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初期特異点のない宇宙創生シナリオの研究

公募研究

研究領域なぜ宇宙は加速するのか? - 徹底的究明と将来への挑戦 -
研究課題/領域番号 18H04355
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関立教大学

研究代表者

小林 努  立教大学, 理学部, 教授 (40580212)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードインフレーション / 重力波 / 修正重力理論 / 宇宙論
研究実績の概要

インフレーションの代替シナリオの実現可能性ならびに観測的検証可能性を検討した。一般的な重力スカラー結合系でバウンス宇宙モデルを構築し、その背景上で密度揺らぎと重力波のふるまいを調べた。特にそれらの3点相関関数(非ガウス性)に着目した。その結果、まず、既存の研究で主張されていた禁止定理、すなわち、観測と整合的なバウンスシナリオの構築は不可能であるとする主張は、出発点となる理論を一般化することで回避可能であることを示した。また、そのようにして実現されたバウンスシナリオは、揺らぎの非ガウス性を見ることで通常のインフレーションシナリオと区別することが原理的には可能であることを示した。
インフレーション宇宙論それ自体の研究もおこなった。既存の研究で主張されていた、スローロールインフレーションの枠組では必ず原始重力波のスペクトルが右に傾く、という言説は、インフレーションと代替シナリオとを区別する重要な指標になり得る。この点を再検討するため、既存の研究の仮定を洗い直した。その結果、既存の研究の不備が見つかった。見落とされていた項をスローロール近似に取り入れ、これまでの多様なスローロールモデルを包含する一般的なモデルを構築した。それにもとづいて原始重力波のスペクトルを再評価したところ、スペクトルが左に傾く興味深いモデルが存在することが明らかになった。
以上の研究を通じて、インフレーションとその代替シナリオについての新たな知見が得られたことになる。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] ポーツマス大学(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Primordial non-Gaussianities of scalar and tensor perturbations in general bounce cosmology: Evading the no-go theorem2020

    • 著者名/発表者名
      Shingo Akama, Shin'chi Hirano, and Tsutomu Kobayashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 号: 4 ページ: 43529-43529

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.043529

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Revisiting slow-roll dynamics and the tensor tilt in general single-field inflation2020

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Mishima and Tsutomu Kobayashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 号: 4 ページ: 43536-43536

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.043536

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relativistic stars in a cubic Galileon universe2020

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Ogawa, Tsutomu Kobayashi, and Kazuya Koyama
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 号: 2 ページ: 24026-24026

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.024026

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Generalized 2D dilaton gravity and kinetic gravity braiding2019

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Takahashi and Tsutomu Kobayashi
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 36 号: 9 ページ: 095003-095003

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab1355

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Horndeski theory and beyond: a review2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 雑誌名

      Reports on Progress in Physics

      巻: 82 号: 8 ページ: 1-27

    • DOI

      10.1088/1361-6633/ab2429

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constraining degenerate higher-order scalar-tensor theories with linear growth of matter density fluctuations2019

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Hirano, Tsutomu Kobayashi, Daisuke Yamauchi, Shuichiro Yokoyama
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 10 ページ: 104051-104051

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.104051

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Screening mechanism in degenerate higher-order scalar-tensor theories evading gravitational wave constraints2019

    • 著者名/発表者名
      Sinh'ichi Hirano, Tsutomu Kobayashi, Daisuke Yamauchi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 10 ページ: 104073-104073

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.104073

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] General theory of cosmological perturbations in open and closed universes from the Horndeski action2019

    • 著者名/発表者名
      Akama Shingo、Kobayashi Tsutomu
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 4 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.043522

    • 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
  • [雑誌論文] Extended cuscuton: formulation2018

    • 著者名/発表者名
      Iyonaga Aya、Takahashi Kazufumi、Kobayashi Tsutomu
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2018 号: 12 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/12/002

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parity-violating gravity and GW1708172018

    • 著者名/発表者名
      Nishizawa Atsushi、Kobayashi Tsutomu
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 12 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.124018

    • NAID

      120006623784

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-anisotropizing inflationary universe in Horndeski theory and beyond2018

    • 著者名/発表者名
      Tahara Hiroaki W. H.、Nishi Sakine、Kobayashi Tsutomu、Yokoyama Jun'ichi
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2018 号: 07 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/07/058

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relativistic stars in degenerate higher-order scalar-tensor theories after GW1708172018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Tsutomu、Hiramatsu Takashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 10 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.104012

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Revisiting slow-roll dynamics and the tensor tilt in general single-field inflation2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      Cosmic Acceleration
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the screening mechanism in DHOST theories evading gravitational wave constraints2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] On the screening mechanism in DHOST theories evading gravitational wave constraints2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      COSMO 19
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vainshtein mechanism and its breaking in scalar-tensor theories2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      6th Korea-Japan workshop on dark energy
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] One-loop matter power spectrum beyond Horndeski2019

    • 著者名/発表者名
      小林努
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Extended Cuscuton2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      Why does the Universe accelerate? -Exhaustive study and challenge of the future
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relativistic stars in degenerate higher-order scalar-tensor theories after GW1708172018

    • 著者名/発表者名
      小林努
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Parity-violating gravity and GW1708172018

    • 著者名/発表者名
      小林努
    • 学会等名
      第 7 回観測的宇宙論ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 一般相対論とその拡張2018

    • 著者名/発表者名
      小林努
    • 学会等名
      第 31 回理論懇シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Scalar-tensor theories after GW170817 and relativistic stars in DHOST2018

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      MG15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scalar-tensor theories after GW170817 and relativistic stars in DHOST2018

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      MOGRA2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relativistic stars in degenerate higher-order scalar-tensor theories after GW1708172018

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      Essential next steps for gravity and cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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