拡張インフレーション理論における時空構造と密度揺らぎの形成

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05640449
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐藤 勝彦 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (00111914)
• Keywords: インフレーション宇宙 / ワームホール / 位相欠陥

Research Abstract

今日、申請者やGuth等により提唱されたインフレーション宇宙モデルはCOBE(宇宙背景放射観測衛星)が発見した密度ゆらぎのスペクトルがインフレーション理論の予言するものと見事に一致したことから観測的にも支持が得られるようになった。しかし量子重力効果によって生成される宇宙は一般に非一様・非等方であり、そのような宇宙でインフレーションが実現するかどうか明らかでない。この研究ではまず第1に近年説かれているcosmic no hair conjectureが如何なる条件の下に成立するかをレジェカリクラスという新しい相対論的時空の発展を計算する方法で進め、一様非等方宇宙についてこの新たに開発された方法によりインフレーションが始まるための初期条件について制限をかすことができた。現在さらに一般の非一様宇宙について拡張を試みている。
第2は宇宙初期における真空の相転移に関して、トポロジカルな欠陥が生じる場合の揺らぎの生成をテクスチャ及びストリング的欠陥が生じる相転移について膨張宇宙で三次元的にシミュレーションを行った。その結果、揺らぎのスペクトルはべき乗的、相似的構造をもつこと、非ガウス的分布を持っていることが示された。第3に相転移によって生じるワームホール的構造生成の条件を解析し、ドシッタ宇宙だけでなく、フリードマン宇宙など一般的にその生成条件を明らかにすることができた。さらに生成されたワームホールは弱いエネルギー条件を満たしているのもかかわらず通行可能であるという興味深い結果が得られている。
なおこの研究は大学院学生、長沢倫康、降旗康彦、楢原浩一の協力のもとにおこなわれた。

Research Products

• [Publications] Y.Furihata,K.Sato: "Regge Calculus Model of Bianchi IX Inflation" Classical and Quantuon Grarity. 10. 1147-1156 (1993)
• [Publications] N.Nagasawa,K.Sato,J.Yokoyama: "Statistical Properties of Flnctuations Produced by Global Textures" Pub.Astronomical Society of Japan. 45. 755-760 (1993)