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2022 Fiscal Year Research-status Report

Testing modified theories of gravity

Research Project

Project/Area Number 20K03936
Research InstitutionRikkyo University

Principal Investigator

小林 努  立教大学, 理学部, 教授 (40580212)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Keywords修正重力理論
Outline of Annual Research Achievements

2つのテンソル自由度を持ち、追加のスカラーモードがない修正重力の宇宙論的なテストをおこなった。考慮する重力理論は、背景進化のレベルでLCDMモデルと区別できない宇宙モデルを持つ。モデルには1つの修正重力パラメーターがあり、その効果は線形摂動に現れるが、追加のスカラーモードは伝播しない。現在のモデルを組み込んだBoltzmannコードを使用して、Planck CMBデータからパラメータへの制限を与えた。この修正重力モデルは、太陽系のテストや重力波の伝播によってほとんど制限されないため、この結果は、このモデルの初めての観測的なテストを提供することになった。
また、最近、スカラー・テンソル重力理論の文脈で、スカラー場の高階導関数を含む逆可逆非共形変換の一般化が提案された。この一般化された非共形変換をHorndeski理論に適用することで、従来よりも一般的な健全なスカラー・テンソル理論であるいわゆる一般化された非共形Horndeski理論を得ることができる。ただし、物質場を導入すると高階スカラー・テンソル理論の等価性条件が壊れ、Ostrogradskyゴーストが現れる可能性があるため、一般化された非共形Horndeski理論が物質場と整合的にカップリングできるかどうかは不明である。本研究ではこの問題を調査し、特定のゲージを仮定せずに、物質場への最小カップリングが一般化された非共形Horndeski理論において整合的である条件を求めた。その結果、Ostrogradskyゴーストの現れを避けるために、一般化された非共形変換のすべての高階導関数項が禁止されることを発見した。最小カップリングされた物質場が存在する場合にゴーストフリーとなるのは、従来の非共形変換を通じてHorndeski理論につながる理論だけであるという結論に至った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

論文は順調に出版できている。ただし、依然海外で開かれる国際会議に行きづらい状況が続いているため、研究成果の宣伝が完全ではない。

Strategy for Future Research Activity

これまでと同様のペースで論文を出版していく。今年度以降は海外で開かれる国際会議にも参加し、研究成果を宣伝する予定である。

Causes of Carryover

2022年度は、パンデミックの状況から判断して海外で開催される国際会議への参加を見送った。これについては2023年度に国際会議に参加するために使用する。繰越分以外は予定通り、物品購入、学会参加旅費等に使用する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] How does S(N)-natural inflation isotropize the Universe?2023

    • Author(s)
      Murata Tomoaki、Fujita Tomohiro、Kobayashi Tsutomu
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 107 Pages: 043508-1~15

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.107.043508

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Testing gravity with the cosmic microwave background: constraints on modified gravity with two tensorial degrees of freedom2022

    • Author(s)
      Hiramatsu Takashi、Kobayashi Tsutomu
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 2022 Pages: 040~040

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2022/07/040

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Distinguishing modified gravity with just two tensorial degrees of freedom from general relativity2022

    • Author(s)
      Tsutomu Kobayashi
    • Organizer
      Symposium on Gravitational wave physics and astronomy: Genesis
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Modfied gravity with two tensorial degrees of freedom: Black holes and cosmology2022

    • Author(s)
      Tsutomu Kobayashi
    • Organizer
      Gravity
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Modified gravity with two tensorial degrees of freedom: Black holes and cosmology2022

    • Author(s)
      Tsutomu Kobayashi
    • Organizer
      Non-linear aspects of cosmological gravitational waves
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Modified gravity with two tensorial degrees of freedom: Black holes and cosmology2022

    • Author(s)
      Tsutomu Kobayashi
    • Organizer
      APPC15
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Testing gravity with the cosmic microwave background: constraints on modified gravity with two tensorial degrees of freedom2022

    • Author(s)
      小林努
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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