宇宙初期密度揺らぎの再構築による精密宇宙論の展開

• Project Area: Initiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling
• Project/Area Number: 16H01543
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 市來 淨與 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (10534480)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 宇宙初期密度揺らぎ / 宇宙物理

Outline of Annual Research Achievements

2017年度は宇宙の密度揺らぎの初期パワースペクトルの再構築を行った。宇宙マイクロ波背景輻射温度揺らぎ観測衛星WMAPのデータを用いた我々の先行研究において、初期揺らぎパワースペクトルの多重極ell=120付近に、べき型のスペクトルから有意に外れた特徴的な振動の存在が指摘されている。揺らぎの起源として有力な候補であるインフレーションを考えると、シンプルなインフレーションモデルではこのような振動現れないと予想されるため、このようなパワースペクトルの詳細な解析はインフレーションモデルへの制限として有益なものである。本研究では、新しく公開された観測衛星PLANCKのデータを用いて解析を行った。WMAPとは独立な観測衛星のデータを用いることで、人工的なノイズ起源である可能性を排除するとともに、WMAP衛星では得られなかった詳細な偏光揺らぎのデータを用いることで、独立な検証を行うことができる。

マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いた詳細な解析により、以下のことを明らかにした。
１．WMAPのデータ中に発見した特徴的な振動をPlanckのデータにおいても同じスケールに存在すること。
２．温度揺らぎのデータだけでなく、偏光揺らぎのデータにも同じスケールに同じ周期の振動があることを確認した。ただし、偏光揺らぎのデータは温度揺らぎのデータから示唆される振幅よりも小さな振幅を示唆している。
３．WMAPの解析時には、この振動を考慮することにより他の宇宙論パラメタの推定値が大きく変わることがあったが、PLANCKのデータではより小スケール側のデータで宇宙論パラメタが決定されているため、大きく推定値が変わることはないことが分かった。

Research Progress Status

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Tamkang university(Taiwan)
• [Journal Article] Updated observational constraints on quintessence dark energy models (2018)
  • Author(s): J.Durrive, J.Ooba, K.Ichiki, N.Sugiyama
  • Journal Title: Physical Review Letters Volume: 97 Issue: 4 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1103/physrevd.97.043503
  • NAID: 120006473534
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [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] Cosmological constraints on scalar-tensor gravity and the variation of the gravitational constant (2017)
  • Author(s): J. Ooba, K. Ichiki, T. Chiba, N. Sugiyama
  • Journal Title: Progress of Theoretical and Experimental Physics Volume: 2017 Issue: 4 Pages: 1-14
  • DOI: 10.1093/ptep/ptx046
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Constraining the epoch-of-reionization model parameters with the 21-cm bispectrum (2017)
  • Author(s): Hayato Shimabukuro, Shintaro Yoshiura, Keitaro Takahashi, Shuichiro Yokoyama, Kiyotomo Ichiki
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 468 Issue: 2 Pages: 1542-1550
  • DOI: 10.1093/mnras/stx530
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Weak lensing from self-ordering scalar fields (2017)
  • Author(s): Saga Shohei、Horiguchi Kouichirou、Ichiki Kiyotomo
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 95 Issue: 12 Pages: 1-1
  • DOI: 10.1103/physrevd.95.123524
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Revisiting the oscillations in the cosmic microwave background angular power spectra at ? ? 120 in the Planck 2015 data (2017)
  • Author(s): Horiguchi Koichiro、Ichiki Kiyotomo、Yokoyama Jun’ichi
  • Journal Title: Progress of Theoretical and Experimental Physics Volume: 2017 Issue: 9 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1093/ptep/ptx121
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Constraining the contribution of galaxies and active galactic nuclei to cosmic reionization (2017)
  • Author(s): Yoshiura Shintaro、Hasegawa Kenji、Ichiki Kiyotomo、Tashiro Hiroyuki、Shimabukuro Hayato、Takahashi Keitaro
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 471 Issue: 3 Pages: 3713-3726
  • DOI: 10.1093/mnras/stx1754
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Thermal Sunyaev-Zel’dovich effect in the intergalactic medium with primordial magnetic fields (2017)
  • Author(s): Minoda Teppei、Hasegawa Kenji、Tashiro Hiroyuki、Ichiki Kiyotomo、Sugiyama Naoshi
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 96 Issue: 12 Pages: 123525-123525
  • DOI: 10.1103/physrevd.96.123525
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reconstruction of CMB temperature anisotropies with primordial CMB induced polarization in galaxy clusters (2016)
  • Author(s): Guo-Chin Liu, Kiyotomo Ichiki, Hiroyuki Tashior, Naoshi Sugiyama
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letter Volume: 460 Issue: 1 Pages: L104-L108
  • DOI: 10.1093/mnrasl/slw085
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 宇宙初期密度揺らぎパワースペクトル再構築 (2017)
  • Author(s): 市來淨與
  • Organizer: スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成２０１７年度第一回公開シンポジウム
• [Presentation] 宇宙初期密度揺らぎの詳細解析 (2017)
  • Author(s): 市來淨與
  • Organizer: 天文学におけるデータ科学的方法
  • Invited
• [Presentation] 前景放射除去アルゴリズムデルタマップ法の紹介とその性能について (2017)
  • Author(s): 市來淨與
  • Organizer: 物理学会年次（春季）大会
• [Presentation] The current status of the Lambda-CDM model (2017)
  • Author(s): Kiyotomo Ichiki
  • Organizer: 10th international workshop on fundamental physics using atoms (FPUA)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Hydrogen 21cm line and Dark Matter (2017)
  • Author(s): Kiyotomo Ichiki
  • Organizer: The first KMI school "Dark Matter"
  • Invited
• [Presentation] 宇宙初期密度揺らぎの再構築による精密宇宙論の展開 (2016)
  • Author(s): 市來淨與
  • Organizer: SpM第4回領域会議
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2016-06-01