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一般相対論を超える理論の多角的な検証

研究課題

研究課題/領域番号 16K05359
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関東京理科大学

研究代表者

辻川 信二  東京理科大学, 理学部第二部物理学科, 教授 (30318802)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード相対論 / 拡張重力理論 / ダークエネルギー / インフレーション / 宇宙の大規模構造 / 重力波 / 宇宙背景輻射 / 密度ゆらぎ / ブラックホール / 中性子星 / 一般相対論 / 密度揺らぎ / スカラーテンソル理論 / ベクトルテンソル理論 / 暗黒エネルギー / 宇宙論的摂動論 / 宇宙物理
研究成果の概要

宇宙初期と後期に,加速的な宇宙の膨張が起こったことが観測的に示唆されており,それらの根源的な問題を解決するために,一般相対論とそれを拡張した理論における有効な模型を構築した.特に,スカラー場もしくはベクトル場によって加速膨張を起こす模型を新たに構築し,それらの観測的な兆候を詳細に調べた.2017年に得られた重力波の新たな観測データから,後期加速膨張の模型の選別を行い,様々な観測と無矛盾な模型の絞り込みを行った.特に拡張重力理論において,標準的な宇宙項模型よりも観測的に好まれる模型の構築をベクトル場を用いて行い,暗黒エネルギーの起源に迫る上で重要な示唆を与えた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在の宇宙の全エネルギーの約70%を占めるダークエネルギーの起源を明らかにすることは,今世紀の物理学の最重要課題といってもよく,本研究ではその起源を解明するために,有効な理論模型の構築と様々な観測的な兆候について精査した.特に2015年に始まった重力波天文学によって,本研究期間中にダークエネルギーについての新たな制限が得られ,予想以上に模型の絞り込みに成功した.これらの研究から,今後さらに加速膨張の起源に迫ることが可能になると期待され,学術的に重要な貢献をしたと言える.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (59件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (28件) (うち国際共著 25件、 査読あり 28件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 17件、 招待講演 16件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] リスボン大学(ポルトガル)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] チューリッヒ工科大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ポーツマス大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] アントニオナニーノ大学(コロンビア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] チューリッヒ工科大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リスボン大学(ポルトガル)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ワルシャワ大学(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Chinese Academy of Science(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CSIC(スペイン)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Aix Marseille University(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Inflation with mixed helicities and its observational imprint on CMB2019

    • 著者名/発表者名
      Heisenberg Lavinia、Ramirez Hector、Tsujikawa Shinji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 2 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.023505

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tracker and scaling solutions in DHOST theories2019

    • 著者名/発表者名
      Frusciante Noemi、Kase Ryotaro、Koyama Kazuya、Tsujikawa Shinji、Vernieri Daniele
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 790 ページ: 167-175

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2019.01.009

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Anisotropic inflation with coupled p?forms2019

    • 著者名/発表者名
      Almeida Juan P. Beltran、Guarnizo Alejandro、Kase Ryotaro、Tsujikawa Shinji、Valenzuela-Toledo C?sar A.
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2019 号: 03 ページ: 025-025

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2019/03/025

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraints on massive vector dark energy models from integrated Sachs-Wolfe-galaxy cross-correlations2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Shintaro、De Felice Antonio、Kase Ryotaro、Tsujikawa Shinji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 6 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.063533

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dark energy in Horndeski theories after GW170817: A review2019

    • 著者名/発表者名
      Kase Ryotaro、Tsujikawa Shinji
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics D

      巻: 28 号: 05 ページ: 1942005-1942005

    • DOI

      10.1142/s0218271819420057

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relativistic stars in vector-tensor theories2018

    • 著者名/発表者名
      Kase Ryotaro、Minamitsuji Masato、Tsujikawa Shinji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 8 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.084009

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dark energy scenario consistent with GW170817 in theories beyond Horndeski gravity2018

    • 著者名/発表者名
      Kase Ryotaro、Tsujikawa Shinji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 10 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.103501

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Odd-parity stability of hairy black holes in U(1) gauge-invariant scalar-vector-tensor theories2018

    • 著者名/発表者名
      Heisenberg Lavinia、Kase Ryotaro、Tsujikawa Shinji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 12 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.124043

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cosmology in scalar-vector-tensor theories2018

    • 著者名/発表者名
      Heisenberg Lavinia、Kase Ryotaro、Tsujikawa Shinji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 2 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.024038

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Black holes in quartic-order beyond-generalized Proca theories2018

    • 著者名/発表者名
      Kase Ryotaro、Minamitsuji Masato、Tsujikawa Shinji
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 782 ページ: 541-550

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.05.078

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] New scaling solutions in cubic Horndeski theories2018

    • 著者名/発表者名
      Albuquerque I. S.、Frusciante Noemi、Nunes Nelson J.、Tsujikawa Shinji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 6 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.064038

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dark energy in scalar-vector-tensor theories2018

    • 著者名/発表者名
      Kase Ryotaro、Tsujikawa Shinji
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2018 号: 11 ページ: 024-024

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/11/024

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gauge-ready formulation of cosmological perturbations in scalar-vector-tensor theories2018

    • 著者名/発表者名
      Heisenberg Lavinia、Kase Ryotaro、Tsujikawa Shinji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 12 ページ: 1-25

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.123504

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Most general cubic-order Horndeski Lagrangian allowing for scaling solutions and the application to dark energy2018

    • 著者名/発表者名
      Frusciante Noemi、Kase Ryotaro、Nunes Nelson J.、Tsujikawa Shinji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 12 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.123517

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Observational signatures of the parametric amplification of gravitational waves during reheating after inflation2018

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Kuroyanagi, Chunshan Lin, Misao Sasaki, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW D

      巻: 97, 023516 号: 2 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.023516

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dark energy survivals in massive gravity after GW170817: SO(3) invariant2018

    • 著者名/発表者名
      Lavinia Heisenberg, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS

      巻: 1801,44 号: 01 ページ: 1-35

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/01/044

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Black hole perturbations in vector-tensor theories: the odd-mode analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Kase, Masato Minamitsuji, Shinji Tsujikawa, and Ying-li Zhang
    • 雑誌名

      JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS

      巻: 1802,48 号: 02 ページ: 1-37

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/02/048

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hairy black hole solutions in U(1) gauge-invariant scalar-vector-tensor theories2018

    • 著者名/発表者名
      Lavinia Heisenberg, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      PHYSICS LETTERS B

      巻: 780 ページ: 638-646

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.03.059

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Observational constraints on generalized Proca theories2017

    • 著者名/発表者名
      De Felice Antonio、Heisenberg Lavinia、Tsujikawa Shinji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 号: 12 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.123540

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cosmology in beyond-generalized Proca theories2017

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Nakamura, Ryotaro Kase, and Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW D

      巻: 95, 104001 号: 10 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.104001

    • NAID

      130006711475

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Black holes in vector-tensor theories2017

    • 著者名/発表者名
      Lavinia Heisenberg, Ryotaro Kase, Masato Minamitsuji, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS

      巻: 1708, 24 号: 08 ページ: 1-38

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2017/08/024

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hairy black-hole solutions in generalized Proca theories2017

    • 著者名/発表者名
      Lavinia Heisenberg, Ryotaro Kase, Masato Minamitsuji, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW D

      巻: 96, 084049 号: 8 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.084049

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Instabilities in Horndeski-Yang-Mills inflation2017

    • 著者名/発表者名
      Jose Beltran Jimenez, Lavinia Heisenberg, Ryotaro Kase, Ryo Namba, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 号: 6 ページ: 063533-063533

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.063533

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effective gravitational couplings for cosmological perturbations in generalized Proca theories2016

    • 著者名/発表者名
      Antonio De Felice, Lavinia Heisenberg, Ryotaro Kase, Shinji Mukohyama, Shinji Tsujikawa, Ying-li Zhang
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 94 号: 4 ページ: 044024-044024

    • DOI

      10.1103/physrevd.94.044024

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Beyond generalized Proca theories2016

    • 著者名/発表者名
      Lavinia Heisenberg, Ryotaro Kase, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 760 ページ: 617-626

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.07.052

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cosmic microwave background and inflation in multi-fractional spacetimes2016

    • 著者名/発表者名
      Gianluca Calcagni, Sachiko Kuroyanagi, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      Journal of cosmology and astroparticle physics

      巻: 08 号: 08 ページ: 039-039

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2016/08/039

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anisotropic cosmological solutions in massive vector theories2016

    • 著者名/発表者名
      Lavinia Heisenberg, Ryotaro Kase, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      Journal of cosmology and astroparticle physics

      巻: 11 号: 11 ページ: 008-008

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2016/11/008

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Absence of solid angle deficit singularities in beyond-generalized Proca theories2016

    • 著者名/発表者名
      Lavinia Heisenberg, Ryotaro Kase, and Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 94 号: 12 ページ: 123513-123513

    • DOI

      10.1103/physrevd.94.123513

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Galaxy-ISW constraints on dark energy models consistent with GW1708172019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      TESTING GRAVITY 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dark energy in scalar-tensor versus vector-tensor theories2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      PHILOSOPHY OF DARK ENERGY WORKSHOP
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hairy black holes and gravitational waves in vector-tensor theories2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      Gravitational waves in modified gravity
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Essential next steps for gravity and cosmology2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      Cosmology in scalar-vector-tensor theories
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dark energy scenario consistent with GW170817 in theories beyond Horndeski gravity2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      Fifteenth Marcel Grossmann Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dark energy in scalar-tensor and vector-tensor theories after GW1708172018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      5th International Workshop on Dark Matter, Dark Energy and Matter-Antimatter Asymmetry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dark energy in vector-tensor theories2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      CosKASI Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hairy black holes in vector-tensor theories2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      4-th Korea-Japan joint workshop on dark energy at KMI
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cosmology in generalized Proca theories2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      Ninth Aegean summer school- Einstein's theory of gravity and its modifications: From theory to observations
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Inflationaway gravitational waves in a generalized class of Horndeski theories2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      International Symposium on Gravitational Waves, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cosmology in generalized Proca theories2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      Testing Gravity 2017 Conference
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Current status of dark energy and beyond2016

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      PASCOS 2016: 22nd International Symposium on Particles, Strings and Cosmology
    • 発表場所
      Quy Nhon, Vietnam
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cosmology in generalized Proca theories2016

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      IF-YITP GR+HEP+Cosmo International Symposium VI
    • 発表場所
      Phitsanulok, Thailand
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cosmology in generalized Proca theories2016

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      CosKASI-ICG-NAOC-YITP Workshop 2016
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cosmology in generalized Proca theories2016

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      Varying Constants and Fundamental Cosmology; VARCOSMOFUN 16
    • 発表場所
      Szczecin, Poland
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dark energy and modified gravity2016

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      Hanoi workshop on general relativity and cosmology
    • 発表場所
      Hanoi, Vietnam
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theories of modified gravity2016

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      CosPA 2016
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cosmology in generalized Proca theories2016

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      4th International Workshop on Dark Matter, Dark Energy and Matter-Antimatter Asymmetry
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 東京理科大学辻川研究室

    • URL

      http://www.rs.kagu.tus.ac.jp/shinji/Tsujikawaj.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.rs.kagu.tus.ac.jp/shinji/pubnew.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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