比較し，モンテカルロ解析を行って，モデルパラメータに制限を付け，結果が学術誌に掲載された．
また，これらの結果からつけられた制限の範囲内で，クラスターからのCMB光子の散乱についての解析を現在行っており，より強い制限がつくことを示唆する結果を得ている．これについては新学術領域シンポジウムで報告を行った．

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Observational Constraint on Spherical Inhomogeneity with CMB and Local Hubble Parameter (2018)
  • Author(s): Masato Tokutake, Kiyotomo Ichiki, Chul-Moon Yoo
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Volume: 1803 Issue: 03 Pages: 33-33
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2018/03/033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spins of primordial black holes formed in the matter-dominated phase of the Universe (2017)
  • Author(s): Tomohiro Harada, Chul-Moon Yoo, Kazunori Kohri, Ken-ichi Nakao
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 96 Issue: 8 Pages: 083517-083517
  • DOI: 10.1103/physrevd.96.083517
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Self-gravitating oscillons and new critical behavior (2017)
  • Author(s): Taishi Ikeda, Chul-Moon Yoo, Vitor Cardoso
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 96 Issue: 6 Pages: 064047-064047
  • DOI: 10.1103/physrevd.96.064047
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 3D Simulation of Spindle Gravitational Collapse of a Collisionless Particle System (2017)
  • Author(s): Chul-Moon Yoo, Tomohiro Harada, Hirotada Okawa
  • Journal Title: Classical an Quantum Gravity Volume: 34 Issue: 10 Pages: 105010-105010
  • DOI: 10.1088/1361-6382/aa6ad5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inverse construction of the ΛLTB model from a distance-redshift relation (2016)
  • Author(s): Masato Tokutake, Chul-Moon Yoo
  • Journal Title: JCAP Volume: 10 Issue: 10 Pages: 009-009
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2016/10/009
• [Journal Article] Primordial black hole formation in the matter-dominated phase of the Universe (2016)
  • Author(s): T.~Harada, C.~M.~Yoo, K.~Kohri, K.~i.~Nakao and S.~Jhingan
  • Journal Title: Astrophysical Journal Volume: 833 Issue: 1 Pages: 61-61
  • DOI: 10.3847/1538-4357/833/1/61
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Critical behavior of a spherically symmetric domain wall collapse (2016)
  • Author(s): Taishi Ikeda, Chul-Moon Yoo
  • Journal Title: Physical Review D Volume: D94 Issue: 12 Pages: 124032-124032
  • DOI: 10.1103/physrevd.94.124032
• [Presentation] On Observational Effects of Spherical Inhomogeneity (2017)
  • Author(s): 柳 哲文
  • Organizer: 新学術領域「なぜ宇宙は加速するのか？- 徹底的究明と将来への挑戦-」
  • Place of Presentation: 高エネルギー加速器研究機構
  • Year and Date: 2017-03-08
• [Presentation] On Observational Effects of Spherical Inhomogeneity (2017)
  • Author(s): 柳 哲文
  • Organizer: 新学術領域「加速宇宙」計画研究A01,A03,B01合同ミーティング
• [Presentation] On Observational Effects of Spherical Inhomogeneity (2017)
  • Author(s): 柳 哲文
  • Organizer: 新学術領域「なぜ宇宙は加速するのか？」シンポジウム