2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K05359
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
辻川 信二 東京理科大学, 理学部第二部物理学科, 教授 (30318802)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 一般相対論 / スカラーテンソル理論 / ベクトルテンソル理論 / 暗黒エネルギー / インフレーション / 宇宙背景輻射 / 宇宙論的摂動論 / 宇宙の大規模構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一般相対論とその拡張理論が，超ミクロおよび超マクロの大きく異なる2つのスケールにおいて，どの程度の精度で成り立っているかを詳細に調べ，一般相対論を超える理論の構築を目指すことが本研究の主な目的である．本年度は，超マクロスケールにおいて宇宙の後期加速膨張を説明できるような模型の構築を行った．特に，ベクトル場が重力と結合しているような一般的なベクトルテンソル理論における宇宙進化を調べ，加速膨張解がアトラクターとなっているような暗黒エネルギー模型の構築に成功した．さらに，ゴーストや揺らぎの不安定性が現れない条件を，揺らぎの進化を考えることにより明らかにした．それに付随して，宇宙の大規模構造の進化と関係する密度揺らぎの進化について調べ，宇宙赤方偏移空間での揺らぎの成長率の観測と整合的な進化が同模型によって予言され得ることを示した．
これらの理論は，基礎方程式が2階微分までに保たれている理論であるが，その枠組みを超えた健全なベクトルテンソル理論の構築が可能であることを示し，具体的なラグランジアンを構築した．そのような一般的な理論において，等方および非等方宇宙でのベクトル場の進化について調べ，高階微分の存在によって現れ得るハミルトニアンの不安定性が存在しないことを示した．また，これらの理論を球対称時空にも応用し，ベクトル場がどのように伝播するかについて調べた．その結果，太陽系での重力実験と矛盾しないレベルで，ベクトル場の伝播が抑制されることが示された．これらの研究成果により，有効な暗黒エネルギー模型の構築に重要な貢献を与えたと言える．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度は，ベクトル場に基づく有効な暗黒エネルギー模型の構築と宇宙進化への応用を行う予定であったが，その予想を上回るような新たな模型の構築に成功した．さらに宇宙進化だけでなく，宇宙の局所領域でのベクトル場の振る舞いについても調べることができ，研究は当初の計画以上に進展していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，1年目の研究において構築した，一般的なベクトルテンソル理論に基づく暗黒エネルギー模型に対して，宇宙背景輻射，超新星，バリオン振動，宇宙赤方偏移空間での揺らぎの成長率の観測データなどから，模型に制限を与えていく．さらに，同理論をブラックホール解にも応用し，強重力領域での重力波による観測などから，模型の兆候を観測的に探る方法を模索していく．
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| Causes of Carryover |
本年度は主に理論計算を行っていたため，統計解析に必要なソフトウエアを必要としなかったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
国際会議での発表および国内での研究出張と，必要に応じて統計解析に必要なソフトウエア等を物品費として購入する．
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Research Products
(20 results)
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[Journal Article] Cosmology in generalized Proca theories2016
Author(s)
Antonio De Felice, Lavinia Heisenberg, Ryotaro Kase, Shinji Mukohyama, Shinji Tsujikawa, Ying-li Zhang
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Journal Title
JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS
Volume: 06, 048
Pages: 1-33
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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