研究課題
本研究は、ダークエネルギーの物理的起源や初期宇宙での物理を明らかにするために、修正重力理論としての可能性に着目し、次世代の精密天文学としての重力波を用いてその性質を明らかにすることを目的としている。具体的には、重力波の波形やスペクトルが予言可能な連星系からの重力波及び背景重力波に焦点を当て、修正重力理論の検証のための理論的枠組の構築および修正重力理論への制限に関する研究を行う。初年度は、連星系から重力波による宇宙加速膨脹の測定に関する研究を行った。このテーマに関する研究は計画以上に順調に進行し、我々は、スペース重力波検出器の将来計画において遠方(高赤方偏移)の宇宙までのハッブルパラメータを電磁波の観測よりも精度良く決定出来ることを示した。また、従来から問題であった電磁波観測によって連星系のホスト銀河を特定しなければならないという点について新たに研究を進めた。その結果、重力波観測単独でも原理的には宇宙膨張を測定出来ることを示し、将来スペース重力波検出器では連星系のホスト銀河を特定せずとも精度良く宇宙加速膨張を調べられることを明らかにした。背景重力波の直接観測による重力波偏極モード探査に関しては、我々はまず、修正重力理論検証のための理論的枠組および観測手法を構築した。修正重力理論に制限を課すためには重力波の生成も修正重力理論によって扱う必要があるが、我々は重力の高次曲率項がインフレーションを起こすモデルに着目し、生成過程を解析した。そして、数値計算によって重力波スペクトルの計算を行った。現時点で、重力波スペクトルに修正重力理論の特徴が現れること、それを重力波検出器の将来計画で検証出来る可能性があることが分かっている。これについては次年度も研究を継続する予定である。
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