ATセミナー 2009 | セミナー | 名古屋大学 宇宙論研究室(C研)

ATセミナー 2009

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4月のセミナー

発表者
新M1

日程/場所
4月8日(水)14:00-@B404

題名

概要

発表者
高橋 龍一

日程/場所
4月15日(水)14:00-@B404

題名
銀河分布パワースペクトルのバリオン振動から得られる宇宙論パラメターの制限

概要

発表者
横山 修一郎

日程/場所
4月28日(火)10:30-@B404

題名
gravitational waves from p-form inflation

概要
Recently it was shown that an inflationary background can be realized by any $p$-form field non-minimally coupled to gravity. In this paper, we study gravitational waves generated during $p$-form inflation. Even though the background evolution is identical to that in conventional scalar field inflation, the behavior of gravitational waves is different in $p$-form inflation. In particular, we find that the propagation speed of gravitational waves differs from unity in 2- and 3-form inflationary models. We point out that the squared speed becomes negative in the large field models. The small field models are free from pathologies and the correction to the spectrum of gravitational waves turns out to be very small.

5月のセミナー

発表者
高橋 慶太郎

日程/場所
5月12日(火)10:30-@B404

題名
原始ブラックホールの新しい進化シナリオ

概要
原始ブラックホールのバイナリーの進化過程を考え、その合体や重力波放出について議論する。これまで考えられてきたよりも合体は頻繁に起こり、重力波も大量に放出されることを示す。これにより原始ブラックホールの探索はより容易になるとともに超大質量ブラックホールの起源についても示唆が得られると期待される。

発表者
市來 淨與

日程/場所
5月20日(水)14:00-@B404

題名
A brute force reconstruction of the primordial density power spectrum

概要
宇宙の多様な構造は、初期宇宙のインフレーション時に生成された始原密度揺らぎが、重力不安定性により進化し、形成したものと考えられている。その始原密度揺らぎのスペクトルは、近年、精密な観測が可能となった、宇宙マイクロ波背景輻射揺らぎの角度スペクトルから得ることができる。
始原密度揺らぎのスペクトルは、初期宇宙のインフレーションのダイナミクスと直接関係があり、高エネルギー物理を探る上で重要な情報である。近年のWMAP衛星の結果からは、おおよそパワーロースペクトルと無矛盾であることが報告されているが、微細構造や赤外遮断などの特異な構造も同時に示唆されている。
本研究では、WMAP 5yrのデータから、マルコフ連鎖モンテカルロ法により、これまで以上に高分解能に始原密度揺らぎの復元を試みたので、その結果を紹介する。とくに、パワーロースペクトルから、3sigma程度で外れるpeakが複数発見されていることを報告する。

発表者
黒柳 幸子

日程/場所
5月27日(水)14:00-@B404

題名
Future determination of the inflationary parameters from direct detection of the gravitational wave background

概要
インフレーションを起源とする背景重力波は将来的に検出が可能になれば、インフレーションの物理を探るための非常に魅力的な観測対象になると期待されている。その検出を目指して、宇宙背景放射(CMB)のBモード偏光や重力波の直接検出のための観測計画が現在進行中である。本研究の最終目標は将来的にこれら2種類の独立な観測で背景重力波が検出できた場合に、2つの観測を組み合わせてインフレーションパラメータをどの程度の精度で決定することができるのかフィッシャー情報行列解析を用いて見積もることにある。本セミナーではこれまでの成果である将来の背景重力波直接観測が単独でインフレーションパラメタを決定した場合の決定精度について報告し、今後の方針をお話します。

6月のセミナー

発表者
林 昌宏

日程/場所
6月10日(水)14:00-@B404

題名
将来観測による修正重力理論の検証

概要
近年における宇宙論最大の問題の一つは、宇宙の膨張が加速膨張しているということである。一般的に、この加速膨張を説明するには、一般相対性理論の枠組みの中で負の圧力を持ったダークエネルギーという未知のエネルギー成分を考える。しかし、このような未知の成分を増やすのではなく、重力理論を修正することによって、加速膨張を説明しようとする一連の試みがある。一般相対性理論を考えた場合と、この修正された重力理論では、宇宙膨張の仕方や、構造形成に差異がみられると考えられるので、観測によってこの二つを区別することが可能であると考えられる。そこで、将来観測によってこの修正重力理論と一般相対性理論が区別可能であるかを調べた。

発表者
古川 智則

日程/場所
6月17日(水)14:00-@B404

題名
Ghost condensation in cosmology

概要
現在の宇宙論では、宇宙の九割以上を正体不明な暗黒物質・暗黒エネルギーが占めているとされている。Ghost condensationモデルは、そのような暗黒成分を説明するモデルとして考えられている。今回のセミナーでは、このモデルについて(i)暗黒成分を説明できるか(ii)このモデルのダークマターの性質の二点についてこれまでに解析したことを発表する。

7月のセミナー

発表者
Jeong & Shoji (Texas U.)

日程/場所
7月1日(水)14:00-@B404

題名
Donghui Jeong: Probing primordial non-Gaussianity from Large scale galaxy bias : galaxy power spectrum and bispectrum
Masatoshi Shoji: Third-order Perturbation Theory With Non-linear Pressure

概要
Donghui Jeong:
The large scale structure of the universe can provide the alternative ways of probing primordial non-Gaussianity through abundances and clustering properties of galaxies and clusters of galaxies. In this talk, we present the effect of primordial non-Gaussianity on the galaxy bias both in power spectrum and bispectrum. We first review the galaxy bias with Gaussian initial condition, and discuss the effect of non-Gaussianities on the galaxy bias. We also present expected 1-sigma (68%) error on constraining the non-linearity parameter, f_NL, from current and proposed future galaxy surveys, e.g. SDSS LRG, BOSS, HETDEX, CIP, ADEPT, and EUCLID.

Abstract of Shoji Masatoshi:
We calculate the non-linear matter power spectrum using the 3rd-order perturbation theory without ignoring the pressure gradient term. We consider a semi-realistic system consisting of two matter components with and without pressure, and both are expanded into the 3rd order in perturbations in a selfconsistent manner, for the first time. While the pressured component may be identified with baryons or neutrinos, in this paper we mainly explore the physics of the non-linear pressure effect using a toy model in which the Jeans length does not depend on time, i.e., the sound speed decreases as a^(-1/2), where a is the scale factor. The linear analysis shows that the power spectrum below the so-called filtering scale is suppressed relative to the power spectrum of the cold dark matter. Our non-linear calculation shows that the actual filtering scale for a given sound speed is smaller than the linear filtering scale by a factor depending on the redshift and the Jeans length. A ~40% change is common, and our results suggest that, when applied to baryons, the temperature of the Inter-galactic Medium inferred from the filtering scale observed in the flux power spectrum of Lyman- forests would be underestimated by a factor of two, if one used the linear filtering scale to interpret the data. The filtering mass, which is proportional to the filtering scale cubed, can also be significantly smaller than the linear theory prediction especially at low redshift, where the actual filtering mass can be smaller than the linear prediction by a factor of three. Finally, when applied to neutrinos, we find that neutrino perturbations deviate significantly from linear perturbations even below the free-streaming scales, and thus neutrinos cannot be treated as linear perturbations.

発表者
横山 修一郎

日程/場所
7月8日(水)14:00-@B404

題名
Primordial non-Gaussianity in models with dark matter isocurvature fluctuations

概要
近年、初期密度ゆらぎの非線形性(非ガウス性)が先日打ち上げられたプランク衛星を始めとする将来観測を通じて、初期宇宙に対する重要な情報を与えてくれると期待されている。本発表では、大きな非ガウス性を生成するモデルとしてインフレーションを起こす場とゆらぎを生成する場が別の場であるようなシナリオ(curvaton scenario,modulated reheating scenarioなど)をまず簡単に紹介する。一方、そのような二つ以上の場が存在する場合、断熱ゆらぎだけでなく等曲率ゆらぎが存在することが知られており、例えば、輻射とダークマターが別の起源をもつ場合、ダークマターの等曲率ゆらぎが定義できる。現在、CMB観測から初期ゆらぎはほぼ断熱的であるということがわかっている。本発表では、現在のダークマターの等曲率ゆらぎに対する制限をクリアするモデルにおいて、非ガウス性が大きくなることが可能かどうかを議論する。

発表者
佐藤 正典

日程/場所
7月15日(水)14:00-@B404

題名
Simulations of Wide-Field Weak Lensing Surveys

概要
現在計画されているLSST、Pan-STARRS、すばるHSCサーベイなどは、これまでの弱い重力レンズサーベイよりも遥かに巨大である。このような巨大なサーベイは、統計誤差が小さく、宇宙の発展を決める宇宙論パラメーターを強く制限すると期待されている。しかし、重力レンズへの宇宙論的情報は、非線形領域から主に得られる。非線形重力進化は、データ解析を行うときに使われる共分散行列に、非ガウス性の影響を与える。この効果を正確に見積らないと、宇宙論パラメーターにバイアスをかける結果となる。
従って、我々は、この効果を見積もるために、ray-tracing simulationを用いた。simulationから得られた結果と、halo modelを比較することにより、非ガウス性の複雑な影響をhalo modelが説明しうるかを議論し、非線形効果が共分散行列へもたらす影響について議論する。

発表者
M1

日程/場所
7月22日(水)14:00-@B404

題名

概要

8月のセミナー

9月のセミナー

10月のセミナー

発表者
高田 昌広 (IPMU)

日程/場所
10月28日(水)14:00-@B404

題名
ニュートリノ質量と宇宙論

概要

発表者
黒柳 幸子

日程/場所
10月29日(木)14:00-@B404

題名
Future determination of the inflationary parameters from direct detection of the gravitational wave background (2)

概要
インフレーションを起源とする背景重力波は将来的に検出が可能になれば、インフレーションの物理を探るための非常に魅力的な観測対象になると期待されている。その検出を目指して、宇宙背景放射(CMB)のBモード偏光や重力波の直接検出のための観測計画が現在進行中である。本研究では将来的にこれら2種類の独立な観測で背景重力波が検出できた場合に、2つの観測を組み合わせてインフレーションパラメータをどの程度の精度で決定することができるのかフィッシャー情報行列解析を用いて見積もる。今回はslow-rollインフレーションの枠組みにフィッシャー解析を適用した場合と、個々のインフレーションのモデルを仮定し数値計算から求めたより正確なスペクトルをフィッシャー解析に用いた場合の両方について紹介する。

11月のセミナー

発表者
正木 彰伍

日程/場所
11月4日(水)14:00-@B404

題名
Surface density profile around galaxy : N-body vs. magnification measurement

概要
近年のSDSSのような巨大サーベイによって非常に大きな銀河サンプルが使用可能となってきた。Menard et al.('09)は、SDSS DR3を用いてQSO magnitude - galaxy correlationを測り、銀河周りの平均surface densityを求めた。その結果、銀河中心から10kpc/h~10Mpc/hまでΣ(r)~r^(-0.8)で良くフィットできることがわかった。銀河周り10Mpc/hという大きな領域まで物質が広がっていることと、一見してNFW profileと合わないというのは非常に興味深いと言える。そこで本研究ではN体シミュレーションを用いてハロー回りのsurface densityを計算し観測結果と比べた。その結果を紹介し、今後の展望について議論したい。

発表者
白石 希典

日程/場所
11月11日(木)14:00-@B404

題名
The cosmological bounds on neutrino properties

概要
ニュートリノの性質を特定することは宇宙のレプトン数生成や素粒子模型の構築に関わる問題を解決することに直結しており、最新の素粒子実験、宇宙観測データと理論計算を比較することによって精力的になされている。今回は、その一環として行って来た、化学ポテンシャル、質量などのニュートリノの統計力学的性質に対する宇宙論的制限の研究において、これまでに得た見解を紹介する。中でも、現在取り組んでいる、sterileのような重たいニュートリノが1つあった場合にWMAP5からその質量はどのように制限されるか、という問題について重点的に議論したい。

発表者
村田 (Ω研)

日程/場所
11月18日(木)14:00-@B404

題名
0.4<=z<=1.2の銀河の特性星形成率進化とその不定性

概要
z〜1から現在にかけて銀河の星形成活動は減少してきており、特に巨大な銀河ほど星形成活動を急激に減少させてきている(星形成に関するdownsizing)ことが一部の観測から示唆されている。しかし、各研究で結果が特性星形成率(=星形成率/星質量)で1桁程度異なり、downsizingの存在の有無に関してはっきりとしたことは分かっていない(Fontanot+(2009))。異なる結果となる原因として、1. 銀河サンプルの違い2. 銀河の星形成率の求め方の違い3. 銀河の星質量の求め方の違いがあげられる。我々は1.2.を固定して3.星質量の求め方を変えた場合に少なくともどの程度結果が変わるのかを検証した。具体的にはChandra Deep Field South領域の多波長データを解析することで、0.4<=z<=1.2での特性星形成率進化を2種類のcolor-M/L関係(Zibetti+(2009),Bell+(2003))を用いて、その違いを検証した。その結果、特性星形成率進化は1桁程度かわることがわかった。

発表者
田代 寛之 (CP3, Belgium)

日程/場所
11月25日(木)14:00-@B404

題名
21 cm-CMB cross-correlation from the Epoch of Reionization

概要
The 21-cm line fluctuations and the cosmic microwave background (CMB) are powerful probes of the epoch of reionisation of the universe. We study the potential of the cross-correlation between 21-cm line fluctuations and CMB anisotropy to obtain further constraints on the reionisation history. We compute analytically the 21-cm cross-correlation with the CMB temperature anisotropy and polarisation, and we calculate the signal-to-noise (SN) ratio for its detection with Planck together with LOFAR, MWA and SKA. We find, on the one hand, that the 21-cm cross-correlation signal with CMB polarisation from the instant reionisation can be detected with an SN ratio of $\sim 1$ for LOFAR and $\sim 10$ for SKA. On the other hand, we confirm that the detection of the 21-cm cross-correlation with CMB polarisation is practically infeasible.

12月のセミナー

発表者
高橋 慶太郎

日程/場所
12月9日(水)14:00-@B404

題名
初期宇宙における磁場生成とその観測的検証

概要
再結合前の宇宙において光子・電子・陽子は強く結合しているが、光子はコンプトン散乱によって陽子よりも電子とより強く結合しているため電子・陽子の運動の間にずれが生じて磁場が生成される。この効果によって微弱ではあるが宇宙全体が磁場で満たされているのである。ここ数年間の研究によりこのシナリオの物理的理解は進んだが生成される磁場の定量的な評価はまだ完成していない。今回はこれまでの成果と今後の展望について述べる。また時間があれば微弱な宇宙磁場の観測についても述べる。

発表者
市來 淨與

日程/場所
12月16日(水)14:00-@B404

題名
暗黒エネルギーの揺らぎの性質がインフレーションパラメタへの制限に与える影響と暗黒エネルギークラスタリング自体への観測的制限

概要
Ia型超新星を用いた赤方偏移-光度距離関係より、現在の宇宙では圧力が負の暗黒エネルギーが優勢であることが示唆されている。しかし、その性質・正体はともに分かっておらず、天文・物理学にまたがった大問題である。これまでには、暗黒エネルギーの性質を特徴付けるものとして、状態方程式w=P/\rhoを用いてそのエネルギー密度の時間発展を記述する方法がよく採用されており、現在までに10%程度の誤差で決定されている。
一方、wが-1からずれる場合には暗黒エネルギーには必ず密度ゆらぎが付随することになる。従って宇宙背景輻射温度揺らぎなどの、密度ゆらぎの情報を用いて暗黒エネルギーの状態方程式について制限を与える場合には、暗黒エネルギーの密度ゆらぎの性質についても同時に考えなくてはならない。
今回は暗黒エネルギーの密度ゆらぎの性質を特徴付けるパラメタとして、音速パラメタ(c_s)と、新しく粘性パラメタ(\alpha)を導入し、宇宙背景輻射温度ゆらぎスペクトル、および物質密度ゆらぎのパワースペクトルを計算し、宇宙論パラメタ、特にインフレーションに関係するパラメタへの制限がどうなるのかについて調べた結果を報告する。
また、暗黒エネルギーにはそれほど感度がないとされるCMBの情報から、暗黒エネルギーの密度揺らぎについて将来どの程度の情報が得られるかどうかについても紹介する。

1月のセミナー

2月のセミナー

発表者
竹内 良貴 & 稲垣 貴弘

日程/場所
2月3日(水)14:00-@B404

題名
竹内 良貴: CMBの弱重力レンズ効果と銀河分布との相関による初期密度ゆらぎの非ガウス性への影響
稲垣 貴弘: 銀河衝突時に生じる重力波

概要
竹内 良貴
宇宙の多様な構造の種となる初期密度ゆらぎは、インフレーション期の量子ゆらぎから生成されたと考えられている。様々なインフレーションモデルを制限する重要な観測量として初期密度ゆらぎの非ガウス性が注目され、宇宙背景輻射温度ゆらぎの統計が詳細に解析されており、WMAP7yrからも制限が得られている。
一方で、近傍の密度ゆらぎはバイアスのかかった銀河の空間分布から推定することができるが、最近の研究においてこのバイアスが初期密度揺らぎの非ガウス性によってスケールに依存することが指摘されている。この非ガウス性の推定には様々な方法が挙げられるが、本研究ではCMBの弱重力レンズ効果と銀河の相関をとる場合を考える。CMBの弱重力レンズ効果は、最終散乱面から我々までの間の重力ポテンシャルによって生じる。従って、銀河分布との相関をとることでバイアスについての情報が効果的に引き出せるはずである。
これは、先日打ち上げられたPlanck衛星および、銀河分布の情報もHSCなどの近い将来の高視野サーベイのデータによって可能になると期待が集まっている。そこで、本研究ではこれら今後の観測計画を念頭に、Fisher解析を用いて非ガウス性をどの程度制限可能かを検証した。その結果と今後の展望について議論したい。

稲垣 貴弘
現在われわれが目にする銀河は最初からその形を形成したわけでなく、何度か銀河同士が衝突することで徐々に今の形を形成していったと考えられている。そこで、大質量である銀河同士の衝突は重力波を発生するはずである。それをN体シミュレーションを使ってさまざまな銀河を衝突させ重力波のluminosity,amplitudeを計算した。衝突させる銀河によって重力波の波形、大きさに変化がみられることを報告する。

3月のセミナー

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