特異点のない宇宙モデルの一般的性質の理解とインフレーションとの観測的区別

理解无奇点宇宙模型的一般性质，并通过观察将其与暴胀区分开来

基本信息

批准号：
18J22305
负责人：
赤間進吾
金额：
$ 1.79万
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：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J22305/
关键词：
初期宇宙修正重力理論

项目摘要

今年度の研究では、ミンコフスキー時空から宇宙が膨張する初期宇宙モデル(ジェネシスモデル)において生成される宇宙論的揺らぎの解析を行った。まず、昨年度に引き続き、strong couplingを回避するようなモデル空間の探査を行った。簡単のため、ジェネシスモデルの中でも、曲率揺らぎと原始重力波の伝播速度が時間に依存しない場合に限定して議論を行った。その結果、strong couplingを回避し、かつ揺らぎのパワースペクトルに関して、既存の観測結果(曲率揺らぎのスケール不変性)と整合的な予言を与え得るモデルでは、曲率揺らぎ及び原始重力波の長波長モードの振幅が時間とともに成長することを明らかにした。次に、曲率揺らぎの非ガウス性の波数依存性と大きさの評価を行った。まずジェネシスモデルでは、Squeezed limit(異なる３つの波数のうち、１つが他の２つに比べて十分小さいという極限)とEquilateral limit(３つの波数の大きさが同程度であるという極限)でピークを持つ項を予言することを明らかにした。またそれぞれの極限でピークを持つ項に関する非線形パラメータ(非ガウス性の大きさを特徴付けるパラメータ)を評価すると、非ガウス性は一般に非自明な波数依存性により増幅され、現在の観測から得られている非線形パラメータへの制限と整合的になり得るモデル空間は限定的であることを明らかにした。これらは、揺らぎの伝播速度が一定であることを要請して得られた結果であるため、今後はそれ以外のモデル空間における非ガウス性の解析も行う必要がある。

今年的研究分析了早期宇宙模型（Genesis模型）中产生的宇宙学波动，其中宇宙从Minkovsky Spacetime扩展。首先，与去年一样，我们对模型空间进行了探索，该模型空间避免了牢固的耦合。为简单起见，仅在创世纪模型中进行讨论，在该模型中，曲率波动和原始引力波的传播速度是与时间无关的。 As a result, it was revealed that in a model that avoids strong coupling and can provide a prediction consistent with existing observations (scale invariance of curvature fluctuations), the amplitudes of long-wavelength modes of curvature fluctuations and primitive gravitational waves grow over time in the model that can avoid strong coupling and provide predictions consistent with existing observations (scale invariance of curvature fluctuations).接下来，评估了非高斯曲率波动的波数依赖性和幅度。首先，我们已经表明，Genesis模型在挤压极限处用峰值预测术语（与其他两个相比，三个不同的波数中的一个足够小）和等边极限（三个波数的幅度大约相同的极限）。此外，当我们评估在每个限制下具有峰值的非线性参数（表征非高斯性幅度的参数）时，我们已经表明，非高西度性通常会通过非平凡的挥发性象征依赖性来放大，并且可以限制非线性参数的模型空间，而这些模型的限制是有限的。这些是通过要求波动的传播速度恒定而获得的结果，将来有必要分析其他模型空间中的非高斯性。