2020 Fiscal Year Annual Research Report
一般相対論を最小限に修正した重力理論による宇宙論の解明
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20J11285
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
彌永 亜矢 立教大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Keywords | 重力理論 / 修正重力理論 / 宇宙論 / ダークエネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は最小限の修正重力理論（EC理論）を用いた宇宙論の解明である。基本的な修正重力理論であるスカラー・テンソル理論は、普通はスカラー場の分だけ力学的自由度が増える。しかし中には自由度を増やさずに重力の効果を変えることのできるスカラー・テンソル理論も存在する。このような自由度を変更しない修正重力理論の一般的な枠組みとして、EC理論がある。
今年度はEC理論が現在の宇宙を加速膨張させる可能性について研究を行った。まず、EC理論の簡単なサブクラスにおいてスローロールパラメータを求めた。これにより、このサブクラスではモデルパラメータを適切に設定すれば現在時刻まわりで宇宙が加速膨張することが判明した。次に、物質場のゆらぎが感じる有効重力定数について検討した。その結果、今回扱った理論における有効重力定数は大域的にも局所的にも時間変化することが明らかになった。最後にモデルパラメータを調整し、この理論の中に「現在時刻まわりで宇宙が加速膨張する」「背景場がΛCDMモデルと同じような時間発展をする」「局所的な有効重力定数が観測事実と整合する」という条件を全て満たすようなモデルが存在することを確認した。さらにこのモデルでは大域的な有効重力定数のふるまいがΛCDMモデルにおけるものと異なることが判明した。このことから、このモデルはΛCDMモデルと同様の背景場のふるまいをしつつ物質場の密度ゆらぎの時間進化がΛCDMモデルからずれるため、将来観測による一般相対論のテストの際に有用であるといえる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
目的としているEC理論における宇宙論の解明については上記のような成果が国際雑誌Journal of Cosmology and Astroparticle Physicsに掲載された。しかし、当初の計画にあげていたEC理論におけるインフレーションモデルの正当性については思うような進展がなかった。原因としては、コロナ禍に対して研究活動をうまく順応させられなかったこと、博士論文の執筆に多くの時間をとってしまったことが挙げられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はEC理論におけるインフレーションモデルの正当性や、太陽系スケールにおけるEC理論の正当性を検証する。
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