宇宙の大規模構造の力学的統計解析を用いた初期宇宙物理学の探求

利用宇宙大尺度结构的力学和统计分析探索早期天体物理学

基本信息

批准号：
19K03835
负责人：
松原隆彦
金额：
$ 2.75万
依托单位：
High Energy Accelerator Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は宇宙の大規模構造の力学的統計解析において多面的な進展を得た。まず、宇宙の極初期に形成された可能性のある原始ブラックホールの生成量について、インフレーション理論などで示唆される初期非ガウスゆらぎの効果を見積もる新しい漸近公式を見出し、原始ブラックホールの研究で実績のある佐々木節氏との共同研究として、論文を発表した。この研究においては、いくつかのタイプに分かれている初期非ガウスゆらぎの種類の広い種類すべてに適用できる、これまでに知られていなかった公式を導き出した。また、宇宙の大規模構造における力学的統計解析の手法として、密度場の空間微分を含む複数の３点統計量Skewness parametersを使う新たな手法を提案し、実空間と赤方偏移空間の両方においてそれらの理論値が計算できるかを示した。とくに、標準的なアインシュタイン重力理論が宇宙の力学進化を支配している場合に成り立つSkewness parametersの間の整合性関係を見出し、それが非標準的な修正重力理論を仮定したときにどのように破れるのかを明らかにした。これにより宇宙の重力進化に関する基本的な物理法則の探索に用いることができることを具体的に示し、佐賀大学と神奈川大学の研究者との共同研究として論文を発表した。さらに別の方向の研究として、銀河などの数密度だけではなくテンソル的な性質を用いて宇宙構造の進化形成を解析する方法に関し、これまでに私が開発してきた統合摂動論の手法を拡張する理論的手法の開発を進めた。これについては角運動量の量子論などで用いられてきた３次元回転群の既約表現により宇宙論的な観測量におけるテンソルを分類し、数学的に整った形式として定式化した。こちらは論文を完成して投稿中である。

今年，我们在大型空间结构的机械统计分析中取得了许多方面。首先，他发现了一种新的渐近公式，以估计通货膨胀理论提出的早期非高斯波动的影响，关于在宇宙的早期阶段可能形成的原始黑洞的数量，并与Sasaki Setsu合作发表了一篇论文，Sasaki Setsu在研究原始黑洞中具有往绩记录。在这项研究中，我们得出了一个以前未知的公式，该公式可以应用于各种早期的非高斯波动，分为几种类型。我们还提出了一种使用多个三点统计偏度参数（包括密度场的空间分化），在宇宙大规模结构中进行机械统计分析的新方法，并证明了这些理论值是否可以在真实和红移空间中计算。特别是，我们发现偏度参数之间存在一致性关系，当标准爱因斯坦的重力理论控制宇宙的动态演化时，该偏度参数之间存在，并揭示了它在假设非标准的修改性重力理论时如何破裂。这特别表明，它可用于搜索有关宇宙重力演化的基本物理法，并与萨加大学和卡纳那川大学的研究人员合作发表了一篇论文。在另一个方向上，我开发了一种理论方法，该方法扩展了迄今为止我开发的集成扰动理论方法，即用于分析使用张量样性质的宇宙结构进化形成的方法，而不仅仅是星系的数量密度。这是使用三维旋转基团的不可还原表示，在量子角动量中使用，并用作数学平衡的形式。这是一份已完成并正在提交的论文。

项目成果

期刊论文数量（25）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Statistics of peaks of weakly non-Gaussian random fields: Effects of bispectrum in two- and three-dimensions

DOI：
10.1103/physrevd.101.043532
发表时间：
2020-01
期刊：
Physical Review D
影响因子：
5
作者：
T. Matsubara
通讯作者：
T. Matsubara

Skewness consistency relation in large-scale structure and test of gravity theory

大尺度结构中的偏态一致性关系及引力理论检验

DOI：
10.1103/physrevd.107.043526
发表时间：
2023
期刊：
Physical Review D
影响因子：
5
作者：
Daisuke Yamauchi;Shoya Ishimaru;Takahiko Matsubara;Tomo Takahashi
通讯作者：
Tomo Takahashi

Clustering of primordial black holes formed in a matter-dominated epoch

DOI：
10.1103/physrevd.100.123544
发表时间：
2019-09
期刊：
Physical Review D
影响因子：
5
作者：
T. Matsubara;T. Terada;K. Kohri;Shuichiro Yokoyama
通讯作者：
T. Matsubara;T. Terada;K. Kohri;Shuichiro Yokoyama

CNRS & Sorbonne Universite(フランス)

CNRS 和索邦大学（法国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Weakly non-Gaussian formulas of cosmological fields: Peak abundance, peak clustering, and Minkowski functionals in 2D and 3D

宇宙场的弱非高斯公式：2D 和 3D 中的峰丰度、峰聚类和 Minkowski 泛函

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fujita H.;Fujita Y.;Utsuno Y.;Yoshida K.;Adachi T.;Algora A.;Csatl?s M.;Deaven J. M.;Estevez-Aguado E.;Guess C. J.;Guly?s J.;Hatanaka K.;Hirota K.;Hutton R.;et. al;Takahiko Matsubara
通讯作者：
Takahiko Matsubara