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2014 年度 実施状況報告書

最新の観測に基づく暗黒エネルギーの理論模型の検証

研究課題

研究課題/領域番号 24540286
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, 准教授 (30318802)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード暗黒エネルギー / 宇宙の加速膨張 / インフレーション / スカラーテンソル理論 / 宇宙背景輻射 / 宇宙論的摂動 / スカラー場 / ヴァインシュタイン機構
研究実績の概要

2014年度は,修正重力理論の暗黒エネルギーへの応用の観点から,一般相対論を拡張する形で,スカラー自由度が存在する場合の有効場の理論の構築を行った.これは,Horndeski理論やHorava-Lifshitz理論などのほとんどの重力理論を内包する汎用性の高いものである.我々は,物質場が存在する場合に,Horndeski理論の枠組みを超えた理論では,スカラー場の音速が物質場の存在によって修正を受けることを明らかにした.さらに,具体的な暗黒エネルギー模型に対して一般的な結果を適用し,どのような模型の場合に不安定性やゴーストを回避することができるかを示した.
これらの研究に加えて,有効場の理論に基づいた場合のインフレーション中に生成される原始重力波のスペクトル,球対称時空での有効場の理論の構築などの研究も行った.これらは,観測的に修正重力理論の兆候を探る上で重要な意味を持つ.さらに,Horndeski理論を拡張したGleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi理論において,disformal変換と呼ばれる計量の変換で,曲率揺らぎおよび重力波が不変に保たれることを,スカラー自由度が一つ存在する場合に示した.これに加えて,インフレーション中に生成される重力波のスペクトルが,インフレーション中の宇宙の膨張率と直接関係するアインシュタイン系が存在することを示した.この成果は,将来の原始重力波の探査の上で極めて重要な意味をもつ.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

Horndeski理論その他を含む非常に一般的な形で,一様等方宇宙および球対称性時空における有効場の理論の構築を行うことができたため.

今後の研究の推進方策

本年度では,修正重力理論の一般的な定式化に成功したため,今後は具体的な暗黒エネルギー模型を絞り込み,最新の観測データからそれらの有効性を調べていく.

次年度使用額が生じた理由

購入予定の新しいコンピュータが,本年度は不要であったため.

次年度使用額の使用計画

次年度において,7月のMG国際会議,9月以降のヨーロッパ出張などで使用する予定.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 6件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Effective field theory approach to modified gravity including Horndeski theory and Horava-Lifshitz gravity2015

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Kase, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics D

      巻: 23, 1443008 ページ: 1-41

    • DOI

      10.1142/S0218271814430081

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cosmological perturbations and observational constraints on nonlocal massive gravity2014

    • 著者名/発表者名
      Savvas Nesseris and Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 90, 024070 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.024070

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cosmological Scaling Solutions for Multiple Scalar Fields2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Chiba, Antonio De Felice, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 90, 023516 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.023516

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Implications of the B-mode Polarization Measurement for Direct Detection of Inflationary Gravitational Waves2014

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Kuroyanagi, Shinji Tsujikawa, Takeshi Chiba, Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 90, 063513 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.063513

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cosmology in generalized Horndeski theories with second-order equations of motion2014

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Kase, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: D90, 044073 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.044073

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effective field theory of modified gravity on the spherically symmetric background: Leading order dynamics and the odd-type perturbations2014

    • 著者名/発表者名
      Ryotaro Kase, Laszlo A. Gergely, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 90, 124019 ページ: 1-21

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.124019

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bosonic Coherent Motions in the Universe2014

    • 著者名/発表者名
      Jihn E. Kim, Yannis Semertzidis, Shinji Tsujikawa
    • 雑誌名

      Frontiers in Physics

      巻: 30 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3389/fphy.2014.00060

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Disformal invariance of cosmological perturbations in a generalized class of Horndeski theories2015

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      Testing Gravity 2015 Workshop
    • 発表場所
      Vancouver, Cancada
    • 年月日
      2015-01-17 – 2015-01-17
    • 招待講演
  • [学会発表] 宇宙論の最近のトピックス: インフレーション, 宇宙背景輻射, ダークエネルギー2014

    • 著者名/発表者名
      辻川 信二
    • 学会等名
      第 37 回素粒子論グループ四国セミナー
    • 発表場所
      新居浜高専
    • 年月日
      2014-12-13 – 2014-12-14
    • 招待講演
  • [学会発表] 暗黒エネルギーと修正重力理論2014

    • 著者名/発表者名
      辻川 信二
    • 学会等名
      第4回 日大理工・益川塾連携 素粒子物理学シンポジウム
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-11-08 – 2014-11-08
    • 招待講演
  • [学会発表] A unified description of modified gravitational theories2014

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      2-nd i-Link Workshop Macro-from-Micro: Quantum Gravity and Cosmology
    • 発表場所
      Madrid (Spain)
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-15
    • 招待講演
  • [学会発表] The effective field theory of modified gravity and the Horndeski theory2014

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      Quantum Cosmology
    • 発表場所
      Bad Honnef (Germany)
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-28
    • 招待講演
  • [学会発表] Effective field theory of modified gravity with two scalar fields: dark energy and dark matter2014

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa
    • 学会等名
      1st APCTP-TUS workshop on Dark Energy
    • 発表場所
      浦項 (韓国)
    • 年月日
      2014-06-04 – 2014-06-04
    • 招待講演
  • [図書] Modifications of Einstein's Theory of Gravity at Large Distances2015

    • 著者名/発表者名
      Shinji Tsujikawa, Eleftherios Papantonopoulos
    • 総ページ数
      426
    • 出版者
      Springer
  • [図書] SUPERサイエンス 相対性理論が描く宇宙の未来2015

    • 著者名/発表者名
      辻川 信二
    • 総ページ数
      216
    • 出版者
      シーアンドアール研究所

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公開日: 2016-05-27  

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