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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

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 18H04358
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
研究機関統計数理研究所 (2019)
国立天文台 (2018)

研究代表者

白崎 正人  統計数理研究所, 統計思考院, 助教 (70767821)

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)
キーワード重力レンズ / シミュレーション / 深層学習 / 宇宙の大規模構造 / 宇宙加速膨張 / 宇宙大規模構造 / ダークエネルギー
研究実績の概要

最終年度は、すばる望遠鏡で得られた実際の観測データと数値シミュレーションの詳細な比較を行った。前年度に開発したすばる望遠鏡の模擬観測データの作成方法を拡張し、宇宙の平均物質密度やゆらぎの振幅が異なる100の宇宙モデルでの模擬観測データを作成した。これらのシミュレーションデータと実際の観測データを比較することで、実際の宇宙における物質平均密度やゆらぎの振幅を推定することを試みた。観測データとの比較にあたっては、深層学習による雑音除去の方法を応用することで、シミュレーションデータとの比較を効率化した。深層学習ネットワークの最適化の困難のために、すばる望遠鏡が取得した観測データの約15%のみの解析にとどまったものの、深層学習による雑音除去は実際の銀河撮像データに十分適応可能であることを示すことができた。観測領域が21平方度と小さいものの、深層学習による雑音除去によって、観測起因の統計誤差を半減できることが確認された。観測データとシミュレーションの比較により示唆される宇宙モデルは、他の観測結果と無矛盾であることも確認した。本研究が開発した数値シミュレーションによる模擬観測パイプラインと深層学習による雑音除去の手法は、今後の観測データにも広く応用され、標準宇宙モデルの詳細な検証に役立てられるものと期待できる。

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

    (3件)

すべて 2021 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Noise reduction for weak lensing mass mapping: An application of generative adversarial networks to Subaru Hyper Suprime-Cam first-year data2021

    • 著者名/発表者名
      Shirasaki Masato、Moriwaki Kana、Oogi Taira、Yoshida Naoki、Ikeda Shiro、Nishimichi Takahiro
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: ー 号: 2 ページ: 1825-1839

    • DOI

      10.1093/mnras/stab982

    • 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] Mock galaxy shape catalogues in the Subaru Hyper Suprime-Cam Survey2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Shirasaki, Takashi Hamana, Masahiro Takada, Ryuichi Takahashi, Hironao Miyatake
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 52-69

    • DOI

      10.1093/mnras/stz791

    • 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] Impact of radio sources and cosmic infrared background on thermal Sunyaev-Zel'dovich - gravitational lensing cross-correlation2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Shirasaki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 483 号: 1 ページ: 342-351

    • DOI

      10.1093/mnras/sty3162

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-12-27  

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