精細観測時代の弦理論的宇宙論

精密观测时代的弦论宇宙学

• 批准号: 13J09800
• 负责人: 山内 大介
• 金额: $ 2.76万
• 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: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J09800/
• 关键词: 弦理論的宇宙論; 修正重力; 宇宙弦; 弦理論的ランドスケープ

研究目標の達成のために、まず高エネルギー物理が導く新しい宇宙像の探求のため、重力理論が一般相対性理論と異なる可能性(修正重力理論)について探査した。修正重力理論は小スケールにおける既存のテストを満たすため、余分の自由度を抑制する機構を持つ。しかし、この機構は特定のクラスの修正重力理論において一部破れることを初めて見出した。それを星構造の進化に応用することを行い、この振る舞いが重力理論の探求に対して鋭敏であることを見出した。第二に、初期宇宙の重要なプローブである宇宙弦について、その観測的な差異を探求した。宇宙弦はどんな初期条件から出発しても、スケーリングという性質により特定の状況に帰着すると期待されており、予言性が非常に高いと言われている。しかし、インフレーション中に宇宙弦が生成する模型を考えた場合この限りではない。本研究ではこのような宇宙弦に対して、その発展を探った。その結果として、近年の宇宙マイクロ波背景輻射の精密観測によって指摘されている大スケールでのアノマリーがこの遅延スケーリング宇宙弦によって説明可能であることを指摘した。最後に、将来の精細観測時代を見据え、将来の大規模観測によってどのような宇宙論のフロンティアが開拓されていくかを探求した。特に、Square Kilometre Array (SKA)と呼ばれる次世代電波望遠鏡に着目している。これまで可視光・近赤外でのみ行われてきた弱重力レンズ探査について、SKAを用いることで初めて電波域による探査が可能となる。電波域による銀河探査により宇宙の電波3次元地図を書くことができるようになる。可視光・近赤外探査による結果とは相補的な関係となっており、双方向の解析を行うことでインフレーション模型が満たすべき整合性条件の合否を探査できる。また、宇宙マイクロ波背景輻射観測との協働においてもSKAは重要な地位を占める。

Research target の reached の た め に, ま ず high エ ネ ル ギ ー physical が guide く new し い the universe is like の explore の た め, gravity theory が general theory seaborne と different な る possibility (modified gravity theory) に つ い て probe し た. The modified theory of gravity has a <s:1> small スケ スケ における における における における, the existing <s:1> テストを full たすため, the remaining <s:1> degrees of freedom を suppress the する mechanism を hold を. <s:1> the new theory of gravity にお the new theory of gravity て the new theory of gravity is broken れる the new theory of gravity とを the new theory of gravity is first めて the new theory of gravity is published た. の そ れ を star structure evolution に 応 with す る こ と を い, こ の vibration る dance い が の gravity theory to explore に し seaborne て acuity で あ る こ と を see out し た. The second important な に, the early universe の プ ロ ー ブ で あ る cosmic string に つ い て, そ の 観 な difference measurement を explore し た. Cosmic strings は ど ん な initial conditions か ら out 発 し て も, ス ケ ー リ ン グ と い う nature に よ り specific の condition に 帰 the す る と expect さ れ て お り, to say very high に い が と said わ れ て い る. し か し, イ ン フ レ ー シ ョ ン に in cosmic string が generated す を る model test え た occasions こ の limit り で は な い. This study で, で, <s:1>, ような, ような, the cosmic string に conducts を exploration った on <s:1> て and そ. そ の results と し て, recent の universe マ イ ク ロ wave background radiation の precision 観 に よ っ て blame さ れ て い る big ス ケ ー ル で の ア ノ マ リ ー が こ の 遅 delay ス ケ ー リ ン グ cosmic string に よ っ て instructions may で あ る こ と を blame し た. Finally に era, fine future の 観 test を see according to え and future mass 観 の に よ っ て ど の よ う な cosmology の フ ロ ン テ ィ ア が pioneering さ れ て い く か を explore し た. The に, Square Kilometre Array (SKA)と hu ばれる next-generation radio telescope に is looking at て て る る. こ れ ま で visible light, almost bare outside で の み line わ れ て き た weak gravity レ ン ズ probe に つ い て, SKA を with い る こ と で early め て waves domain に よ る may detect が と な る. Radio wave domain による galactic exploration によ cosmic <s:1> radio wave three-dimensional map を book く るようになる とがで るようになる るようになる るようになる. Outside the visible light, near the red probe に よ る results と は phase of な masato is と な っ て お り line, the two sides to の analytic を う こ と で イ ン フ レ ー シ ョ ン model が against た す べ の き integrated condition no を probe で き る. ま た, cosmic マ イ ク ロ wave background radiation 観 と の association 働 に お い て も SKA は important を な status of め る.

项目成果

Future detectability of gravitational-wave induced lensing from high-sensitivity CMB experiments

未来可通过高灵敏度宇宙微波背景实验探测引力波引起的透镜效应

• DOI: 10.1103/physrevd.91.043531
• 发表时间: 2015
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Toshiya Namikawa;Daisuke Yamauchi;Atsushi Taruya
• 通讯作者: Atsushi Taruya

Large scale CMB anomalies from thawing cosmic strings

宇宙弦解冻导致大规模宇宙微波背景异常

• DOI: 10.1088/1475-7516/2016/02/033
• 发表时间: 2016
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Phyiscs
• 作者: C. Ringeval;D. Yamauchi;J. Yokoyama;F. R. Bouchet
• 通讯作者: F. R. Bouchet

SKAによる宇宙論

SKA 的宇宙学

• 发表时间: 2015
• 作者: Takahata Y;Takahashi Y;Tsuwamoto R;木山裕登;Daisuke Yamauchi;木山裕登;山内大介
• 通讯作者: 山内大介

CMB ISW-lensing bispectrum from cosmic strings

来自宇宙弦的 CMB ISW 透镜双谱

• 发表时间: 2014
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: D. Yamauchi;Y. Sendouda;K. Takahashi
• 通讯作者: K. Takahashi

Cosmic strings and their future detectability

宇宙弦及其未来的可探测性

• 发表时间: 2015
• 作者: Takahata Y;Takahashi Y;Tsuwamoto R;木山裕登;Daisuke Yamauchi;木山裕登;山内大介;木山裕登;山内大介;山内大介
• 通讯作者: 山内大介