開いたインフレーション宇宙の研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09640355
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 佐々木 節 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70162386)
• 研究分担者: 田中 貴浩 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (40281117)
• キーワード: インフレーション宇宙 / 開いた宇宙モデル / 宇宙背景輻射 / 偽の真空崩壊 / 量子トンネル現象 / 宇宙の大域的構造形成

研究概要

開いた宇宙を与えるインフレーションシナリオ(ワンバブル・オープンインフレーション)を提唱し、そこにおいて現れる新たなモード(超曲率揺らぎ)と重力波モードとの関係を明らかにした。
次に、1成分スカラー場モデルに関して、偽の真空崩壊後に現れる時空の揺らぎも含めた量子揺らぎを評価する方法を定式化し、スカラー場の自由度(スカラーモード)と重力場の自由度(テンソルモード)を分離したゲージ不変な方程式を導出した。特にテンソルモードに関しては、その揺らぎのスペクトルの一般的性質を明らかにした。
さらに、オープンインフレーションモデルを実現する具体的モデルのクラスを明らかにし、これらのモデルに基づいて揺らぎのスペクトルの持つ特徴を解析した。その結果、
1.スカラーモードの振幅が長波長で通常のインフレーションモデルよりも急激に減少する。
2.しかしテンソルモードは長波長で逆に増幅される。
3.そのため得られる宇宙背景輻射の大角度揺らぎのスペクトルがほぼスケール不変になる。
4.また銀河スケールの密度揺らぎのスペクトルに緩やかなピークが現れる。
を発見し、近い将来の観測によってテスト可能なモデルの特徴を明確にした。

研究成果

• [文献書誌] Uchida Gen: "False vacuum decay with gravity in nouthin wall limit"Phys.Rev.D. (印刷中). (2000)
• [文献書誌] Tetsuya Shiromizu: "The Einstein eguation on the 3-brane world"Phys.Rev.D. (印刷中). (2000)
• [文献書誌] Masaru Shibata: "Black hole formation in the Friedmann Universe"Phys.Rev.D. 60. 084002 (1999)
• [文献書誌] Andrei Linde: "CMB in open inflation"Phys.Rev.D. 59. 123522 (1999)
• [文献書誌] Takahiro Tanaka: "No supercritical supercurvatare mode conjecture"Phys.Rev.D. 59. 023506 (1999)
• [文献書誌] Misao Sasaki: "Superhorizon scale dynamics in multiscalar inflation"Prog.Theor.Phys.. 99. 763-782 (1998)
• [文献書誌] Jaume Garriga: "Spectrum of cosmological perturbations in the one bubble open universe"Nucl.Phys.B. 551. 317-373 (1999)
• [文献書誌] Jaume Garriga: "Canonical quantization of cosmdogical pertarbations"Nucl.Phys.B. 513. 343-374 (1998)