Testing generalized space-time geometry with multimessenger observations of gravitation al waves

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本研究課題の目的は、一般相対性理論を拡張した時空幾何の可能性を重力波観測を通して検証することである。一般相対性理論では時空は計量によって特徴付けられるが、一般には時空の捻れや非計量性を含む時空幾何へと重力理論を拡張することが可能である。このような理論はこれまであまり注目されておらず、観測的検証も不十分であった。そこで、我々は本研究の第一段階として、一般時空幾何のあるクラスの重力理論、対称テレパラレル幾何理論を重力波伝播を用いて検証することにした。フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー背景時空周りで理論を摂動展開し、STG 理論における重力波の伝播方程式を導出した。その次の段階として、対称テレパラレル幾何理論の検証すべきモデルをある程度特定する必要があるが、我々は宇宙の膨張則や非一様性などの観測データを説明できる一連のモデルを特定した。一方、対称テレパラレル幾何理論は他にも2つの理論ブランチが存在することが知られているが、それらについての研究はまだ成されておらず、宇宙観測データを説明できるかどうかは定かではない。そこで、我々は海外の専門家との共同研究によりそれらの理論ブランチが現実宇宙を記述するかを確認しようとしている。重力波の伝播による観測的検証のための計算コードはフィッシャー情報行列を用いて開発を行った。現在、先行研究の理論予言の結果を再現するのと同時に、重力波観測データへの適用について検討を行っている。