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2018 年度 実績報告書

3つの系統的アプローチの有機的な組み合わせによる様々な重力理論の検証

研究課題

研究課題/領域番号 16K05362
研究機関早稲田大学

研究代表者

前田 恵一  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70199610)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード重力理論 / ダークエネルギー / 宇宙論 / インフレーション / 素粒子統一理論
研究実績の概要

アインシュタインが一般相対性理論を発表して100年以上になるが,その間に多くの実験・観測によりその理論の正しさは年々確かめられてきている。それにもかかわらずダークエネルギーなどの宇宙論の新しい謎やミクロ・スケールでの重力の基本的問題などを解決しようと,次々と新しい重力理論が提唱されている。どの重力理論が本当に正しいかを判断するには,個々の重力理論をひとつひとつ検証していくより, 提唱されている理論を系統的な方法で解析するのがより効率的で,適切であると考える。本研究では3つの系統的な手法([I] 有効理論的アプローチ、[II] 基礎理論的アプローチ、[III] 一般相対論的アプローチ)を提案し,その手法を有機的に組み合わせ, 宇宙の加速膨張の説明やインフレーションモデルの適否などの総合的な観点から様々な重力理論の検証を行う。

2018年度は、前年度に引き続き[II]の基礎理論に基づくモデルの研究を行った。αアトラクター型のインフレーションモデルで複数のインフラトン場が存在する場合に、複数場特有の密度ゆらぎの特徴を明らかにし、観測から制限されるモデルパラメータ領域が広がることを示した。また、リーマン多様体を拡張した計量アフィン多様体に基づく重力理論においては、これまで観測的に否定されていたインフレーションモデルでも観測と矛盾しないパラメータ領域が存在することを明らかにした。
また[III]に関連して、階層的3体系における重力波の影響を解析し、ハルス・テイラー連星系において重力波の間接的根拠を与えたパルサーの近星点移動曲線に古在・リドフ振動に伴う屈折が現れることを示した。この変化が観測されれば、3体系からの重力波の確認および一般相対性理論のさらなる検証を与える。今後は相対論的効果やPPNパラメータの制限などについても考察する。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Cumulative Shift of Periastron Time of Binary Pulsar with Kozai-Lidov Oscillation2019

    • 著者名/発表者名
      Haruka Suzuki, Priti Gupta, Hirotada Okawa, Kei-ichi Maeda
    • 雑誌名

      Monthly Notices Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 486 ページ: L52-L57

    • DOI

      10.1093/mnrasl/slz058

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metric-affine gravity and inflation2019

    • 著者名/発表者名
      Keigo Shimada, Katsuki Aoki, Kei-ichi Maeda
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D99 ページ: 104020

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.99.104020

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] α-attractor-type double inflation2018

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichi Maeda, Shuntaro Mizuno, Ryota Tozuka
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D98 ページ: 123530

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.98.123530

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Maximal efficiency of the collisional Penrose process with spinning particles”2018

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichi Maeda, Kazumasa Okabayashi, Hirotada
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D98 ページ: 064027

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.98.064027

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hybrid Higgs Inflation: The Use of Disformal Transformation2018

    • 著者名/発表者名
      Seiga Sato, Kei-ichi Maeda
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D97 ページ: 083512

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.97.083512

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ISCO上の粒子に関する衝突ペンローズ過程2019

    • 著者名/発表者名
      岡林一賢, 前田恵一
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [学会発表] 重力波放出に伴う連星中性子星周期減衰に対する古在機構の効果2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木遼, 大川博督, Priti Gupta, 前田恵一
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [学会発表] スペース重力波アンテナDECIGO計画 (100):B-DECIGOの概要2019

    • 著者名/発表者名
      安東正樹, 他
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [学会発表] 修正重力理論におけるBianchi-IXバウンス宇宙2019

    • 著者名/発表者名
      小林曜, 前田恵一
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [学会発表] Hybrid Higgs inflation後のpreheating2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤星雅, 前田恵一
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [学会発表] スペース重力波アンテナDECIGO計画 (94):DECIGO/B-DECIGOの概要2018

    • 著者名/発表者名
      安東正樹, 他
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
  • [学会発表] 熱場の量子論に基づく相対論的流体力学の基礎方程式について2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤慎太郎, 前田恵一
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
  • [学会発表] Metric-Affine Gravity Theory and Inflation2018

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichi Maeda
    • 学会等名
      Workshop on COSMOLOGY AND THE QUANTUM VACUUM (Benasque, Spain)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metric-Affine gravity theory and acceleration of the Universe2018

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichi Maeda
    • 学会等名
      5th Korea-Japan workshop on dark energy (Dejeon, Korea)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Massive Graviton Geons and Dark Matter2018

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichi Maeda
    • 学会等名
      Workshop on Frontiers in Gravitation, Astrophysics, and Cosmology (ICNFP 2018) (Crete, Greece)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Massive Graviton Geon in Bigravity Theory2018

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichi Maeda
    • 学会等名
      Fifteenth Marcel Grossmann Meeting MG15 (Rome, Italy)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Maximal efficiency of the collisional Penrose process with spinning particles2018

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Okabayashi, Kei-ichi Maeda, Hirotada Okawa
    • 学会等名
      Fifteenth Marcel Grossmann Meeting MG15 (Rome, Italy)
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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