Ｂｉｇｒａｖｉｔｙ理論の理論的研究及び観測的検証性

双引力理论的理论研究与观测验证

基本信息

批准号：
15J05540
负责人：
青木勝輝
金额：
$ 2.39万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ダークマター・ダークエネルギーはその存在は宇宙観測によって確かとなっているが、これらの正体は未だに明らかになっていない。本年度は昨年度に我々が提案した質量をもった重力子によって宇宙のダークマターを説明する手法を発展させ3件の論文をPhysical Review Dに発表した。1件目ではダークマター（質量をもった重力子）とダークエネルギーの結合を考え、その結果現在の宇宙のダークマターとバリオン比が初期条件によらず自然に説明されることを示したものである。一方、2件目では昨年度の手法をより一般化させ、大スケールの宇宙磁場によって生成される宇宙の僅かな非等方性（コヒーレントな重力子）によってダークマターを説明できることを示した。3件目ではこれらの手法を使うことで、重力波の有質量モードが自己重力によって安定に局在した新たな真空解を見つけることに成功した。これは一般相対論と明らかに区別可能な現象を予言するという意味で興味深い。さらに本研究課題で培った経験を使って、重力理論の拡張という大きな課題の下、現在投稿中および投稿準備中の論文として以下の研究を行っている。1つ目は一般相対論の正準形式と正準変換に注目したものである。我々は正準変換の自由度を使って全く新たな重力場と物質場の結合方法を提案した。これにより例えば一般相対論で問題となる宇宙初期特異点が回避可能であることを示した。一方で投稿準備中の内容は幾何学の拡張に基づいた一般相対論の拡張である。我々は独立量の特殊な関係を要請せず重力法則によって時空の幾何構造を決定する計量アフィン形式を用いて、インフレーション理論への応用やこれまで議論されてきたスカラーテンソル理論への新たな示唆を与えることに成功した。

通过宇宙观察证实了暗物质和暗能量的存在，但它们的真实身份尚不清楚。今年，我们开发了一种使用我们去年提出的巨大引力胆量来解释宇宙中暗物质的方法，并发表了三篇论文。《物理评论D. D.》。在第一种情况下，我们考虑了深色物质（重力与质量）和暗能量的组合，结果，我们证明了当前宇宙中当今宇宙中的暗物质率是自然的初始条件。另一方面，第二种情况进一步概括了去年的方法，表明可以通过大规模宇宙磁场产生的宇宙的轻微各向异性（相干引力）来解释暗物质。在第三种情况下，通过使用这些方法，我们成功地找到了一种新的真空解决方案，在该解决方案中，重力波的质量模式稳定地通过自重定位。这很有趣，从某种意义上说，它可以预测一种可以与一般相对论明确区分的现象。此外，使用本研究主题中获得的经验，在扩大重力理论的主要挑战下，我们正在进行以下研究，作为目前正在提交的论文并准备提交的论文。第一个侧重于规范形式和一般相对性的规范变换。我们提出了一种使用规范转化的自由度在重力和物质场之间耦合的全新方法。这表明可以避免在总体相对论上存在问题的早期宇宙奇异性。另一方面，为提交准备的内容是基于几何扩展的一般相对性的扩展。我们已经成功地使用了度量仿射形式，该形式通过重力定律决定了时空的几何形状，而无需独立数量之间的特殊关系，以对通货膨胀理论和迄今为止讨论的标量张量理论提供新的含义。