一般相対論を拡張した理論の構築とその観測的検証

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15F15322
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 辻川 信二 東京理科大学, 理学部, 教授 (30318802)
• 研究分担者: ARRAUT GUERRERO IVAN 東京理科大学, 理学部, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2015-11-09 – 2018-03-31
• キーワード: 暗黒エネルギー / 拡張重力理論 / インフレーション / 暗黒物質 / 宇宙の加速膨張 / プロカ場 / Massive gravity

研究実績の概要

当該年度は，暗黒エネルギーの起源を解明するために，基礎方程式が2階微分に保たれるホルンデスキー理論とそれを拡張した理論において，太陽系のような局所領域での重力結合の強さと宇宙進化について調べた。研究代表者らは，そのような理論において，模型によっては局所天体の中心において曲率の発散が起こることを示し，そのような発散が起こらないための条件について明らかにした。さらに，宇宙の構造形成に関連する揺らぎの成長率が，観測と合うレベルで小さくできることを示した。このような模型において，背景時空の宇宙進化および宇宙の局所領域での第5の力の強さについて詳細に調べ，観測と矛盾しない模型の構築を行い，さらに有効なパラメータ領域に制限を与えた．
上記の研究に加えて研究代表者らは，質量をもつベクトル場に基づく極めて一般的な拡張重力理論において，宇宙の局所領域での第5の力の伝搬機構と宇宙進化について詳細に調べた。その結果として，宇宙が加速膨張する解の存在を見出し，しかも一般的に収束解になっていることを示した。それらに加えて，理論にゴーストや不安定性が現れない条件を導出し，暗黒エネルギー模型として有効であるための条件について明らかにした。さらに，太陽系のような宇宙の局所領域において，ベクトル場のもつ自己相互作用によって，模型が重力実験と整合的であることを示した。さらに，重力子が質量をもつmassive gravity理論におけるヒッグス機構に関して調べた。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Cosmology with a successful Vainshtein screening in theories beyond Horndeski (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryotaro Kase, Shinji Tsujikawa, Antonio De Felice
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 93, 024007 ページ: p1-p17
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.93.024007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conical singularities and the Vainshtein screening in full GLPV theories (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryotaro Kase, Shinji Tsujikawa, Antonio De Felice
  • 雑誌名: Journal of Cosmology and Astroparticle physics 巻: 03, 003 ページ: p1-p25
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2016/03/003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possibility of realizing weak gravity in redshift space distortion measurements (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinji Tsujikawa
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 92, 044029 ページ: p1-p16
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.92.044029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cosmological disformal transformations to the Einstein frame and gravitational couplings with matter perturbations (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinji Tsujikawa
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 92, 064047 ページ: p1-p23
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.92.064047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Existence and disappearance of conical singularities in Gleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi theories (2015)
  • 著者名/発表者名: Antonio De Felice, Ryotaro Kase, Shinji Tsujikawa
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 92, 124060 ページ: p1-p11
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.92.124060
  • 査読あり
• [学会発表] Inflationary gravitational waves in the effective field theory of modified gravity (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinji Tsujikawa
  • 学会等名: Second LeCosPA International Symposium
  • 発表場所: 台北 (台湾)
  • 年月日: 2015-12-14 – 2015-12-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Current status of dark energy and beyond (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinji Tsujikawa
  • 学会等名: NCTS Annual Theory Meeting 2015: Particles, Cosmology, and Strings
  • 発表場所: 新竹 (台湾)
  • 年月日: 2015-12-12 – 2015-12-12
  • 国際学会 / 招待講演