宇宙論的観測で探る初期揺らぎの非ガウス性と初期宇宙モデルの検証

通过宇宙学观测和早期宇宙模型验证探索初始波动的非高斯性质

• 批准号: 12J02775
• 负责人: 横山 修一郎
• 金额: $ 2.32万
• 依托单位: Rikkyo University (2014)The University of Tokyo (2012-2013)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J02775/
• 关键词: 非ガウス性; インフレーション; 宇宙マイクロ波背景輻射; 宇宙大規模構造; 重力波; 宇宙論的磁場; 銀河の三点相関; 超対称性理論; モードカップリング; プレヒーティング

本研究では、進展著しい宇宙論的観測を用いて初期密度揺らぎの非ガウス性を探り、初期宇宙モデルを検証する。研究の方向として大きく二つ挙げられる。１．個々のインフレーションモデルに対する初期密度揺らぎの非ガウス性を中心とした理論予言の精密な評価、２．様々な宇宙論的スケールでの揺らぎの観測に対する非ガウス性の影響の評価である。平成２６年度は、BICEP2による「背景重力波」についての報告や、Planck衛星の結果報告といった詳細な宇宙論的観測結果が発表された年であった。そのような背景のもと、研究テーマのキーワードの一つでもある初期密度揺らぎの非ガウス性と背景重力波に関する研究を遂行した。大きな初期ゆらぎの非ガウス性を予言するモデルとして、カーバトンモデルと呼ばれるものがある。本年度はそのモデルに着目し、背景重力波観測から得られるカーバトンモデルに対する予言についての研究や、より詳細なモデルについての解析を行なった。さらに新たな背景重力波生成シナリオの可能性についての議論についても行なった。これらは上で述べた研究の方向性の１に関連する。２に関連する仕事として、宇宙マイクロ波背景輻射のプランク分布からのずれに対する初期揺らぎの非ガウス性が与える影響を調べた。さらに、将来の大型電波干渉計を用いると、初期揺らぎの非ガウス性をより精密に測定することができると期待されているが、その観測量に対する精密な理論予言を行なった。とくに、非ガウス性を測定するための観測量における天体起源の影響について精査した。

在这项研究中，我们利用快速进展的宇宙学观测来探索初始密度波动的非高斯性质并验证早期宇宙的模型。主要有两个研究方向。 1.以单个膨胀模型初始密度波动的非高斯性质为中心的理论预测的精确评估，2。评估非高斯性对各种宇宙学尺度波动观测的影响。 2014财年是公布详细宇宙学观测结果的一年，例如BICEP2的“背景引力波”报告和普朗克卫星的结果报告。在此背景下，我们开展了初始密度涨落和背景引力波的非高斯性质的研究，这是我们研究主题的关键词之一。有一个称为 Carbaton 模型的模型，可以预测较大初始波动的非高斯性质。今年，我们围绕这个模型，对背景引力波观测得到的Carbaton模型进行了预测研究，并分析了更详细的模型。我们还讨论了新的背景引力波产生场景的可能性。这些与上述研究方向之一相关。作为与2相关的工作，我们研究了初始涨落的非高斯性质对宇宙微波背景辐射偏离普朗克分布的影响。此外，预计未来可以利用大型射电干涉仪更精确地测量初始涨落的非高斯性质，我们已经对这一可观测量做出了精确的理论预测。特别是，我们研究了天文起源对用于测量非高斯性的可观测量的影响。

项目成果

Scale-dependent bias with higher order primordial non-Gaussianity

具有高阶原初非高斯性的尺度相关偏差

• 发表时间: 2012
• 作者: J Sugita;T Yoneshiro;S Aita;T Ikemoto;H Uchiwa;I Suzuki;M Saito;Shuichiro Yokoyama
• 通讯作者: Shuichiro Yokoyama

Gravitational waves from a curvaton model with blue spectrum

• DOI: 10.1088/1475-7516/2013/08/042
• 发表时间: 2013-05
• 期刊: arXiv: Cosmology and Nongalactic Astrophysics
• 作者: M. Kawasaki;N. Kitajima;Shuichiro Yokoyama

Blue-tilted tensor spectrum and thermal history of the Universe

• DOI: 10.1088/1475-7516/2015/02/003
• 发表时间: 2014-07
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: S. Kuroyanagi;Tomo Takahashi;Shuichiro Yokoyama

Implications of Planck results for models with local type non-Gaussianity

• DOI: 10.1088/1475-7516/2013/06/012
• 发表时间: 2013-03
• 期刊: arXiv: Cosmology and Nongalactic Astrophysics
• 作者: T. Suyama;Tomo Takahashi;Masahide Yamaguchi;Shuichiro Yokoyama

CMB distortion anisotropies due to the decay of primordial magnetic fields

• DOI: 10.1103/physrevd.89.063508
• 发表时间: 2013-10
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Koichi Miyamoto;Toyokazu Sekiguchi;H. Tashiro;Shuichiro Yokoyama