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宇宙では、様々なスケールの物理現象が互いに影響を及ぼしながら絶えず起こっている。その中でも、最も壮大なスケールの物理を対象とするのが宇宙論であり、最も基本的な最小スケールの物理が素粒子物理そして超弦理論であると言えよう。弦理論的宇宙論は、最小スケールの物理を記述する超弦理論を用いて宇宙論の謎に迫る試みであり、近年急速に発展している分野である。本研究の目的は、超弦理論によって宇宙のより深い理解を得ることである。
本年度は、(i)新しい量子重力理論(Horava-Lifshitz理論)に基づく宇宙論、(ii)新しいmassive gravity理論に基づく宇宙論、についての研究をおこなった。(i)においては特に、gradient expansionの方法を用いて低エネルギーでの非線形揺らぎの振る舞いを調べ、一般相対性理論への極限が連続的になっていることを示した。(ii)においては、一様等方解を発見し、その周りの線形摂動を詳しく解析した。
それぞれの研究は、以下の意義・重要性を持つ。(i)Horava-Lifshitz理論に含まれるスカラー重力子の低エネルギーでの振る舞いについての知見が得られ、(少なくともgradient expansionの適用範囲においては)暗黒物質の様に振る舞うことが確認できた。(ii)本研究によって発見した一様等方解により、新しいmassive gravityが宇宙の加速膨張を説明できる可能性が確認できた。
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