Testing modified theories of gravity

测试修正的重力理论

• 批准号: 20K03936
• 负责人: 小林 努
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Rikkyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03936/
• 关键词: 修正重力理論; 宇宙論; 重力; 重力波; 重力理論

2つのテンソル自由度を持ち、追加のスカラーモードがない修正重力の宇宙論的なテストをおこなった。考慮する重力理論は、背景進化のレベルでLCDMモデルと区別できない宇宙モデルを持つ。モデルには1つの修正重力パラメーターがあり、その効果は線形摂動に現れるが、追加のスカラーモードは伝播しない。現在のモデルを組み込んだBoltzmannコードを使用して、Planck CMBデータからパラメータへの制限を与えた。この修正重力モデルは、太陽系のテストや重力波の伝播によってほとんど制限されないため、この結果は、このモデルの初めての観測的なテストを提供することになった。また、最近、スカラー・テンソル重力理論の文脈で、スカラー場の高階導関数を含む逆可逆非共形変換の一般化が提案された。この一般化された非共形変換をHorndeski理論に適用することで、従来よりも一般的な健全なスカラー・テンソル理論であるいわゆる一般化された非共形Horndeski理論を得ることができる。ただし、物質場を導入すると高階スカラー・テンソル理論の等価性条件が壊れ、Ostrogradskyゴーストが現れる可能性があるため、一般化された非共形Horndeski理論が物質場と整合的にカップリングできるかどうかは不明である。本研究ではこの問題を調査し、特定のゲージを仮定せずに、物質場への最小カップリングが一般化された非共形Horndeski理論において整合的である条件を求めた。その結果、Ostrogradskyゴーストの現れを避けるために、一般化された非共形変換のすべての高階導関数項が禁止されることを発見した。最小カップリングされた物質場が存在する場合にゴーストフリーとなるのは、従来の非共形変換を通じてHorndeski理論につながる理論だけであるという結論に至った。

2 つ の テ ン ソ を hold ち, additional degrees of freedom of ル の ス カ ラ ー モ ー ド が な い correction of gravity の cosmology な テ ス ト を お こ な っ た. Consider す る は gravity theory, background evolution の レ ベ ル で LCDM モ デ ル と difference で き な い universe モ デ ル を つ. モ デ ル に は 1 つ の fixed gravity パ ラ メ ー タ ー が あ り, そ の unseen fruit は linear, dynamic に now れ る が, additional の ス カ ラ ー モ ー ド は 伝 sowing し な い. Now の モ デ ル を group み 込 ん だ Boltzmann コ ー ド を use し て, Planck CMB デ ー タ か ら パ ラ メ ー タ へ の limit を and え た. こ の fixed gravity モ デ ル は, solar の テ ス ト や gravitational wave の 伝 sowing に よ っ て ほ と ん limitations ど さ れ な い た め, こ の results は, こ の モ デ ル の early め て の な 観 measured テ ス ト を provide す る こ と に な っ た. ま た, recently, ス カ ラ ー · テ ン ソ ル で の context theories of gravity, ス カ ラ ー field の high-order inverse number guide masato を contain む reversible non conformal variations in の generalization が proposal さ れ た. こ の generalization さ れ た non conformal variations in を に Horndeski theory applicable す る こ と で, 従 よ り も general な sound な ス カ ラ ー · テ ン ソ ル theory で あ る い わ ゆ る generalization さ れ た conformal を Horndeski theory to る こ と が で き る. た だ し, material field を import す る と higher-order ス カ ラ ー · テ ン ソ ル theory の 価 conditions が 壊 れ, Ostrogradsky ゴ ー ス ト が now れ る possibility が あ る た め, generalized さ れ た non conformal Horndeski theory が material integrates field と に カ ッ プ リ ン グ で き る か ど う か は unknown で あ る. This study で は こ の を survey し, specific の ゲ ー ジ を 仮 set せ ず に, material field へ の minimum カ ッ プ リ ン グ が generalization さ れ た non conformal Horndeski theory に お い て integrated で あ を る conditions for め た. そ の results, Ostrogradsky ゴ ー ス ト の is れ を avoid け る た め に, generalized さ れ た non conformal variations in の す べ て の higher derivative masato several が ban さ れ る こ と を 発 see し た. Minimum カ ッ プ リ ン グ さ れ た material field exist が す る occasions に ゴ ー ス ト フ リ ー と な る の は, 従 の non conformal variations in を tong じ て Horndeski theory に つ な が る theory だ け で あ る と い う conclusion に to っ た.

项目成果

Dynamics of inflation with mutually orthogonal vector fields in a closed universe

封闭宇宙中相互正交矢量场的膨胀动力学

• DOI: 10.1103/physrevd.104.083514
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Murata Tomoaki;Kobayashi Tsutomu
• 通讯作者: Kobayashi Tsutomu

Primordial tensor non-Gaussianities from general single-field inflation with non-Bunch-Davies initial states

• DOI: 10.1103/physrevd.102.023513
• 发表时间: 2020-03
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Shingo Akama;S. Hirano;Tsutomu Kobayashi

Testing gravity with the cosmic microwave background: constraints on modified gravity with two tensorial degrees of freedom

用宇宙微波背景测试重力：两个张量自由度的修正重力约束

• DOI: 10.1088/1475-7516/2022/07/040
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: Hiramatsu Takashi;Kobayashi Tsutomu
• 通讯作者: Kobayashi Tsutomu

CERN(スイス)

欧洲核子研究组织（瑞士）

Max Planck Inst.(ドイツ)

马克斯·普朗克研究所（德国）