大域的宇宙モデルの決定に及ぼす非一様物質分布の影響と重力レンズ効果

物质不均匀分布和引力透镜效应对全球宇宙学模型确定的影响

基本信息

批准号：
06740194
负责人：
葛西真寿
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06740194/
关键词：
相対論的宇宙論非一様宇宙重力レンズ観測的宇宙論

项目摘要

観測的宇宙論の議論は、多くの場合一様等方な宇宙モデルに立脚しているが、現実の宇宙の物質分布は、超銀河団のスケールにいたるまで非線形・非一様である。これまで我々は、重力レンズの統計的解析によって宇宙モデルを決定する研究を行ってきたが、レンズ物体による光の曲がり以外には、光の伝播に対する非一様物質分布の影響を十分に考慮していなかった。その理由の一つは、非線形・非一様物質分布を持つ現実的非一様宇宙を記述する有用な方法がなかったことにある。そこで、今回はまずこのような非一様宇宙を記述する近似法を一般相対論に基づいて開発した。我々の方法は以下のような特徴を持つ。1.密度ゆらぎが1より小さいという仮定に依存しない。2.一様等方バックグラウンドからのずれが局所的に1次元的であるときには、厳密解を含む。3.密度ゆらぎが1より十分小さいときには線形摂動論の結果を再現する。これらはまさに、ニュートン宇宙論においてよく用いられるゼルドビッチ近似が持つ特徴に対応している。この意味で我々の方法は、「一般相対論的ゼルドビッチ近似」と言うことができる。(論文は現在投稿中。)また、宇宙論的観測に及ぼす時空の非一様性の影響の重要性を明らかにするために、ルメートル・トールマンモデルという非一様宇宙モデルを使って光の伝播を調べた。その結果、近傍の銀河の観測から得られるハップル定数は必ずしも宇宙の大域的な膨脹率をあらわすとは限らないこと、従って近傍の観測で比較的大きい値のハップル定数が得られても、そのことは必ずしも宇宙年齢と矛盾するわけではないことが、新しい知見として得られた。このような非一様宇宙における重力レンズの統計的解析については現在計算中である。

尽管观察性宇宙学中的辩论通常基于均匀的各向同性宇宙模型，但真实宇宙中的材料分布在超级galaxy群的规模上是非线性的，并且是不均匀的。到目前为止，我们已经使用重力透镜的统计分析研究了空间模型，但是除了镜头对象弯曲光外，我们尚未完全考虑了材料分布对光传播的影响。原因之一是没有有用的方法来描述具有非线性和非均匀材料分布的现实不均匀宇宙。因此，这次我们首先开发了一种基于一般相对论的不均匀宇宙的近似方法。我们的方法具有以下特征：1。不依赖于密度波动小于1.2的假设。当与均匀的各向同性背景的偏差是本地一维时，它包括精确的溶液。 3。重现线性扰动理论的结果时，当密度波动足够小于1时。这些完全与牛顿宇宙学经常用于Zeldovicch近似的特征。从这个意义上讲，我们的方法可以称为“一般相对论的Zeldovich近似”。（目前正在提交本文。）此外，为了阐明时空不一度对宇宙学观察的影响的重要性，我们使用称为Lemait-Tallman模型的不均匀宇宙模型研究了光的传播。结果，已经获得了新的发现，从对附近星系的观察结果获得的HAPPLE常数并不一定代表宇宙的全球膨胀率，因此，即使可以从邻里的观察结果中获得相对较大的Happle常数值，但这并不一定符合宇宙的年龄。目前正在研究非均匀宇宙中此类重力透镜的统计分析。