修正重力理論, 素粒子物理に基づく暗黒エネルギーの起源の探究

基于修正引力理论和粒子物理探索暗能量的起源

基本信息

批准号：
09F09029
负责人：
辻川信二
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,ほとんどの暗黒エネルギー模型を含むような一般的なスカラーテンソル理論における,宇宙論的密度揺らぎの進化と模型の有効性の条件を明らかにする研究を主に行った.特に,宇宙の大規模構造や重力レンズの観測と関連する物質の密度揺らぎに関して,その成長率を決める実効的な重力結合の大きさを一般的に導出した.さらに,重力ポテンシャルの進化を表す式も導きだし,これは宇宙背景輻射の観測と直接関係する重要な結果である.また,一般的なスカラーテンソル理論においてゴーストや不安定性を避ける条件を求めることで,有効な暗黒エネルギー模型の構築に重要な寄与を与えたと考えられる.特に,ガリレオンと呼ばれるスカラー場を拡張した新たな暗黒エネルギー模型を提唱し,理論的に矛盾のないパラメータ領域を明らかにした.さらに,この新たな模型でトラッカーと呼ばれるアトラクター解の存在を示し,これは最終的に加速膨張へとつながる解である.このトラッカー解に関して,超新星,宇宙背景輻射,バリオン音響振動の最新の観測から,有効なパラメータ領域に制限を与えた,さらに,物質密度揺らぎと宇宙背景輻射の温度揺らぎとの相関から,模型にどのような制限がつくかについての研究も行った.これらの研究に加えて,宇宙の局所領域において一般相対論を回復する機構を,スカラーテンソル理論において調べた。特に,理論が一般相対論的な特徴を回復するような半径(ヴァインシュタイン半径)を一般的に導出した.このヴァインシュタイン機構が有効に働くための条件から,修正重力理論のラグランジアンに制限を与えた.以上のように,暗黒エネルギーの宇宙論的なダイナミックスと宇宙の局所領域の振る舞いから,暗黒エネルギーの模型の選別を行い,将来の観測からの模型への制限に重要な寄与を与えたと考えられる.

今年我们主要研究阐明宇宙密度涨落的演化以及一般标量张量理论中模型的有效性条件，其中包括大多数与尺度结构观测相关的物质密度涨落模型。和引力透镜，我们已经确定了决定增长率的有效引力耦合的大小。此外，我们推导了一个表达引力势演化的公式，这是一个与宇宙背景辐射观测直接相关的重要结果。我们还推导了一个表达引力势演化的公式，这是一个重要的结果。与宇宙背景辐射的观测直接相关的结果通过寻找避免暗能量的条件，被认为对构建有效的暗能量模型做出了重要贡献。特别是加利利。我们提出了一种新的暗能量模型，它扩展了所要求的标量场，并阐明了理论上一致的参数区域。此外，这个新模型表明了一种称为跟踪器的吸引子解的存在，这就是最终导致加速的解。关于这个跟踪器解决方案，超新星、宇宙背景辐射和重子。基于对声振动的最新观测，我们对有效参数范围进行了限制，并且根据宇宙背景辐射中物质密度涨落与温度涨落的相关性，我们还研究了可以对模型进行哪些限制除了这些研究之外，我们还研究了标量张量理论中宇宙局部区域的广义相对论的恢复机制。特别是，我们通常推导了理论恢复广义相对论特征的半径（韦恩斯坦半径）。从该韦恩斯坦机制有效发挥作用的条件出发，我们对修正引力理论的拉格朗日量设定了限制，如上所述，我们有根据暗能量的宇宙学动力学和宇宙局部区域的行为选择了暗能量模型，并为未来观测对该模型的约束做出了重要贡献。