非一様宇宙における宇宿論的観測と局所的非一様の進化

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10640266
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 冨田 憲二 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (90034610)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉山 直 京都大学, 理学研究所, 助教授 (70222057)
• Keywords: 宇宙論 / 重力 / 非一様性 / Hubble定数 / void / 重力レンズ / 宇宙定数 / 大規模流

Research Abstract

一様等方的宇宙のモデルを特徴づけるパラメター(Hubble定数、減速パラメター等)は、天体の分布と運動状態についての情報の解析に基づいて求められる。Hubble定数(H_0)は、現在なお、その値がばらついており、傾向として、100Mpc以内で、H_0【approximately equal】72km s^<―1> Mpc^<―1>,100〜400MpcではH_0【approximately equal】60km s^<―1> Mpc^<―1>. また、最近のIa型の超新星を用いた観測により、減速パラメターは負であること(宇宙の加速)がわたってきた。
一方、最近、100Mpc以内で見つけられた銀河団の大規模流(Hudson et al.1999,Willick 1999)は、一様等方的宇宙モデルでは、説明しがたい。この大規模流の存在を仮定すると、この観測と他の観測を両立させる一つの方法として、void領域をもつ非一様宇宙モデル(cosmological void model)が考えられる。これは、比較的高密度のモデル(Ω^<out>_0=0.6-1)の中に、半径200Mpcぐらいの球的低密度領域(Ω^<in>_0=0.2-0.3)があって、観測者(O)はその中心(C)からずれた位置にあると考えるものである。このような局所的void領域は、nonzero宇宙定数とともに、宇宙モデルの矛盾に対処する1つの手段と考えられる。
当研究課題の研究においては、上記の状況に対応して、(1)球的void領域をもつ非一様宇宙モデルにおける光度、CMB非等方性等の観測的関係の研究(voidsで満ちたモデルにおける非等方性も扱う)、および(2)Hubble定数、減速パラメター等をきめるための重力レンズ現象の数値的研究(N体数値実験によって得られた非一様宇宙モデルにおけるray-shootingを行い、レンズ現象の統計を調べる)、を行った。これにより、成果を上げることができ、目的を達成しつつある。

Research Products

• [Publications] 冨田 憲二: "Angular Diameter Distances in Clumpy Friedmann Universes"Prog.Theor.Phys.. 100. 79-90 (1998)
• [Publications] 冨田 憲二: "Bulk Flows and CMB Dipole Anisotropy in Cosmological Void Models"Astrophys.J.. 529. 26-37 (2000)
• [Publications] 冨田 憲二: "Distances and Lensing in Cosmological Void Models"Astrophys.J.. 529. 38-41 (2000)
• [Publications] 山本 一博、杉山 直: "Small-Scale Fluctuations in Cosmic X-Ray Background"Phys.Rev.. D58. 103508-103516 (1998)
• [Publications] 坂井伸、杉山直、横山順一: "Effect of Void Network on CMB Anisotropy"Astrophys.J.. 510. 1-10 (1999)
• [Publications] 山田雅子、杉山直、J.Silk: "On the Effects on the Anisotropy of the CMB by AGN Cocoons"Astrophys.J.. 522. 66-73 (1999)