1991 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
02640238
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Research Institution | Waseda University |
Principal Investigator |
前田 恵一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (70199610)
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Keywords | 一般相対性理論 / 宇宙論 / 数値的相対論 / 非一様宇宙 / ブラックホ-ル / 量子宇宙論 / 宇宙の相転移 / 宇宙の大構造 |
Research Abstract |
前年度の研究成果を踏まえ、本年度はインフレ-ションの普遍性問題の解決のてめ、本格的な数値計算を行った。前年度に完成した定式化を用い、簡単な場合として、宇宙項のみ存在する場合の1次元図対称時空のシミュレ-ション計算を実行した。Goldwirth、Piranは1次元球対称の場合に計算を行い、インフラトン場の非一様性のスケ-ル長が、地平線より大きな場合インフレ-ションが起こることを示している。我々はその問題と相補的な場合、つまり重力波による非一様性がインフレ-ションにどう影響するかを考えた。結果は、特異点に崩壊して行く様な場合は存在せず、すべて一様・等方なde Sitter時空に進化していった。このことはインフレ-ションの普遍性を支持する。この結果はGoldwirth、Piran達のものと異なるが、それが重力波による非一様性の特性か、返定した対称性によるものかどうかは、現時点では、明かでない。 本研究に大きな成果として、これらのシミュレ-ションなどをもとにし、インフレ-ションの普遍性問題に関する新しい返説、“Cosmic Hoop Conjecture"を提案し、宇宙項が存在する場合の非一様時空の進化のようすを解析的および数値的に解明しつつある。この結果は近い将来国際会議および学術雑誌に発表の予定である。 さらには、前年度の研究の続きとして、一般化されたアインシュタイン理論に基づく宇宙論の研究を行った。インフレ-ションに関しては、我々はsoft inflationを提案しているが、そのモデルによると理論に含まれるパラメ-タの微調整は必要なく、インフレ-ションを導く自然なモデルと考えられる。また、La、Steinhardtの提案しているextended inflationは、荒い評価では生成された泡の作る非一様性が観測と矛盾することから、オリジナルなモデルは否定されているが、実際にはその泡の膨張則はより厳密に計算されなければならない。その解析を行った結果、extended inflationの初期にはこれまで考えられていのとは異なるタイプの相転移が起こることが明らかになり、観測と矛盾するかどうかはさらにシミュレ-ション計算等を行う必要のあることを示した。また、このextended inflationが正しいとすると、old inflationで佐藤達によって提案された宇宙の多重発生が起こり得ることも示した。 一方、銀河などの構造形成問題は、宇宙における非一様性の問題としてもう一つの重要なテ-マである。ここでは、この構造形成問題が「一般化されたされたアインシュタイン理論」の枠内で自然に理解できないかを考察した。nonーminimal couplingがある場合、密度ゆらぎが十分増幅されるモデルがあるが、残念なことにその宇宙モデル自身は見かけの“重力定数"が負になる領域まで進化し、不自然なものといわざるを得ない。
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Research Products
(11 results)
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[Publications] 中尾 憲一: "Numertcal Study of the Cosmic No Hair Conjectue I" Physical Review D. 43. 1788-1791 (1991)
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[Publications] A.L.Berkin: "Inflation in Gencraliged Einstein Theorios" Physial Review D. 44. 1691-1704 (1991)
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[Publications] 中尾 憲一: "The ConstantーMewnーCurvatine Slicing of the Schwoveschilde Sitler SpaceーTime" Physical Rcview D. 44. 1326-1329 (1991)
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[Publications] 北田 雄一: "Cosmic NoーHair Therrem in PowerーLaw Inflation" Physical Review D. 45. 1416-1419 (1992)
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[Publications] 前田 恵一: "Cosmslogy in Generalized Einstein Theories" 第6回「Marcel Grossmanr Meetiy on General Relatinty」. (1992)
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[Publications] 北田 雄一: "Generality of Powerーlow Inflation in the BlamehiーIX SpaceーTime" 第6回「Marcel Grossmann Meeting on General Relativity」. (1992)
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[Publications] 前田 恵一: "Cosmology in Genezalged Einstein Theories" 第10回「Relativistic Aotroyhysics and Gravitation」. (1992)
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[Publications] 中尾 憲一: "Initial Data of Axisymnelric Growtifational Waves with a Cosmological Constant" 「Approaches to Numerical Relativity」. (1992)
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[Publications] 北田 雄一: "Cosmic NoーHair Thcoum in Exponential and Powerーlwo InflationーExteneled Wald's Theovm" 「General Relativity and Grawtation」(前田他編). (1992)
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[Publications] 真貝 寿明: "Grawitational Waves in a Planer Universe with Cosmological Constant" 「General Relativity and Gravitation」(前田他編). (1992)
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[Publications] 坂井 伸之: "Bubble Dynamics and SpaceーTime Strueture in Extended Inflation" 「Gemral Relativity and Grawfafion」(前田他編). (1992)