2011 Fiscal Year Research-status Report
拡張された重力理論に基づく宇宙の歴史を再現する模型の構築
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23540296
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
野尻 伸一 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00432229)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2016-03-31
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| Keywords | 暗黒エネルギー / F(R) 重力 / リトルリップ / ゆらぎの成長 |
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| Research Abstract |
インフレーションと暗黒エネルギーを統一的に扱うことのできる現実的な模型の構築を目指し、インフラトンと似たようなスカラー場を導入した、k-エッセンスと呼ばれる模型、ガリレオンと呼ばれる模型、また、アインシュタイン重力を拡張した F(R) 重力理論の研究を行なった。これらの成果は論文にまとめられるとともに、日本物理学会等で発表している。また、未来の宇宙で宇宙膨張に伴う慣性力により、あらゆる結合状態が壊れてしまうというリトルリップのシナリオが提案され、そのようなシナリオをスカラー場を使った模型や F(R) 重力理論の模型で構築し、このシナリが安定な時間発展として起こるか、また、このシナリオを観測で検証する手段について検討した。この研究成果も複数の論文にまとめられ、学術雑誌に掲載された。また、k-エッセンス模型や F(R) 重力理論で密度揺らぎを調べるための摂動計算を学生の松本路朗氏らと行なった。これらの模型では、摂動計算がきわめて複雑になるため多くの論文では何かしら仮定を置いて近似計算を行っているが、その仮定が本当に正当化されるかは自明ではなかった。かなり面倒になるが近似を使わない摂動の式から出発し、必ずしも近似が正当化されないことを示すとともに、これらの模型に非常に特徴的な、ゆらぎが振動するモードが存在することを見つけ、一般の初期条件ではこれらのモードが現れ、観測により将来検証することが可能であることを示した。この計算には今回購入したコンピューターがフルに使われ、その成果につながっている。k-エッセンス模型についての成果は論文にまとめられ、学術雑誌に掲載決定となっている。また、このk-エッセンス模型についての成果および F(R) 重力理論での成果は一部が日本物理学会等でも発表された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
この研究の目的は主に次の３つである：1. 宇宙初期のインフレーション、約50 億年前から始まった宇宙の加速膨張や暗黒物質を説明する模型が存在するかを系統的に調べるとともに、顕にそのような模型の構築を行う。2. そのような模型が、現在の宇宙の大規模構造をもたらす物質の揺らぎの成長等を様々な観測や実験と矛盾がなく説明できるか確かめるとともに、これらの模型のするとともに、系統的に調べるとともに、実験・観測による検証の可能性を検討する。3. 超弦理論に基づく重力理論的立場と、より現象論的な素粒子論の立場の両方から、模型の考察を行い、宇宙論から素粒子論へ明確なフィードバックを与える。1. については k-エッセンス模型や F(R) 重力理論で十分現実的な模型を構築できることをしめすとともに、新たにガリレオンという模型について調べ、より現実的な模型の構築を目指している。2. については k-エッセンス模型や F(R) 重力理論で密度ゆらぎの計算を行い、これらの模型に非常に特徴的な、ゆらぎが振動するモードが存在することを見つけ、観測により将来検証することが可能であることを示した。3. 超弦理論に動機づけられた量子重力理論の模型の構築を行うと共に、これらの模型と、宇宙論の模型との関係を考察している。以上のように目的の６割程度は達成され残りの内３割程度も達成のめどがついている。
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| Strategy for Future Research Activity |
このところ多くの研究者によって調べられているガリレオンと呼ばれる模型についてインフレーション、暗黒エネルギー、及び暗黒物質の問題を統一的に解決する模型を構築できるかを調べる。k-エッセンス模型や F(R) 重力理論で密度ゆらぎに現れる、これらの模型に非常に特徴的な、ゆらぎが振動するモードについて、現実的と呼ばれる様々な模型に適応し、これまでの観測と矛盾がないかを検証するとともに、観測により将来検証する可能性を具体的に調べる。超弦理論に動機づけられた量子重力理論的立場やより現象論的な素粒子論の立場の両方から具体的な模型を構築し、これらの模型と、これまで構成してきた宇宙論的な模型の比較を行い、宇宙論的な模型の素粒子論としての起源や関係について明らかにする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究に当面必要なコンピュータは購入し、順調に成果を出し始めているので、研究費は主に、共同研究者のいる外国の研究グループを訪れるとともに、国内外から研究者を招き、情報の提供をお願いするとともに、議論を行うために使用する。
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