修正重力理論とその宇宙論への応用

修正引力理论及其在宇宙学中的应用

• 批准号: 14J11495
• 负责人: 吉田 大介
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J11495/
• 关键词: 重力理論; 修正重力理論; ベクトルテンソル理論; 高階微分重力理論; ゴースト不安定性; 宇宙論; 摂動論; 特異点; massive gravity; bigravity; ブラックホール

一般相対論の代替理論としてどのような可能性があるかを探求するため、平成28年度に以下3つの研究を行った。1.重力場と質量を持ったベクトル場の非自明な相互作用の探求：宇宙初期のインフレーションや現在の宇宙の加速膨張を、重力場と非自明に相互作用するスカラー場（もっとも単純な場）によって説明しようという研究がこれまで盛んに行われてきた。これらの研究により、いままで不可能であると考えられていた余分なゴースト自由度を生じない高階微分を含む相互作用の存在が明らかになった。私はスカラー場に関するこれらの近年の発展が、より複雑な、質量を持ったベクトル場に関しても応用可能であることに着目し、これまでに誰も提唱していなかった余分な自由度の生じない重力場とベクトル場の相互作用を構築した。2.上記の理論における、宇宙の安定性の解析：上記のようなベクトル場が存在する場合に、実際の宇宙膨張にどのような影響を及ぼすか、特に、膨張宇宙が安定かどうかは極めて重要である。私はこの理論が加速膨張宇宙解を持つことを明らかにし、さらに、宇宙論的摂動論を用いた解析により、加速膨張宇宙が安定であることを明らかにした。3.高階微分重力理論による宇宙初期特異点回避の研究：特異点の生成は一般相対論の抱える大きな問題である。特異点が生成されうる強重力領域では重力の量子効果が無視できなくなると予想され、これが特異点の生成を妨げるはずだと期待されている。したがって、特異点の生成されない古典重力理論が構築は未知の量子重力理論の古典的有効理論の有力な候補となる。私は曲率スカラーに上限が存在するような高階微分重力理論に関し、膨張宇宙解を構築した。私は膨張宇宙解の周りの摂動を解析することによって、従来知らていた理論はゴースト不安定を生じ整合的でないことを明らかにした。さらに、このゴースト不安定性を回避するような新しい理論の拡張に成功した。

在2016年，进行了以下三项研究，以探讨一般相对论替代理论的可能性。 1。探索重力场和质量向量场的非明显相互作用：已经进行了大量研究来解释早期宇宙中的通货膨胀，并通过标量场（最简单的场）（最简单的场）与重力场相互作用的当前宇宙的膨胀加速。这些研究揭示了包含高阶差异的相互作用的存在，这些差异不产生以前被认为是不可能的额外的幽灵自由度。我专注于标量场的最新发展，这些发展也可以应用于更复杂的质量载体场，并构建了重力和矢量场之间的相互作用，这些相互作用以前没有提出过额外的自由度。 2。在上述理论中对宇宙稳定性的分析：当存在上述矢量字段时，知道它将如何影响宇宙的实际扩展非常重要，尤其是扩展的宇宙是否稳定。我透露，该理论具有加速的扩展宇宙解决方案，此外，通过使用宇宙学扰动理论进行分析，它揭示了加速的扩张宇宙是稳定的。 3。使用高阶差异重力理论避免早期奇异性的研究：奇异性的创造是总体相对论面临的主要问题。可以预期，在可以产生奇异性的强力区域，重力的量子效应不能忽略，这应防止产生奇异性。因此，不产生奇异性的经典重力理论被构成是未知量子重力的经典有效理论的有前途的候选者。我已经在曲率标量上有上限的高阶差异重力理论上构建了一个扩展的宇宙解决方案。通过分析围绕不断扩展的宇宙解决方案的扰动，我透露，传统上已知的理论会产生鬼魂的不稳定，并且不一致。此外，我们已经成功地扩展了一种新理论，以避免这种幽灵不稳定。

项目成果

McGill University(カナダ)

麦吉尔大学（加拿大）

Covariant Stuckelberg analysis of dRGT massive gravity with a general fiducial metric

使用通用基准度量对 dRGT 重重力进行协变 Stuckelberg 分析

• 发表时间: 2014
• 作者: Xian Gao;Tsutomu Kobayashi;Masahide Yamaguchi;Daisuke Yoshida;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介
• 通讯作者: 吉田大介

一般の基準計量のdRGT massive gravityにおけるStueckelberg解析

一般参考度量的 dRGT 大重力中的 Stueckelberg 分析

• 发表时间: 2014
• 作者: Xian Gao;Tsutomu Kobayashi;Masahide Yamaguchi;Daisuke Yoshida;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介
• 通讯作者: 吉田大介

bi-gravityにおけるdecoupling limit

双重力解耦极限

• 发表时间: 2016
• 作者: Xian Gao;Tsutomu Kobayashi;Masahide Yamaguchi;Daisuke Yoshida;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介;吉田大介
• 通讯作者: 吉田大介

Coupling between Galileon and massive gravity with composite metrics

• DOI: 10.1103/physrevd.92.044057
• 发表时间: 2014-12
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Xian Gao;Daisuke Yoshida