宇宙の階層構造の形成

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11640235
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 杉山 直 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70222057)
• 研究分担者: 山田 良透 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (20230493) ; 西 亮一 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80252419) ; 中尾 憲一 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90263061)
• キーワード: 宇宙論 / 構造形成 / ダークマター / *一般相対論

研究概要

宇宙の階層構造の形成に関して、研究を推進した。具体的には、ダークマターと呼ばれている正体不明ではあるが宇宙の質量の大部分を担っていると考えられている物質の持つ性質が異なる場合について、宇宙の大規模構造がどのように変わってくるのかを調べた。まず、アクシオンと呼ばれる、素粒子理論から期待される粒子がダークマターであった場合について、現在の観測をうまく説明できる可能性があること、また、将来の宇宙背景輻射の揺らぎの観測によって、通常のWIMPと呼ばれるダークマターとの区別が可能であることを示した。次に、ニュートリノが質量を持つ場合について、宇宙の構造形成からその質量にどれだけ制限がつけられるかを調べた。ニュートリノの質量の存在は、最近スーパーカミオカンデによって確認されたのであるが、この実験によっても、あくまでも世代の異なるニュートリノ間の質量の差だけしかわからない。我々の解析によって得られた制限は、ニュートリノの質量そのものに関する制限としては、これまでにない厳しいものとなった。さらに、イスラエル、ハイファ市テクニオン大学で1999年6月に行われた国際会議、Physics of Intergalactic MediumにおいてDark Ages can be Seen by CMBと題して、宇宙で銀河形成が行われていた時期を直接宇宙背景輻射の揺らぎを使って観測する可能性に関する招待講演を行った(研究代表者杉山)。この研究は現在Montly Notice of Royal Astronomical Societyに投稿中である。

研究成果

• [文献書誌] M.Kawasaki,K.Kehri,Naoshi Sugiyama: "MeV-Scale Reheating Temperature and Thermalization of Newtrino Background"Rhysical Review D. (掲載決定).
• [文献書誌] Taro Inoue,Kenji Tomita,Naoshi Sugiyama: "Temperature Comelations M a Compact Hyperbolic Universe"Monch.Notice of Royal Acer.Society Letter. (掲載決定).
• [文献書誌] M.Fukugita,Guo-Chin Liu,Naoshi Sugiyama: "Limits on Newtrino Mass from Cosmic Stractune Formation"Rhysical Review Letter. 84. 1082-1085 (2000)
• [文献書誌] Toshiuki Kanazawa,M.Kawasaki,Naoshi Sugiyama,T.Yanagida: "Double Inflation in Supergravity and the Large Scale Structune"Rhysical Review. D61. 023517-023525 (2000)
• [文献書誌] Toshiuki Kanazawa,M.Kawasaki,Naoshi Sugiyama,T.Yanagida: "Observational Implications of Axionic Isocurvature Flucnicitions"Progress of Theoretical Physics. 102. 71-87 (1999)
• [文献書誌] Graca Rocha et al.: "Python I,II,and III CMB Anisotropy Measurment Constraints on Open and Flat A cosmogonies"Astrophysical Journal. 525. 1-9 (1999)