2018 Fiscal Year Annual Research Report

数値計算と実験データの直接比較による宇宙加速膨張モデルの検証

Publicly Offered Research

Project Area	Why does the Universe accelerate? - Exhaustive study and challenge for the future -
Project/Area Number	18H04358
Research Institution	National Astronomical Observatory of Japan
Principal Investigator	白崎正人国立天文台, 理論研究部, 特任助教 (70767821)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2020-03-31
Keywords	重力レンズ / シミュレーション / 宇宙大規模構造
Outline of Annual Research Achievements	第1年度は、本研究の根幹をなす研究手法を確立するために、数値シミュレーションとすばる望遠鏡による実観測データを組み合わせた研究を行なった。本研究の目標を達成するには、数値シミュレーションから得られる宇宙大規模構造のデータを、観測と比較可能なレベルに整備する方法論が必要であった。我々は、すばる望遠鏡戦略枠プログラム「Hyper Suprime Cam (HSC) Survey」による銀河撮像データを、数値シミュレーションを適切に使い模擬する手法を確立した。作成したHSC模擬データは、2268のリアライゼーションを持ち、HSCによる統計解析において必要不可欠な統計誤差の評価、パイプラインの検証などに用いられる。この成果は、"Mock galaxy shape catalogs in the Subaru Hyper Suprime-Cam Survey"という題で、イギリスの学術誌 Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyに掲載することが決定している。加えて、HSCの観測データで得られる宇宙の物質分布地図の作成に関する新たな解析手法を開発した。この手法は、機械学習による画像解析手法の一つであるGenerative Adversarial Networkを活用し、この新手法を用いると、数値シミュレーションによるモデルと観測データの比較を容易にし、雑音の影響を大きく減少させることができることがわかった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究課題を進めるために必要な解析パイプラインは概ね1年目で完成することができた。このパイプラインを、異なる物理モデルでの数値シミュレーションに適応することは比較的容易であり、2年目に終えられる見込みである。
Strategy for Future Research Activity	1年目に開発したHSC模擬観測パイプラインを、複数の宇宙モデルでの数値シミュレーションに適応する。得られる結果と、実際のHSCによる観測データを突きあわせることで、実際の宇宙に一番よく対応する宇宙モデルを特定する。利用する予定の観測データはすでに取得されているので、追加で必要なプロセスとしては、複数の宇宙モデルでの数値シミュレーションを行うだけである。