一般相対論を最小限に修正した重力理論による宇宙論の解明

使用引力理论阐明宇宙学，对广义相对论进行最小程度的修改

• 批准号: 20J11285
• 负责人: 彌永 亜矢
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Rikkyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J11285/
• 关键词: 修正重力理論; 重力理論; ブラックホール; 宇宙論; ダークエネルギー

本年度は、一般的な2自由度スカラー・テンソル理論において予言される現象が一般相対論のものと観測的に区別できるかを検証した。本研究では一般的な2自由度スカラー・テンソル理論のうち、太陽系のテストを満たし、かつ重力波の伝播速度が光速度と一致するようなクラスを扱った。まずブラックホール解に関して、上記の理論で漸近的平坦かつ静的球対称な解はシュバルツシルト解のみであることを解析的・数値的方法によって明らかにした。また、ゆっくり回転するブラックホール解はカー解に一致することを示した。これらの結果より、上記の2自由度理論におけるブラックホールは多くの場合において一般相対論におけるものと区別できないといえる。次に宇宙論的な観点から、一様等方時空まわりにおける背景場および物質の密度ゆらぎのふるまいが一般相対論の場合と異なるかを調べた。その結果、背景場についてはモデルパラメータのとり方によってΛCDMモデルを含む様々な宇宙の時間発展を再現できることを示した。また宇宙論的摂動について、物質ゆらぎの短波長・長波長極限のいずれの場合でも重力ポテンシャルの形がΛCDMモデルのものと一致することを示した。ただし、この式には背景場の量が含まれるため、背景場のふるまいがΛCDMモデルからずれる場合には同時に物質ゆらぎのふるまいもずれることになる。また、中間スケールのゆらぎでは背景場だけではなくモデルパラメータの影響も現れる可能性がある。そのため、今後は宇宙マイクロ波背景放射等に関するより詳細な解析を行って一般相対論との違いを探る必要がある。

This year は, general な 2 dof ス カ ラ ー · テ ン ソ ル theory に お い て in speech さ れ る phenomenon が general theory of seaborne の も の と 観 に difference measurement で き る か を 検 card し た. This study で は general な 2 dof ス カ ラ ー · テ ン ソ ル theory の う ち, solar の テ ス ト を against た し, か つ gravitational wave の 伝 sowing speed が light と consistent す る よ う な ク ラ ス を Cha っ た. ま ず ブ ラ ッ ク ホ ー ル solution に masato し て, written の theory で asymptotically flat か つ ball says な seaborne solution of static は シ ュ バ ル ツ シ ル ト solution の み で あ る こ と を parsing, the numerical method of に よ っ て Ming ら か に し た. ま た, ゆ っ く り back planning す る ブ ラ ッ ク ホ ー ル solution は カ ー solution に consistent す る こ と を shown し た. こ れ ら の results よ り, written の 2 degrees of freedom theory に お け る ブ ラ ッ ク ホ ー ル は more く の occasions に お い て general theory of seaborne に お け る も の と difference で き な い と い え る. Time に cosmology な 観 point か ら, the others party space-time ま わ り に お け る background field お よ の び material density ゆ ら ぎ の ふ る ま い が general theory of seaborne の occasions と different な る か を adjustable べ た. そ の results, the background field に つ い て は モ デ ル パ ラ メ ー タ の と り party に よ っ て Λ CDM モ デ ル を containing む others 々 な universe の time 発 exhibition を reappearance で き る こ と を shown し た. ま た cosmology, move に つ い て, material ゆ ら ぎ の short wavelength, long wavelength limit の い ず れ の occasions で も gravity ポ テ ン シ ャ ル の form が Λ CDM モ デ ル の も の と consistent す る こ と を shown し た. た だ し, こ の type に は background field の quantities が containing ま れ る た め, background field の ふ る ま い が Λ CDM モ デ ル か ら ず れ る occasions に は に material at the same time ゆ ら ぎ の ふ る ま い も ず れ る こ と に な る. ま た, intermediate ス ケ ー ル の ゆ ら ぎ で は background field だ け で は な く モ デ ル パ ラ メ ー タ の influence も now れ る possibility が あ る. そ の た め, future は universe マ イ ク ロ wave radiation background に masato す る よ り detailed analytical を な line っ て general theory of seaborne と の violations い を agent る necessary が あ る.

项目成果

2自由度スカラー・テンソル理論と一般相対論との宇宙論的比較

二自由度标量张量理论与广义相对论的宇宙学比较

• 发表时间: 2022
• 作者: 彌永亜矢;小林努
• 通讯作者: 小林努

Extended cuscuton as dark energy

• DOI: 10.1088/1475-7516/2020/07/004
• 发表时间: 2020-03
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: Aya Iyonaga;Kazufumi Takahashi;Tsutomu Kobayashi

Distinguishing modified gravity with just two tensorial degrees of freedom from general relativity: Black holes, cosmology, and matter coupling

• DOI: 10.1103/physrevd.104.124020
• 发表时间: 2021-09
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Aya Iyonaga;Tsutomu Kobayashi

Distinguishing modified gravity with just two tensorial degrees of freedom from general relativity: cosmology

仅具有两个张量自由度的修正引力与广义相对论的区别：宇宙学

• 发表时间: 2021
• 作者: Aya Iyonaga;Tsutomu Kobayashi
• 通讯作者: Tsutomu Kobayashi