Unified origins of cosmic accelerated expansion, three cosmic compositions, large-scale magnetic fields and primordial gravitational waves in extended gravitational theories

扩展引力理论中宇宙加速膨胀、三种宇宙成分、大尺度磁场和原初引力波的统一起源

基本信息

批准号：
21K03547
负责人：
馬塲一晴
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Fukushima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究課題では，長距離スケールで一般相対性理論を拡張する方法により，現在の宇宙の加速膨張機構を解明することを目的とする．本研究の成果により，量子重力の普遍的性質を探る手だてが得られる可能性がある．令和4年度の研究実績は下記のようにまとめられる．(1) スカラー曲率および高次曲率項であるガウス=ボンネ不変量と電磁場が結合する場合を考察し，電磁場の共形不変性の破れを通じて電磁場の量子揺らぎが生成される過程を詳細に解析した．特に，量子揺らぎを起源とする原始磁場がねじれた構造（磁気ヘリシティ）をもつ場合，量子異常効果を通じて生成されるバリオン数密度を求めた．その結果，観測と整合的な強度の宇宙磁場とバリオン非対称の値が生成され得る可能性を明らかにした．(2)暗黒エネルギーと暗黒物質の状態方程式は互いに異なるため，両者は異なる起源をもつと考えられる．ところが，宇宙全体に占める両者の割合は同程度であり，コインシデンス問題と呼ばれている．そこで，流体として振る舞う暗黒物質が暗黒エネルギーと結合する場合を考察し，各種の宇宙論的パラメータの進化を観測と比較した．さらに，暗黒エネルギーの状態方程式とエネルギー条件を詳しく調べ，量子重力と無矛盾であるようで実際は量子重力とは相容れないモデル（スワンプランド予想）に関する考察を行った．(3)ネーター対称性を用いて，f(R)重力理論における円筒対称性や平面対称性をもつ解を求めた．加えて，多様な拡張重力理論における宇宙物理学の理論的研究を遂行した．特に，物質の密度揺らぎの成長，ブラックホール解の量子論的トンネル効果およびブラックホール熱力学の解析，現実的なコンパクト天体の性質，ブラックホールの準周期的振動の解析を通じたブラックホール解への制限，カシミール効果のワームホール解への影響，自己重力系の動的進化，時空の特異点を回避するバウンス解等を研究した．

该研究主题旨在通过长期扩展一般相对论，阐明当前宇宙加速扩展的机制。这项研究的结果可能提供了一种探索量子重力的普遍特性的方法。 Research results for 2022 can be summarized as follows: (1) We examined the case where the electromagnetic field is coupled with the Gauss-Bonne invariant, which are scalar curvature and higher curvature terms, and analyzed in detail the process in which quantum fluctuations of the electromagnetic field are generated through the breaking of the conformal invariance of the electromagnetic field.特别地，当起源于量子波动的原始磁场具有扭曲的结构（磁性螺旋）时，确定了通过量子异常效应产生的巴属数密度。结果，我们揭示了可以产生与观测值一致的宇宙磁场和重晶不对称值的可能性。（2）由于暗能和暗物质的状态方程式彼此不同，因此认为它们的起源不同。但是，宇宙中两者的比例大致相同，称为巧合问题。因此，我们检查了暗物质作为流体和暗能量的表现，并将各种宇宙学参数的演变与观测结果进行了比较。此外，我们详细研究了暗能量的状态和能量条件的方程，并讨论了一个模型（滚动预测），该模型似乎与量子重力不一致，但与量子重力（SwiMpland预测）不相容。（3）在F（r）重力理论中使用Nator对称性来查找具有圆柱形和平面对称性的溶液。此外，他在各种扩展的重力理论中就天体物理学进行了理论研究。特别是，我们调查了材料密度波动的生长，量子理论隧道效应和黑洞的热力学分析，对黑洞溶液的热力学分析，紧凑型身体的现实性能，通过分析黑洞溶液的限制，分析黑洞的准周期振动，黑洞的黑洞振动，黑洞的影响，避免了蠕虫效应的影响，避免了蠕虫效应的影响，并避免了新的动力学能力，并避免了自动化的系统。

项目成果

期刊论文数量（79）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Inflationary Universe from Anomaly-Free F(R)-gravity

来自无异常 F(R) 重力的暴胀宇宙

DOI：
10.1155/2022/9056096
发表时间：
2022
期刊：
Advances in High Energy Physics
影响因子：
1.7
作者：
Z. Yousaf;Kazuharu Bamba;M. Z. Bhatti and U. Farwa;滑川裕介;R. Abbott et al.;平松尚志;Aroonkumar Beesham and Kazuharu Bamba
通讯作者：
Aroonkumar Beesham and Kazuharu Bamba

Review on Dark Energy Problem and Modified Gravity Theories

暗能量问题与修正引力理论综述

DOI：
10.31526/lhep.2022.352
发表时间：
2022
期刊：
Letters in High Energy Physics
影响因子：
0
作者：
北沢正清;清原淳史;江尻信司;金谷和至;滑川裕介;Kazuharu Bamba
通讯作者：
Kazuharu Bamba

Generation of magnetic fields from the coupling of electromagnetic fields with a higher curvature term in inflationary cosmology

暴胀宇宙学中电磁场与较高曲率项的耦合产生磁场

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Koide Masataka;Nagoya Yuta;Yamaguchi Satoshi;Katsushi Ito;Junji Hisano;Kazuharu Bamba;Yamaguchi Satoshi;Katsushi Ito;久野純治;Kazuharu Bamba;Satoshi Yamaguchi;Kazuharu Bamba
通讯作者：
Kazuharu Bamba

Review on the issue of dark energy and modified gravitational theories

暗能量问题与修正引力理论综述