非線形,非摂動的な非一様性の影響を考慮した観測的宇宙論の構築

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・申請者はこれまでに非コペルニクス的非一様宇宙のモデルとして非一様球対称ダスト宇宙モデルを用いて研究を行って来た.去年度に観測者を中心とした球対称な非一様性を一様等方宇宙における1次の摂動として導入し,その上でのさらに小さな高次の揺らぎを導入する手法を用いて球対称な揺らぎがより小スケールの非等方な揺らぎに与える影響を計算し,結果として非一様性の成長率が一様等方宇宙の場合と顕著に異なることを明らかにした.今年度に入りその結果がPhysical Review Dに掲載された.また,非コペルニクス的な非一様性がダークエネルギーの状態方程式の見積もりにどのように影響するかについての研究を進めている.・去年度に一般相対性理論に基づいた非線形な非一様宇宙モデルについての研究の第1ステップとして,非線形な非一様宇宙のモデルとしてブラックホールが周期的に並んだ宇宙の初期状態を構成することに成功した.また,その成果をPhysical Review Dに投稿し,掲載された.現在この初期条件をもとに,時間発展を数値的に解く研究を進めている.・宇宙の非一様性が観測に及ぼす影響の一つに,重力レンズ効果があげられる.申請者は非線形な非一様性を生む,エキゾチックな天体の重力レンズ効果について研究した.宇宙ひも,ワームホールによる重力レンズ効果における波動効果に注目し,これらの天体がスペクトル観測によって質点レンズの場合と区別でき,原理的に探査可能であることを示した.また,波動効果を取り入れた場合の右巻き,左巻き偏光による光子軌道の違いについての研究を行った.