| 研究課題/領域番号 |
24540256
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
向山 信治 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (40396809)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 宇宙論 / 初期宇宙 / 量子重力 |
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| 研究実績の概要 |
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量子重力であると言えよう。重要なことは、この両
極端の物理は繋がっている、繋がらなければならない、ということである(Cosmic Uroboros)。生まれたばかりの宇宙は超高エネルギーの極限的状態にあるため、ミクロの物理が本質的になるからである。本研究の目的は、量子重力理論に基づいて、宇宙のより深い理解を得ることである。初期宇宙の研究は、量子重力理論を含む、超高エネルギー物理に有益な知見をもたらすと期待される。
具体的には、主に(i)量子重力理論に基づく宇宙論、(ii)非線形massive gravity理論に基づく宇宙論、(iii)その他、についての研究をおこなった。(i)においては、量子重力理論の候補の一つであるHorava-Lifshitz重力理論のU(1)拡張について、projectability条件を課さない場合にハミルトニアン解析を行い、自由度の数が一般には３であることを非線形レベルで示した。(ii)においては、dRGT 理論と全く同じ宇宙論解を持ちつつ、完全に安定なmassive gravity理論(Minimal Theory of Massive Gravity)を構成することに初めて成功した。ハミルトニアン形式を用いて理論を定義した後、この理論の自由度の数が一般相対性理論と同様に2であることを証明し、加速膨張宇宙論解の存在を示した。他にも、massive gravityにおいて、任意のスケールでBDゴーストが生じないように、物質場をphysical metricとfiducial metricの両方に結合させることに初めて成功した。(iii)においては、重力理論にスカラー場の微分に依存するconformalまたはdisformal変換を施した場合に、運動方程式の階数が変わっても、変換が正則であれば自由度の数が不変であることをハミルトニアン形式を用いて示した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
申請書には、26年度の課題として、1弦理論的インフレーション宇宙モデルの構築、2Horava-Lifshitz理論に基づく宇宙論、5Multi-throat宇宙における再加熱の問題、の3つを記載した。2については十分な結果を出せた。一方、非線形massive gravity理論における進展を受けて、1と3は延期して、3非線形massive重力理論に基づく宇宙論の研究に集中することにした。その結果、dRGT 理論と全く同じ宇宙論解を持ちつつ、完全に安定なmassive gravity理論(Minimal Theory of Massive Gravity)を提唱する等、予想以上の成果を残せた。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究を発展させ、超弦理論やHorava-Lifshitz理論等の量子重力理論に基づいた、観測と矛盾のない宇宙シナリオの構築を目指す。また、今年度に提唱した、Minimal Theory of Massive Gravity の観測可能性を追求する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ほぼ計画通りに支出したが、昨年度からの繰越があったため、次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
物品費と旅費に使用。
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