背景重力波に対する余剰次元効果と観測可能性

ストリング理論は,全ての物質とその相互作用を統一する究極の理論として最も有力な理論であると信じられている。一方、WMAPによる宇宙背景輻射の観測が示しているように、インフレーション理論は現象論として大きな成功を収めている。そして、いまや、ストリング理論に基づいた宇宙論、弦理論的宇宙論が語られる時代を迎えつつあり、インフレーションの幾何学的構築が大きな課題となっている。我々の目的は、弦理論に基づいた初期宇宙の現実的なモデルの構築へ向けてまず第一歩を踏み出すことにある。我々は、現段階での研究を弦理論、相対論、宇宙論の3つの立場からの研究として分類する。それぞれのキーになるアイデアはフラックス、ブレーンワールド、ストリングガスである。どの場合にも主要な課題はインフレーション中における内部空間の安定性にある。我々は、これら3つのアプローチの長所と短所を整理し、弦理論と相対論からのアプローチの長所を組み合わせた新しいインフレーションモデル、余剰次元(バルク)中のフラックスによるブレーンワールドインフレーションモデルを提唱した。このモデルでは、インフレーションは2枚のブレーン間に存在するフラックスによって引き起こされる。インフレーションはブレーンの衝突で終了し、運動エネルギーが熱として解放されることで再加熱が起こり、ビッグバン宇宙が始まる。我々は、このモデルが予言する宇宙の曲率ゆらぎや重力波ゆらぎを計算し、それらの観測との整合性を持つことを示した。

ストリング理論は,全ての物質とその相互作用を統一する究極の理論として最も有力な理論であると信じられている。一方、WMAPによる宇宙背景輻射の観測が示しているように、インフレーション理論は現象論として大きな成功を収めている。そして、いまや、ストリング理論に基づいた宇宙論、弦理論的宇宙論が語られる時代を迎えつつあり、インフレーションの幾何学的構築が大きな課題となっている。我々の目的は、弦理論に基づいた初期宇宙の現実的なモデルの構築へ向けてまず第一歩を踏み出すことにある。我々は、現段階での研究を弦理論、相対論、宇宙論の3つの立場からの研究として分類する。それぞれのキーになるアイデアはフラックス、ブレーンワールド、ストリングガスである。どの場合にも主要な課題はインフレーション中における内部空間の安定性にある。我々は、これら3つのアプローチの長所と短所を整理し、弦理論と相対論からのアプローチの長所を組み合わせた新しいインフレーションモデル、余剰次元(バルク)中のフラックスによるブレーンワールドインフレーションモデルを提唱した。このモデルでは、インフレーションは2枚のブレーン間に存在するフラックスによって引き起こされる。インフレーションはブレーンの衝突で終了し、運動エネルギーが熱として解放されることで再加熱が起こり、ビッグバン宇宙が始まる。我々は、このモデルが予言する宇宙の曲率ゆらぎや重力波ゆらぎを計算し、それらの観測との整合性を持つことを示した。