Ia型超新星の光度距離から再構成する宇宙項の状態方程式

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本研究の目的は、「宇宙項の状態方程式の解明」であり、今年度は、特に「宇宙項の時間変化による物理定数の時間変化の可能性」の課題に取り組んだ。最近遠方のクェーサーの吸収線の観測から微細構造定数(α)が現在の値から0.001%程小さいのではないか、示唆が得られている。この物理定数の時間変化はダークエネルギーの役割を果たす軽いスカラー場と電磁場との相互作用から説明しうるものである。そこで、この観測結果を独立に検証するうえで必要な2つの観測実験を提言した(Chiba-Kohri(2002))。ひとつは、近傍(z<1)での吸収線の観測である。微細構造定数の時間変化に対する強い制限として知られているオクロ現象(20億年前の天然原子炉)は宇宙論的な観測ではなく、また系統誤差も明らかではない。二つめは、等価原理の破れの実験である。この時間変化が軽いスカラー場によって引き起こされたとしたときに予想される等価原理の破れの効果を評価したところ将来の実験(たとえばSTEP)で検証可能な程度であることが明らかになった。さらに、スカラー場が重力とあらわに結合した理論であるスカラーテンソル理論における密度揺らぎの一般的な定式化を行い、予言される宇宙背景輻射の揺らぎのスペクトルや銀河の質量分布の計算を行った。近い将来の観測により重力定数の時間変化に対して宇宙背景輻射の観測から新しい制限が得られる可能性を指摘した