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2023 Fiscal Year Research-status Report

重力理論の広がりとその観測的検証体制の確立

Research Project

Project/Area Number 22K03627
Research InstitutionOkayama University of Science

Principal Investigator

山内 大介  岡山理科大学, 理学部, 講師 (10624645)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2027-03-31
Keywords重力理論 / 宇宙大規模構造
Outline of Annual Research Achievements

現代物理学の最重要課題である宇宙の2つの加速膨張の起源を明らかにするため、最先端の重力理論と将来観測を結びつけることが必須となる。そのためには、既存の重力理論およびその検証手法を取りまとめ、直接比較検証するための指針となる「地図」を作成することが重要となる。それを解析の基盤とすることで、実際の宇宙観測データと突き合わせることが可能となる。

今年度は、研究課題「一般相対性理論の綻びの観測的検証に向けた手法の整備」を推進するため、わが国の関連する研究者らと協働し、これまでに得られた重力理論の理論研究と将来の宇宙観測研究についてこれまでに培われた知識を取りまとめ、得られた成果を総説論文として発表した。特に、我が国として、今後推進するべき研究テーマの方向性について議論を行った。本研究業績はその重要性から、日本物理学会が刊行する英文論文誌の中で注目すべき論文を取り上げて解説記事を掲載しているJPS Hot Tot Topicsに記事が掲載されるなど、世界的に注目を集めている。

さらに、研究課題「新しい重力理論の検証手法の開拓」において、宇宙論な観測量の中でも、特に宇宙大規模構造に着目した研究を行った。宇宙大規模構造は本質的に非線形であり、その非線形性を通じて線形レベルではとらえることのできない重力理論のシグナルを検証することが可能になる。本研究業績では、銀河の3点相関関数を用いて、宇宙大規模構造の非線形性を探り、世界で初めて重力理論に制限を与えることに成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

研究課題「一般相対性理論の綻びの観測的検証に向けた手法の整備」において、現時点で知られている重力理論の理論研究および将来の宇宙観測研究を俯瞰する総説論文を出版することができ、わが国として推進すべき方向性を議論することが出来たため。

Strategy for Future Research Activity

いまだ重力理論の理論空間はひろがりを見せており、留まることを知らない。そのような中で研究課題「新しい重力理論の検証手法の開拓」により、新規の観測手法、観測量を提案し、これまでにない視点から重力理論に迫っていくことは重要となると考えられる。本研究課題を早急に推進し、目の前に迫る宇宙観測における準備を行う。

Causes of Carryover

当初対面での参加を予定していた研究会が新型コロナウイルス感染症対策によりオンラインでの発表を余儀なくなれ、対面参加費用分を次年度に繰り越すこととしたため。

  • Research Products

    (7 results)

All 2023

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Cosmological gravity probes: Connecting recent theoretical developments to forthcoming observations2023

    • Author(s)
      Arai Shun、Aoki Katsuki、Chinone Yuji、Kimura Rampei、Kobayashi Tsutomu、Miyatake Hironao、Yamauchi Daisuke et al.
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2023 Pages: -

    • DOI

      10.1093/ptep/ptad052

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] New constraints on cosmological modified gravity theories from anisotropic three-point correlation functions of BOSS DR12 galaxies2023

    • Author(s)
      Sugiyama Naonori S、Yamauchi Daisuke、Kobayashi Tsutomu、Fujita Tomohiro、Arai Shun、Hirano Shin’ichi、Saito Shun、Beutler Florian、Seo Hee-Jong
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 523 Pages: 3133~3191

    • DOI

      10.1093/mnras/stad1505

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] First test of the consistency relation for the large-scale structure using the anisotropic three-point correlation function of BOSS DR12 galaxies2023

    • Author(s)
      Sugiyama Naonori S、Yamauchi Daisuke、Kobayashi Tsutomu、Fujita Tomohiro、Arai Shun、Hirano Shin’ichi、Saito Shun、Beutler Florian、Seo Hee-Jong
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 524 Pages: 1651~1667

    • DOI

      10.1093/mnras/stad1935

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ostrogradsky mode in scalar-tensor theories with higher-order derivative couplings to matter2023

    • Author(s)
      Naruko Atsushi、Saito Ryo、Tanahashi Norihiro、Yamauchi Daisuke
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2023 Pages: -

    • DOI

      10.1093/ptep/ptad049

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Skewness/kurtosis consistency relation in large scale structure and test of gravity theory2023

    • Author(s)
      山内大介
    • Organizer
      「超精密かつ多スケール・多粒子観測時代における相対論的宇宙論の確立と宇宙像の探求」第1回ワークショップ
  • [Presentation] Testing Gravity: Connecting theoretical developments to forthcoming observations2023

    • Author(s)
      Daisuke Yamauchi
    • Organizer
      International Conference on Modified Gravity 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Testing Gravity: Connecting theoretical developments to forthcoming observations2023

    • Author(s)
      Daisuke Yamauchi
    • Organizer
      北海道大学素粒子・宇宙論研究室セミナー
    • Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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