素粒子論的宇宙論における密度揺らぎ及び暗黒エネルギーの研究

粒子论宇宙学中的密度涨落和暗能量研究

• 批准号: 04J10070
• 负责人: 高橋 智
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J10070/
• 关键词: カーヴァトンシナリオ; インフレーション宇宙; 密度揺らぎ; 暗黒エネルギー; WMAP; DGPモデル; 宇宙背景放射の揺らぎ; カーヴァトンメカニズム; インフレーション

近年宇宙論の観測の発展は目覚ましく、WMAPによる宇宙背景放射の揺らぎの観測に代表されるように、より精密化されてきた。よく知られているように、初期宇宙は素粒子物理と密接に関係があり、観測の精密化は宇宙物理学のみならず、素粒子物理にとっても非常に重要である。このことに関連し、宇宙初期の密度揺らぎの研究を行った。宇宙の物質分布はほぼ一様・等方であるが、宇宙背景放射の揺らぎや宇宙の大規模構造などから分かるように、一様等方からのずれがある。この「ずれ」は宇宙初期に何らかの形で生成された初期揺らぎに由来するわけであるが、これまではインフレーションを起こすインフラトン場のインフレーション中の量子揺らぎに起因するというシナリオが標準的なものであった。しかし、素粒子物理における標準理論を超える理論として考えられている、超対称性を含む理論、超弦理論などを考えると、初期宇宙にはインフラトン場と同様に量子揺らぎを持ちうるスカラー場が数多く存在し得る。例えば、モジュライ場などのスカラー場が宇宙初期に存在すれば、これらの場もインフラトン場と同様に量子揺らぎを持ち、さらに現在の宇宙背景放射の揺らぎなどに影響を与えることも考えられる。それどころか、現在の宇宙の密度揺らぎはインフラトン場の揺らぎがなくても、それらのインフラトン以外のスカラー場の量子揺らぎからでも、現在観測されている宇宙背景放射の揺らぎなどを説明できる。このようにインフラトン場ではないスカラー場が宇宙の密度揺らぎを担うシナリオは「カーヴァトンシナリオ」と呼ばれている。我々は、カーヴァトン場がある程度の宇宙の揺らぎを担った場合、それがインフレーションモデルの制限に対して、どのような示唆を与えるかについて詳細に調べた。また、暗黒エネルギーについても観測からの制限について現象論的に調べた

In cosmology の 観 measuring の 発 exhibition は mesh 覚 ま し く, WMAP に よ る cosmic background radiation の 揺 ら ぎ の 観 に representative measurement さ れ る よ う に, よ り motors さ れ て き た. よ く know ら れ て い る よ う に, the early universe は element particle physics と contact に masato is が あ り, 観 の motors は cosmic physics の み な ら ず, plain particle physics に と っ て も very important で に あ る. The とに とに is related to the <s:1> density of the early universe, the らぎ <e:1> study を line った. Universe の material distribution は ほ ぼ a others, such as party で あ る が, cosmic background radiation の 揺 ら ぎ や universe の large-scale tectonic な ど か ら points か る よ う に, the others party か ら の ず れ が あ る. "こ の ず れ" は universe initial に ら か の form で generated さ れ た early 揺 ら ぎ に origin す る わ け で あ る が, こ れ ま で は イ ン フ レ ー シ ョ ン を up こ す イ ン フ ラ ト ン field の イ ン フ レ ー シ ョ ン の in quantum 揺 ら ぎ に cause す る と い う シ ナ リ オ が standard な も の で あ っ た. し か し, plain particle physics に お け る standard theory を super え る theory と し て exam え ら れ て い る, super said seaborne を む theory, superstring theory な ど を exam え る と, the early universe に は イ ン フ ラ ト と ン field with others in quantum 揺 に ら ぎ を hold ち う る ス カ ラ ー field が く exist many し る. Example え ば, モ ジ ュ ラ イ field な ど の ス カ ラ ー field が に early universe exists す れ ば, こ れ ら の field も イ ン フ ラ ト と ン field with others in quantum 揺 に ら ぎ を hold ち, さ ら に now の cosmic background radiation の 揺 ら ぎ な ど に influence を and え る こ と も exam え ら れ る. そ れ ど こ ろ か, now の の space density 揺 ら ぎ は イ ン フ ラ ト ン field の 揺 ら ぎ が な く て も, そ れ ら の イ ン フ ラ ト ン outside の ス カ ラ ー field の quantum 揺 ら ぎ か ら で も, now 観 さ れ て い る cosmic background radiation の 揺 ら ぎ な ど を illustrate で き る. こ の よ う に イ ン フ ラ ト ン field で は な い ス カ ラ が ー field density of the universe の 揺 ら ぎ を bear う シ ナ リ オ は "カ ー ヴ ァ ト ン シ ナ リ オ" と shout ば れ て い る. I 々 は, カ ー ヴ ァ ト ン field が あ る degree の universe の 揺 ら ぎ を bear っ た occasions, そ れ が イ ン フ レ ー シ ョ ン モ デ ル limitations の に し seaborne て, ど の よ う な in stopping を and え る か に つ い て detailed に adjustable べ た. ま た, dark black エ ネ ル ギ ー に つ い て も 観 measuring か ら limitations の に つ い て phenomenalism に tuned べ た

项目成果

Making waves on CMB power spectrum and inflaton dynamics

• DOI: 10.1016/j.physletb.2004.11.033
• 发表时间: 2004-07
• 期刊: Physics Letters B
• 影响因子: 4.4
• 作者: M. Kawasaki;F. Takahashi;Tomo Takahashi

REVISITING THE CONSTRAINT ON THE HELIUM ABUNDANCE FROM CMB.

重新审视对 CMB 氦丰度的限制。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physical Review D (出版予定)
• 作者: 市川和秀;高橋智
• 通讯作者: 高橋智

Bigger rip with no dark energy

没有暗能量的更大裂痕

• 发表时间: 2004
• 期刊: Astroparticle physics 22
• 作者: P.H.Frampton;高橋智
• 通讯作者: 高橋智

Implications of the curvaton on inflationary cosmology

曲线对暴胀宇宙学的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physical Review D72
• 作者: T.Moroi;T.Takahashi
• 通讯作者: T.Takahashi

Candidates for the inflaton in quiver gauge theory

箭袋规范理论中暴胀子的候选者

• 发表时间: 2004
• 期刊: Physical Review D D70
• 作者: P.H.Frampton;高橋智
• 通讯作者: 高橋智