非一様宇宙モデルを用いたダークエネルギー問題およびコペルニクス原理の検証

平成25年度は研究課題「非一様宇宙モデルを用いたダークエネルギー問題およびコペルニクス原理の検証」の遂行のために、特に非一様宇宙モデル上の銀河や銀河団などの構造形成に注目して研究を行った。これらは宇宙モデルの性質を強く反映することが期待されるので、非一様宇宙モデルの検証に有用と考えられている。具体的な研究成果について以下に記す。以前に我々が提案した解析方法を用いて、非一様宇宙モデル上のゆらぎの時間発展を追い、得られた結果からゆらぎの統計的な性質を明らかにした。ここでは、ゆらぎの統計的性質を特徴づける密度ゆらぎ2点相関関数を解析した。簡単のためにゆらぎの初期条件の統計的性質は一様等方時空上と同じにした。密度ゆらぎ2点相関関数を計算した結果、2点相関関数にゆがみ(非等方性)が現れることを示した。そして、そのゆがみは非一様宇宙モデルに存在する潮汐力に起因することを明らかにした。一様等方宇宙モデルには背景時空に潮汐力が存在しないので、このゆがみを反映した観測量は宇宙原理の検証に有用であることが期待される。潮汐効果を反映した検証はこれまでほとんど考慮されていなかったので、本研究は宇宙原理の新たな検証方法の基礎づけとなる成果を得たといえる。本研究の成果を論文にまとめ発表した。また、非一様宇宙モデル上のニュートン的構造形成についての定式化を行い、その成果を学位論文の中で発表した。この研究により、非一様宇宙モデル上の非線型構造形成が明らかになる可能性があり、非一様宇宙モデルの研究の中で大きな意義をもつ。

平成25年度は研究課題「非一様宇宙モデルを用いたダークエネルギー問題およびコペルニクス原理の検証」の遂行のために、特に非一様宇宙モデル上の銀河や銀河団などの構造形成に注目して研究を行った。これらは宇宙モデルの性質を強く反映することが期待されるので、非一様宇宙モデルの検証に有用と考えられている。具体的な研究成果について以下に記す。以前に我々が提案した解析方法を用いて、非一様宇宙モデル上のゆらぎの時間発展を追い、得られた結果からゆらぎの統計的な性質を明らかにした。ここでは、ゆらぎの統計的性質を特徴づける密度ゆらぎ2点相関関数を解析した。簡単のためにゆらぎの初期条件の統計的性質は一様等方時空上と同じにした。密度ゆらぎ2点相関関数を計算した結果、2点相関関数にゆがみ(非等方性)が現れることを示した。そして、そのゆがみは非一様宇宙モデルに存在する潮汐力に起因することを明らかにした。一様等方宇宙モデルには背景時空に潮汐力が存在しないので、このゆがみを反映した観測量は宇宙原理の検証に有用であることが期待される。潮汐効果を反映した検証はこれまでほとんど考慮されていなかったので、本研究は宇宙原理の新たな検証方法の基礎づけとなる成果を得たといえる。本研究の成果を論文にまとめ発表した。また、非一様宇宙モデル上のニュートン的構造形成についての定式化を行い、その成果を学位論文の中で発表した。この研究により、非一様宇宙モデル上の非線型構造形成が明らかになる可能性があり、非一様宇宙モデルの研究の中で大きな意義をもつ。