| 研究課題/領域番号 |
14540271
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | 九州大学 (2004)
琉球大学 (2002-2003) |
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研究代表者 |
八尋 正信 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (40300537)
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| 研究分担者 |
梶野 敏貴 国立天文台, 理論研究部, 助教授 (20169444)
神里 常雄 琉球大学, 理学部, 助教授 (60045002)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2002年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
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| キーワード | 宇宙項 / Brane-world 宇宙論 / ビッグバン元素合成 / 宇宙背景輻射 / IA型超新星の観測 / 実証論的宇宙論 / Brane-world宇宙論 / 銀河団 / Quintessence |
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| 研究概要 |
本研究は、宇宙項の起源や高次元時空の可能性を、Quintessence (自己相互作用スカラー場モデル)モデルと高次元宇宙論の視点から分析した。様々な高次元宇宙論の中で、現在最も注目されているRandall-Sundrumモデルを取り上げた。このモデルでは、我々の宇宙は5次元時空内に浮かぶ4次元の膜(brane)として記述される。これらのモデルの妥当性を3大観測量(ビッグバン元素合成・宇宙背景輻射・IA型超新星の観測)を用いて分析した。以下に主要な結論をまとめる。
1.Brane-world宇宙論では、有限の宇宙項が自然にでてくる。宇宙項の可能性として、正、ゼロ、負の3通りを考え、理論的にニュートン則を導き出だし、負の宇宙項は、観測事実を矛盾することを導き出した。また、高次元時空の効果である暗黒放射の量を3大観測量から見積もった。
2.我々の宇宙(brane)に住む暗黒物質の起源を5次元スカラー場と仮定して、そのスカラー場の性質を調べた。その結果、重いスカラー場は有限の時間だけしかbrane上に留まらないことを示した。
3.2.の研究から、暗黒物質はbrane上から5次元世界へと消滅していくことが判明した。この性質を持つ暗黒物質、「消える暗黒物質」、を提案し、この物質の寿命を、3大観測量と銀河団を使って求めた。結果、その寿命は宇宙年齢程度の値を持つ可能性があることを示した。
4.3.で提案した「消える暗黒物質」モデルを拡張し、宇宙進化のある時期に暗黒物質が5次元宇宙からbrane上に流入してくる可能性を検討した。この暗黒物質の流入が宇宙項と同じ効果を宇宙進化に与えることを示した。この流入の結果として、多大な暗黒物質がbraneに存在することとなり、その存在量の大きさの妥当性が次の課題として残されることを明らかにした。
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