特異点のない宇宙モデルの一般的性質の理解とインフレーションとの観測的区別

理解无奇点宇宙模型的一般性质，并通过观察将其与暴胀区分开来

基本信息

批准号：
18J22305
负责人：
赤間進吾
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Rikkyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J22305/
关键词：
初期宇宙修正重力理論

项目摘要

今年度の研究では、ミンコフスキー時空から宇宙が膨張する初期宇宙モデル(ジェネシスモデル)において生成される宇宙論的揺らぎの解析を行った。まず、昨年度に引き続き、strong couplingを回避するようなモデル空間の探査を行った。簡単のため、ジェネシスモデルの中でも、曲率揺らぎと原始重力波の伝播速度が時間に依存しない場合に限定して議論を行った。その結果、strong couplingを回避し、かつ揺らぎのパワースペクトルに関して、既存の観測結果(曲率揺らぎのスケール不変性)と整合的な予言を与え得るモデルでは、曲率揺らぎ及び原始重力波の長波長モードの振幅が時間とともに成長することを明らかにした。次に、曲率揺らぎの非ガウス性の波数依存性と大きさの評価を行った。まずジェネシスモデルでは、Squeezed limit(異なる３つの波数のうち、１つが他の２つに比べて十分小さいという極限)とEquilateral limit(３つの波数の大きさが同程度であるという極限)でピークを持つ項を予言することを明らかにした。またそれぞれの極限でピークを持つ項に関する非線形パラメータ(非ガウス性の大きさを特徴付けるパラメータ)を評価すると、非ガウス性は一般に非自明な波数依存性により増幅され、現在の観測から得られている非線形パラメータへの制限と整合的になり得るモデル空間は限定的であることを明らかにした。これらは、揺らぎの伝播速度が一定であることを要請して得られた結果であるため、今後はそれ以外のモデル空間における非ガウス性の解析も行う必要がある。

在今年的研究中，我们分析了宇宙从闵可夫斯基时空膨胀的早期宇宙模型（创世模型）中产生的宇宙涨落。首先，延续去年的思路，我们探索了一个避免强耦合的模型空间。为了简单起见，我们将讨论限制在创世纪模型中，其中曲率涨落和原初引力波的传播速度与时间无关。因此，避免强耦合并能够提供与现有观测结果（曲率涨落的尺度不变性）一致的关于涨落功率谱的预测的模型将能够预测曲率涨落和原初引力波的长波长模式。结果表明，振幅随着时间的推移而增加。接下来，我们评估了非高斯曲率波动的波数依赖性和幅度。首先，在 Genesis 模型中，峰值出现在压缩极限（三个不同波数之一与其他两个相比足够小的极限）和等边极限（三个波数大小相同的极限）据透露，它预测了该术语。此外，当评估在每个极限中具有峰值的项的非线性参数（表征非高斯性大小的参数）时，我们发现非高斯性通常通过非平凡波数依赖性而放大，这是从当前获得的观测结果表明，能够满足非线性参数限制的模型空间是有限的。这些结果是要求波动的传播速度恒定而得到的，因此今后有必要分析其他模型空间中的非高斯性质。