2025/07/03 更新

写真b

コバヤシ ツトム
小林 努
KOBAYASHI Tsutomu
*大学が定期的に情報更新している項目(その他は、researchmapの登録情報を転載)
所属*
理学部 物理学科
理学研究科 物理学専攻 博士課程後期課程
理学研究科 物理学専攻 博士課程前期課程
職名*
教授
学位
博士(理学) ( 京都大学 )
研究キーワード
  • 重力

  • 宇宙論

  • 学内職務経歴*
    • 2019年4月 - 現在 
      理学部   物理学科   教授
    • 2019年4月 - 現在 
      理学研究科   物理学専攻 博士課程前期課程   教授
    • 2019年4月 - 現在 
      理学研究科   物理学専攻 博士課程後期課程   教授
    • 2012年4月 - 2019年3月 
      理学部   物理学科   准教授
    • 2012年4月 - 2019年3月 
      理学研究科   物理学専攻 博士課程前期課程   准教授
    • 2012年4月 - 2019年3月 
      理学研究科   物理学専攻 博士課程後期課程   准教授

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    研究分野

    • 自然科学一般 / 素粒子、原子核、宇宙線、宇宙物理にする理論

    経歴

    • 2019年4月 - 現在 
      立教大学   理学部 物理学科   教授

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    • 2019年4月 - 現在 
      立教大学   理学研究科 物理学専攻博士課程後期課程   教授

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    • 2019年4月 - 現在 
      立教大学   理学研究科 物理学専攻博士課程前期課程   教授

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    • 2012年4月 - 2019年3月 
      立教大学   理学部 物理学科   准教授

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    • 2011年4月 - 2012年3月 
      京都大学   白眉センター   特定助教

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    • 2010年4月 - 2011年3月 
      東京大学   ビッグバン宇宙国際研究センター   研究員

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    • 2007年4月 - 2010年3月 
      早稲田大学   理工学術院   日本学術振興会特別研究員

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    • 2006年4月 - 2007年3月 
      東京工業大学大学院   理工学研究科   日本学術振興会特別研究員

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    学歴

    • - 2006年3月 
      京都大学   理学研究科   物理学・宇宙物理学専攻

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      国名: 日本国

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    • - 2001年3月 
      京都大学   理学部

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      国名: 日本国

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    受賞

    • 2020年4月  
      文部科学省  科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞 研究部門  最も一般的なインフレーション宇宙論の研究
       
      横山順一, 山口昌英, 小林努

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    • 2018年12月  
      兵庫県西宮市  第33回西宮湯川記念賞  最も一般的なインフレーション宇宙論の構築
       
      小林 努

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    • 2014年3月  
      日本物理学会  第19回日本物理学会論文賞  Generalized G-inflation: Inflation with the most general second-order field equations
       
      小林 努, 山口 昌英, 横山 順一

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    • 2012年3月  
      日本物理学会  日本物理学会若手奨励賞 
       
      小林努

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      受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

      受賞国:日本国

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    論文

    • PPN meets EFT of dark energy: post-Newtonian approximation in higher-order scalar-tensor theories

      Jin Saito, Zhibang Yao, Tsutomu Kobayashi

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics2024 ( 06 ) 040 - 040   2024年6月1日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IOP Publishing  

      Abstract

      We study the post-Newtonian limit of higher-order scalar-tensor theories that are degenerate in the unitary gauge. They can be conveniently described by the effective field theory (EFT) of dark energy. We determine all the parametrized post-Newtonian (PPN) parameters in terms of the EFT of dark energy parameters. Experimental bounds on the PPN parameters are then translated to constraints on the EFT parameters. We present a Lagrangian of a unitary degenerate higher-order scalar-tensor theory characterized by a single function of the kinetic term of the scalar field whose PPN parameters have the same values as in general relativity.

      DOI: 10.1088/1475-7516/2024/06/040

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      その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2024/06/040/pdf

    • Weak-field regime of scalar-tensor theories with an instantaneous mode

      Tsutomu Kobayashi, Takashi Hiramatsu

      Physical Review D109 ( 6 )   2024年3月29日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society (APS)  

      DOI: 10.1103/physrevd.109.064091

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      その他リンク: http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevD.109.064091/fulltext

    • Black hole perturbations in spatially covariant gravity with just two tensorial degrees of freedom

      Jin Saito, Tsutomu Kobayashi

      Physical Review D108 ( 10 )   2023年11月27日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society (APS)  

      DOI: 10.1103/physrevd.108.104063

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      その他リンク: http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevD.108.104063/fulltext

    • First test of the consistency relation for the large-scale structure using the anisotropic three-point correlation function of BOSS DR12 galaxies

      Naonori S Sugiyama, Daisuke Yamauchi, Tsutomu Kobayashi, Tomohiro Fujita, Shun Arai, Shin’ichi Hirano, Shun Saito, Florian Beutler, Hee-Jong Seo

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society524 ( 2 ) 1651 - 1667   2023年6月28日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Oxford University Press (OUP)  

      ABSTRACT

      We present, for the first time, an observational test of the consistency relation for the large-scale structure (LSS) of the Universe through a joint analysis of the anisotropic two- and three-point correlation functions (2PCF and 3PCF) of galaxies. We parameterize the breakdown of the LSS consistency relation in the squeezed limit by Es, which represents the ratio of the coefficients of the shift terms in the second-order density and velocity fluctuations. Es ≠ 1 is a sufficient condition under which the LSS consistency relation is violated. A novel aspect of this work is that we constrain Es by obtaining information about the non-linear velocity field from the quadrupole component of the 3PCF without taking the squeezed limit. Using the galaxy catalogues in the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) Data Release 12, we obtain $E_{\rm s} = -0.92_{-3.26}^{+3.13}$, indicating that there is no violation of the LSS consistency relation in our analysis within the statistical errors. Our parameterization is general enough that our constraint can be applied to a wide range of theories, such as multicomponent fluids, modified gravity theories, and their associated galaxy bias effects. Our analysis opens a new observational window to test the fundamental physics using the anisotropic higher-order correlation functions of galaxy clustering.

      DOI: 10.1093/mnras/stad1935

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      その他リンク: https://academic.oup.com/mnras/article-pdf/524/2/1651/50860732/stad1935.pdf

    • New constraints on cosmological modified gravity theories from anisotropic three-point correlation functions of BOSS DR12 galaxies

      Naonori S Sugiyama, Daisuke Yamauchi, Tsutomu Kobayashi, Tomohiro Fujita, Shun Arai, Shin’ichi Hirano, Shun Saito, Florian Beutler, Hee-Jong Seo

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society523 ( 2 ) 3133 - 3191   2023年5月18日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Oxford University Press (OUP)  

      ABSTRACT

      We report a new test of modified gravity theories using the large-scale structure of the Universe. This paper is the first attempt to (1) apply a joint analysis of the anisotropic components of galaxy two- and three-point correlation functions (2 and 3PCFs) to actual galaxy data and (2) constrain the non-linear effects of degenerate higher-order scalar-tensor (DHOST) theories on cosmological scales. Applying this analysis to the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) data release 12, we obtain the lower bounds of −1.655 < ξt and −0.504 < ξs at the $95{ { \ \rm per\ cent } }$ confidence level on the parameters characterizing the time evolution of the tidal and shift terms of the second-order velocity field. These constraints are consistent with GR predictions of ξt = 15/1144 and ξs = 0. Moreover, they represent a 35-fold and 20-fold improvement, respectively, over the joint analysis with only the isotropic 3PCF. We ensure the validity of our results by investigating various quantities, including theoretical models of the 3PCF, window function corrections, cumulative S/N, Fisher matrices, and statistical scattering effects of mock simulation data. We also find statistically significant discrepancies between the BOSS data and the Patchy mocks for the 3PCF measurement. Finally, we package all of our 3PCF analysis codes under the name hitomi and make them publicly available so that readers can reproduce all the results of this paper and easily apply them to ongoing future galaxy surveys.

      DOI: 10.1093/mnras/stad1505

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      その他リンク: https://academic.oup.com/mnras/article-pdf/523/2/3133/50540934/stad1505.pdf

    • Cosmological gravity probes: connecting recent theoretical developments to forthcoming observations

      Shun Arai, Katsuki Aoki, Yuji Chinone, Rampei Kimura, Tsutomu Kobayashi, Hironao Miyatake, Daisuke Yamauchi, Shuichiro Yokoyama, Kazuyuki Akitsu, Takashi Hiramatsu, Shin’ichi Hirano, Ryotaro Kase, Taishi Katsuragawa, Yosuke Kobayashi, Toshiya Namikawa, Takahiro Nishimichi, Teppei Okumura, Maresuke Shiraishi, Masato Shirasaki, Tomomi Sunayama, Kazufumi Takahashi, Atsushi Taruya, Junsei Tokuda

      Progress of Theoretical and Experimental Physics2023 ( 7 )   2023年4月27日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Oxford University Press (OUP)  

      Abstract

      Since the discovery of the accelerated expansion of the present Universe, significant theoretical developments have been made in the area of modified gravity. In the meantime, cosmological observations have been providing more high-quality data, allowing us to explore gravity on cosmological scales. To bridge the recent theoretical developments and observations, we present an overview of a variety of modified theories of gravity and the cosmological observables in the cosmic microwave background and large-scale structure, supplemented with a summary of predictions for cosmological observables derived from cosmological perturbations and sophisticated numerical studies. We specifically consider scalar-tensor theories in the Horndeski and DHOST family, massive gravity/bigravity, vector-tensor theories, metric-affine gravity, and cuscuton/minimally-modified gravity, and discuss the current status of those theories with emphasis on their physical motivations, validity, appealing features, the level of maturity, and calculability. We conclude that the Horndeski theory is one of the most well-developed theories of modified gravity, although several remaining issues are left for future observations. The paper aims to help to develop strategies for testing gravity with ongoing and forthcoming cosmological observations.

      DOI: 10.1093/ptep/ptad052

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    • Consistency of higher derivative couplings to matter fields in scalar-tensor gravity

      Tact Ikeda, Kazufumi Takahashi, Tsutomu Kobayashi

          2023年2月7日

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      Recently, a generalization of invertible disformal transformations containing
      higher-order derivatives of a scalar field has been proposed in the context of
      scalar-tensor theories of gravity. By applying this generalized disformal
      transformation to the Horndeski theory, one can obtain the so-called
      generalized disformal Horndeski theories which are more general healthy
      scalar-tensor theories than ever. However, it is unclear whether or not the
      generalized disformal Horndeski theories can be coupled consistently to matter
      fields because introducing a matter field could break the degeneracy conditions
      of higher-order scalar-tensor theories and hence yield the unwanted
      Ostrogradsky ghost. We investigate this issue and explore the conditions under
      which a minimal coupling to a matter field is consistent in the generalized
      disformal Horndeski theories without relying on any particular gauge such as
      the unitary gauge. We find that all the higher derivative terms in the
      generalized disformal transformation are prohibited to avoid the appearance of
      the Ostrogradsky ghost, leading to the conclusion that only the theories that
      are related to the Horndeski theory through a conventional disformal
      transformation remain ghost-free in the presence of minimally coupled matter
      fields.

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      その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2302.03418v1

    • How does SU($N$)-natural inflation isotropize the universe?

      Tomoaki Murata, Tomohiro Fujita, Tsutomu Kobayashi

          2022年11月17日

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      We study the homogeneous and anisotropic dynamics of pseudoscalar inflation
      coupled to an SU($N$) gauge field. To see how the initially anisotropic
      universe is isotropized in such an inflation model, we derive the equations to
      obtain axisymmetric SU($N$) gauge field configurations in Bianchi type-I
      geometry and discuss a method to identify their isotropic subsets which are the
      candidates of their late-time attractor. Each isotropic solution is
      characterized by the corresponding SU(2) subalgebra of the SU($N$) algebra. It
      is shown numerically that the isotropic universe is a universal late-time
      attractor in the case of the SU(3) gauge field. Interestingly, we find that a
      transition between the two distinct gauge-field configurations characterized by
      different SU(2) subalgebras can occur during inflation. We clarify the
      conditions for this to occur. This transition could leave an observable imprint
      on the CMB and the primordial gravitational wave background.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.107.043508

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      その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2211.09489v2

    • Testing gravity with the cosmic microwave background: constraints on modified gravity with two tensorial degrees of freedom

      Takashi Hiramatsu, Tsutomu Kobayashi

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics2022 ( 07 ) 040 - 040   2022年7月1日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IOP Publishing  

      Abstract

      We provide a cosmological test of modified gravity with two tensorial degrees of freedom and no extra propagating scalar mode. The theory of gravity we consider admits a cosmological model that is indistinguishable from the ΛCDM model at the level of the background evolution. The model has a single modified-gravity parameterβ, the effect of which can be seen in linear perturbations, though no extra scalar mode is propagating. Using the Boltzmann code modified to incorporate the present model, we derive the constraints -0.047 <β< -0.028 at 68% confidence from Planck CMB data. Since our modified gravity model can hardly be constrained by the Solar System tests and gravitational-wave propagation, our result offers the first observational test on the model.

      DOI: 10.1088/1475-7516/2022/07/040

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      その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2022/07/040/pdf

    • Distinguishing modified gravity with just two tensorial degrees of freedom from general relativity: Black holes, cosmology, and matter coupling

      Aya Iyonaga, Tsutomu Kobayashi

          2021年9月22日

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      We consider spatially covariant modified gravity in which the would-be scalar
      degree of freedom is made non-dynamical and hence there are just two tensorial
      degrees of freedom, i.e., the same number of dynamical degrees of freedom as in
      general relativity. Focusing on a class of such modified gravity theories
      characterized by three functions of time, we discuss how modified gravity with
      two tensorial degrees of freedom can be distinguished observationally or
      phenomenologically from general relativity. It is checked that the theory gives
      the same predictions as general relativity for weak gravitational fields and
      the propagation speed of gravitational waves. We also find that there is no
      modification to asymptotically flat black hole solutions. Due to a large degree
      of freedom to choose the time-dependent functions in the theory, the
      homogeneous and isotropic cosmological dynamics can be made close to or even
      identical to that of the $\Lambda$CDM model. We investigate the behavior of
      cosmological perturbations in the long and short wavelength limits and show
      that in both limits the effects of modified gravity appear only through the
      modification of the background evolution. Finally, it is remarked that in the
      presence of a galileon field in the matter sector, the scalar degree of freedom
      is revived, ruining the essential feature of the theory.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.104.124020

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      その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2109.10615v1

    • Stars disformally coupled to a shift-symmetric scalar field

      Tact Ikeda, Aya Iyonaga, Tsutomu Kobayashi

          2021年7月29日

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      We investigate static and spherically symmetric stars disformally coupled to
      a scalar field. The scalar field is assumed to be shift symmetric, and hence
      the conformal and disformal factors of the metric coupled to matter are
      dependent only on the kinetic term of the scalar field. Assuming that the
      scalar field is linearly dependent on time, we consider a general
      shift-symmetric scalar-tensor theory and a general form of the matter
      energy-momentum tensor that allows for the anisotropic pressure and the heat
      flux in the radial direction. This is a natural starting point in light of how
      the gravitational field equations and the energy-momentum tensor transform
      under a disformal transformation. By inspecting the structure of the
      hydrostatic equilibrium equation in the presence of the derivative-dependent
      conformal and disformal factors, we show that the energy density and tangential
      pressure must vanish at the surface of a star. This fact is used to prove the
      disformal invariance of the surface of a star, which was previously subtle and
      unclear. We then focus on the shift-symmetric k-essence disformally coupled to
      matter, and study the interior and exterior metric functions and scalar-field
      profile in more detail. It is found that there are two branches of the solution
      depending on the velocity of the scalar field. The disformally-related metric
      functions of the exterior spacetime are also discussed.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.104.104009

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      その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2107.13804v1

    • Dynamics of inflation with mutually orthogonal vector fields in a closed universe

      Tomoaki Murata, Tsutomu Kobayashi

          2021年7月15日

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      We study the dynamics of a homogeneous, isotropic, and positively curved
      universe in the presence of a SU(2) gauge field or a triplet of mutually
      orthogonal vector fields. In the SU(2) case we use the previously known ansatz
      for the gauge-field configuration, but the case without non-abelian symmetries
      is more nontrivial and we develop a new ansatz. We in particular consider
      axion-SU(2) inflation and inflation with vector fields having
      U(1)$\times$U(1)$\times$U(1) symmetry, and analyze their dynamics in detail
      numerically. Novel effects of the spatial curvature come into play through
      vector fields, which causes unconventional pre-inflationary dynamics. It is
      found that the closed universe with vector fields is slightly more stable
      against collapse than that filled solely with an inflaton field.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.104.083514

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      その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2107.07199v2

    • The isotropic attractor solution of axion-SU(2) inflation: Universal isotropization in Bianchi type-I geometry

      Ira Wolfson, Azadeh Maleknejad, Tomoaki Murata, Eiichiro Komatsu, Tsutomu Kobayashi

          2021年5月12日

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      SU(2) gauge fields coupled to an axion field can acquire an isotropic
      background solution during inflation. We study homogeneous but anisotropic
      inflationary solutions in the presence of such (massless) gauge fields. A gauge
      field in the cosmological background may pose a threat to spatial isotropy. We
      show, however, that such models $\textit{generally}$ isotropize in Bianchi
      type-I geometry, and the isotropic solution is the attractor. Restricting the
      setup by adding an axial symmetry, we revisited the numerical analysis
      presented in Wolfson et.al (2020). We find that the reported numerical
      breakdown in the previous analysis is an artifact of parametrization
      singularity. We use a new parametrization that is well-defined all over the
      phase space. We show that the system respects the cosmic no-hair conjecture and
      the anisotropies always dilute away within a few e-folds.

      DOI: 10.1088/1475-7516/2021/09/031

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      その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2105.06259v3

    • Gravitational Wave Physics and Astronomy in the nascent era

      Makoto Arimoto, Hideki Asada, Michael L Cherry, Michiko S Fujii, Yasushi Fukazawa, Akira Harada, Kazuhiro Hayama, Takashi Hosokawa, Kunihito Ioka, Yoichi Itoh, Nobuyuki Kanda, Koji S Kawabata, Kyohei Kawaguchi, Nobuyuki Kawai, Tsutomu Kobayashi, Kazunori Kohri, Yusuke Koshio, Kei Kotake, Jun Kumamoto, Masahiro N Machida, Hideo Matsufuru, Tatehiro Mihara, Masaki Mori, Tomoki Morokuma, Shinji Mukohyama, Hiroyuki Nakano, Tatsuya Narikawa, Hitoshi Negoro, Atsushi Nishizawa, Takayuki Ohgami, Kazuyuki Omukai, Takanori Sakamoto, Shigeyuki Sako, Mahito Sasada, Yuichiro Sekiguchi, Motoko Serino, Jiro Soda, Satoshi Sugita, Kohsuke Sumiyoshi, Hajime Susa, Teruaki Suyama, Hirotaka Takahashi, Kazuya Takahashi, Tomoya Takiwaki, Takahiro Tanaka, Masaomi Tanaka, Ataru Tanikawa, Nozomu Tominaga, Nami Uchikata, Yousuke Utsumi, Mark R Vagins, Kei Yamada, Michitoshi Yoshida

      Progress of Theoretical and Experimental Physics2023 ( 10 )   2021年4月8日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Oxford University Press (OUP)  

      DOI: 10.1093/ptep/ptab042

      Scopus

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    • Gravitational waves in Kasner spacetimes and Rindler wedges in Regge-Wheeler gauge: Formulation of Unruh effect

      Yuuki Sugiyama, Kazuhiro Yamamoto, Tsutomu Kobayashi

      Physical Review D103 ( 8 )   2021年4月

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.103.083503

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    • Perturbations and quasi-normal modes of black holes with time-dependent scalar hair in shift-symmetric scalar-tensor theories

      Keitaro Tomikawa, Tsutomu Kobayashi

          2021年1月11日

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      We study odd parity perturbations of spherically symmetric black holes with
      time-dependent scalar hair in shift-symmetric higher-order scalar-tensor
      theories. The analysis is performed in a general way without assuming the
      degeneracy conditions. Nevertheless, we end up with second-order equations for
      a single master variable, similarly to cosmological tensor modes. We thus
      identify the general form of the quadratic Lagrangian for the odd parity
      perturbations, leading to a generalization of the Regge-Wheeler equation. We
      also investigate the structure of the effective metric for the master variable
      and refine the stability conditions. As an application of our generalized
      Regge-Wheeler equation, we compute the quasi-normal modes of a certain
      nontrivial black hole solution. Finally, our result is extended to include the
      matter energy-momentum tensor as a source term.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.103.084041

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      その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2101.03790v1

    • UV sensitive one-loop matter power spectrum in degenerate higher-order scalar-tensor theories

      Shin’ichi Hirano, Tsutomu Kobayashi, Daisuke Yamauchi, Shuichiro Yokoyama

      Physical Review D102 ( 10 )   2020年11月4日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society (APS)  

      DOI: 10.1103/physrevd.102.103505

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      その他リンク: http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevD.102.103505/fulltext

    • Nanohertz gravitational waves from NEC violation in the early universe

      Hiroaki W. H. Tahara, Tsutomu Kobayashi

          2020年11月3日

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      We study nanohertz gravitational waves relevant to pulsar timing array
      experiments from quantum fluctuations in the early universe with null energy
      condition (NEC) violation. The NEC violation admits accelerated expansion with
      the scale factor $a\propto (-t)^{-p}$ ($p>0$), which gives the tensor spectral
      index $n_t=2/(p+1)>0$. To evade the constraint from Big Bang nucleosynthesis
      (BBN), we connect the NEC-violating phase to a subsequent short slow-roll
      inflationary phase which ends with standard reheating, and thereby reduce the
      high frequency part of the spectrum. An explicit model is constructed within
      the cubic Horndeski theory which allows for stable violation of the NEC. We
      present numerical examples of the background evolution having the different
      maximal Hubble parameters (which determine the peak amplitude of gravitational
      waves), the different inflationary Hubble parameters (which determine the
      amplitudes of high frequency gravitational waves), and different durations of
      the inflationary phase (which essentially determine the peak frequency of the
      spectrum). We display the spectra with $n_t=0.8$, $0.9$, and $0.95$ for
      $f\lesssim 1/{\rm yr}$, which are consistent with the recent NANOGrav result.
      We also check that they do not contradict the BBN constraint. We discuss how
      the nearly scale-invariant spectrum of curvature perturbations is produced in
      the NEC-violating phase.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.102.123533

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      その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2011.01605v2

    • Primordial tensor non-Gaussianities from general single-field inflation with non-Bunch-Davies initial states

      Shingo Akama, Shin’ichi Hirano, Tsutomu Kobayashi

      Physical Review D102 ( 2 )   2020年7月6日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society (APS)  

      It has been found that the primordial non-Gaussianity of the curvature
      perturbation in the case of non-Bunch-Davies initial states can be enhanced
      compared with those in the case of the Bunch-Davies one due to the interactions
      among the perturbations on subhorizon scales. The purpose of the present paper
      is to investigate whether tensor non-Gaussianities can also be enhanced or not
      by the same mechanism. We consider general gravity theory in the presence of an
      inflaton, and evaluate the tensor auto-bispectrum and the cross-bispectrum
      involving one tensor and two scalar modes with the non-Bunch-Davies initial
      states for tensor modes. The crucial difference from the case of the scalar
      auto-bispectrum is that the tensor three-point function vanishes at the
      flattened momentum triangles. We point out that the cross-bispectrum can
      potentially be enhanced at non-trivial triangle shapes due to the
      non-Bunch-Davies initial states.

      DOI: 10.1103/physrevd.102.023513

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      その他リンク: http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevD.102.023513/fulltext

    • Extended cuscuton as dark energy 査読有り

      Aya Iyonaga, Kazufumi Takahashi, Tsutomu Kobayashi

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics2020 ( 07 ) 004 - 004   2020年7月2日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IOP Publishing  

      Late-time cosmology in the extended cuscuton theory is studied, in which
      gravity is modified while one still has no extra dynamical degrees of freedom
      other than two tensor modes. We present a simple example admitting analytic
      solutions for the cosmological background evolution that mimics $\Lambda$CDM
      cosmology. We argue that the extended cuscuton as dark energy can be
      constrained, like usual scalar-tensor theories, by the growth history of matter
      density perturbations and the time variation of Newton's constant.

      DOI: 10.1088/1475-7516/2020/07/004

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      その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2020/07/004

    • A new mechanism for freezing extra dimensions with higher-order curvature terms

      Hiroaki W. H. Tahara, Tsutomu Kobayashi, Jun'ichi Yokoyama

          2020年5月29日

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      We construct a model of higher dimensional cosmology in which extra
      dimensions are frozen by virtue of the cubic-order Lovelock gravity throughout
      the cosmic history from inflation to the present with radiation and
      matter-dominated regimes in between.

      DOI: 10.1016/j.physletb.2020.135857

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      その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2005.14481v1

    • Effective scalar-tensor description of regularized Lovelock gravity in four dimensions

      Tsutomu Kobayashi

          2020年3月28日

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      We reformulate the recently proposed regularized version of Lovelock gravity
      in four dimensions as a scalar-tensor theory. By promoting the warp factor of
      the internal space to a scalar degree of freedom by means of Kaluza-Klein
      reduction, we show that regularized Lovelock gravity can be described
      effectively by a certain subclass of the Horndeski theory. Cosmological aspects
      of this particular scalar-tensor theory are studied. It is found that the
      background with a scalar charge is generically allowed. The consequences of
      this scalar charge are briefly discussed.

      DOI: 10.1088/1475-7516/2020/07/013

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      その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2003.12771v2

    • Primordial non-Gaussianities of scalar and tensor perturbations in general bounce cosmology: Evading the no-go theorem

      Shingo Akama, Shin’ichi Hirano, Tsutomu Kobayashi

      Physical Review D101 ( 4 )   2020年2月21日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society (APS)  

      DOI: 10.1103/physrevd.101.043529

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      その他リンク: http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevD.101.043529/fulltext

    • Revisiting slow-roll dynamics and the tensor tilt in general single-field inflation

      Yosuke Mishima, Tsutomu Kobayashi

          2019年11月5日

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      We explore the possibility of a blue-tilted gravitational wave spectrum from
      potential-driven slow-roll inflation in the Horndeski theory. In Kamada et al.
      (2012), it was claimed that a blue gravitational wave spectrum cannot be
      obtained from stable potential-driven slow-roll inflation within the Horndeski
      framework. However, it has been demonstrated that the spectrum of primordial
      gravitational waves can be blue in inflation with the Gauss-Bonnet term, where
      the potential term is dominant and slow-roll conditions as well as the
      stability conditions are satisfied. To fill in this gap, we clarify where the
      discrepancy is coming from. We extend the formulation of Kamada et al. (2012)
      and show that a blue gravitational wave spectrum can certainly be generated
      from stable slow-roll inflation if some of the conditions previously imposed on
      the form of the free functions in the Lagrangian are relaxed.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.101.043536

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      その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1911.02143v2

    • Relativistic stars in a cubic Galileon Universe 査読有り

      Hiromu Ogawa, Tsutomu Kobayashi, Kazuya Koyama

          2019年11月5日

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      We study relativistic stars in Hordenski theories that evade the
      gravitational wave constraints and exhibit the Vainshtein mechanism, focusing
      on a model based on the cubic Galileon Lagrangian. We derive the scalar field
      profile for static spherically symmetric objects in asymptotically de Sitter
      space-time with a linear time dependence. The exterior solution matches to the
      black hole solution found in the literature. Due to the Vainshtein mechanism,
      the stellar structure is indistinguishable from that of General Relativity with
      the same central density as long as the radius of the star is shorter than the
      Vainshtein radius. On the other hand, the scalar field is not suppressed beyond
      the Vainshtein radius. These solutions have an additional integration constant
      in addition to the mass of the star.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.101.024026

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    • On the screening mechanism in degenerate higher-order scalar-tensor theories evading gravitational wave constraints 査読有り

      Shin'ichi Hirano, Tsutomu Kobayashi, Daisuke Yamauchi

      Physical Review D99 ( 104073 )   2019年5月

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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    • Constraining degenerate higher-order scalar-tensor theories with density perturbations at linear order 査読有り

      Shin'ichiro Hirano, Tsutomu Kobayashi, Daisuke Yamauchi, Shuichiro Yokoyama

      Physical Review D99 ( 104051 )   2019年5月

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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    • On the screening mechanism in DHOST theories evading gravitational wave constraints

      Shin'ichi Hirano, Tsutomu Kobayashi, Daisuke Yamauchi

      Phys. Rev. D 99, 104073 (2019)99 ( 10 )   2019年3月20日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      We consider a subclass of degenerate higher-order scalar-tensor (DHOST) theories in which gravitational waves propagate at the speed of light and do not decay into scalar fluctuations. The screening mechanism in DHOST theories evading these two gravitational wave constraints operates very differently from that in generic DHOST theories. We derive a spherically symmetric solution in the presence of nonrelativistic matter. General relativity is recovered in the vacuum exterior region provided that functions in the Lagrangian satisfy a certain condition, implying that fine-tuning is required. Gravity in the matter interior exhibits novel features: although the gravitational potentials still obey the standard inverse power law, the effective gravitational constant is different from its exterior value, and the two metric potentials do not coincide. We discuss possible observational constraints on this subclass of DHOST theories, and argue that the tightest bound comes from the Hulse-Taylor pulsar.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.99.104073

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    • Constraining DHOST theories with linear growth of matter density fluctuations

      Shin'ichi Hirano, Tsutomu Kobayashi, Daisuke Yamauchi, Shuichiro Yokoyama

      Phys. Rev. D 99, 104051 (2019)99 ( 10 )   2019年2月8日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      We investigate the potential of cosmological observations, such as galaxy surveys, for constraining degenerate higher-order scalar-tensor (DHOST) theories, focusing in particular on the linear growth of the matter density fluctuations. We develop a formalism to describe the evolution of the matter density fluctuations during the matter dominated era and in the early stage of the dark energy dominated era in DHOST theories, and give an approximate expression for the gravitational growth index in terms of several parameters characterizing the theory and the background solution under consideration. By employing the current observational constraints on the growth index, we obtain a new constraint on a parameter space of DHOST theories. Combining our result with other constraints obtained from the Newtonian stellar structure, we show that the degeneracy between the effective parameters of DHOST theories can be broken without using the Hulse-Taylor pulsar constraint.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.99.104051

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    • Horndeski theory and beyond: a review

      Tsutomu Kobayashi

          2019年1月22日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      This article is intended to review the recent developments in the Horndeski theory and its generalization, which provide us with a systematic understanding of scalar-tensor theories of gravity as well as a powerful tool to explore astrophysics and cosmology beyond general relativity. This review covers the generalized Galileons, (the rediscovery of) the Horndeski theory, cosmological perturbations in the Horndeski theory, cosmology with a violation of the null energy condition, degenerate higher-order scalar-tensor theories and their status after GW170817, the Vainshtein mechanism in the Horndeski theory and beyond, and hairy black hole solutions.

      DOI: 10.1088/1361-6633/ab2429

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    • Generalized 2D dilaton gravity and KGB

      Kazufumi Takahashi, Tsutomu Kobayashi

      Class. Quant. Grav. 36 (2019) no.9, 09500336 ( 9 ) 095003 - 095003   2018年12月21日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      We show explicitly that the nonminimal coupling between the scalar field and the Ricci scalar in 2D dilaton gravity can be recast in the form of kinetic gravity braiding (KGB). This is as it should be, because KGB is the 2D version of the Horndeski theory. We also determine all the static solutions with a linearly time-dependent scalar configuration in the shift-symmetric KGB theories in 2D.

      DOI: 10.1088/1361-6382/ab1355

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    • General theory of cosmological perturbations in open and closed universes from the Horndeski action

      Shingo Akama, Tsutomu Kobayashi

      Phys. Rev. D 99, 043522 (2019)   2018年10月3日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      Our Universe is nearly spatially flat, but this does not mean that it is exactly spatially flat. In this paper we derive general quadratic actions for cosmological perturbations in non-flat models from the Horndeski theory. This allows us to study how the spatial curvature influences the behavior of cosmological perturbations in the early universe described by some general scalar-tensor theory. We show that a tiny spatial curvature at the onset of inflation is unlikely to yield large (or ${\cal O}(1)$) effects on the primordial spectra even if one modifies gravity. We also argue that non-singular cosmological solutions in the Horndeski theory are unstable in spatially open cases as well as in flat cases.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.99.043522

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    • Extended Cuscuton: Formulation

      Aya Iyonaga, Kazufumi Takahashi, Tsutomu Kobayashi

      JCAP 12 (2018) 0022018 ( 12 ) 002 - 002   2018年9月28日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      Among single-field scalar-tensor theories, there is a special class called "cuscuton," which is represented as some limiting case of k-essence in general relativity. This theory has a remarkable feature that the number of propagating degrees of freedom is only two in the unitary gauge in contrast to ordinary scalar-tensor theories with three degrees of freedom. We specify a general class of theories with the same property as the cuscuton in the context of the beyond Horndeski theory, which we dub as the extended cuscuton. We also study cosmological perturbations in the presence of matter in these extended cuscuton theories.

      DOI: 10.1088/1475-7516/2018/12/002

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    • Parity-violating gravity and GW170817

      Atsushi Nishizawa, Tsutomu Kobayashi

      Phys. Rev. D 98, 124018 (2018)   2018年9月4日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      We consider gravitational waves (GWs) in generic parity-violating gravity including recently proposed ghost-free theories with parity violation as well as Chern-Simons (CS) modified gravity, and study the implications of observational constraints from GW170817/GRB 170817A. Whereas GWs propagate at the speed of light, c, in CS gravity, we point out that this is specific to CS gravity and the GW propagation speed deviates from c, in general, in parity-violating gravity. Therefore, contrary to the previous literature in which only CS gravity is studied as a concrete example, we show that GW170817/GRB 170817A can, in fact, be used to limit gravitational parity violation. Our argument implies that the constraint on the propagation speed of GWs can pin down the parity-violating sector, if any, to CS gravity.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.98.124018

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    • Self-anisotropizing inflationary universe in Horndeski theory and beyond

      Hiroaki W, H. Tahara, Sakine Nishi, Tsutomu Kobayashi, Jun'ichi Yokoyama

      JCAP07(2018)058   2018年5月1日

      詳細を見る

      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      As opposed to Wald's cosmic no-hair theorem in general relativity, it is shown that the Horndeski theory (and its generalization) admits anisotropic inflationary attractors if the Lagrangian depends cubically on the second derivatives of the scalar field. We dub such a solution as a self-anisotropizing inflationary universe because anisotropic inflation can occur without introducing any anisotropic matter fields such as a vector field. As a concrete example of self-anisotropization we present the dynamics of a Bianchi type-I universe in the Horndeski theory.

      DOI: 10.1088/1475-7516/2018/07/058

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    • Relativistic stars in degenerate higher-order scalar-tensor theories after GW170817

      Tsutomu Kobayashi, Takashi Hiramatsu

      Phys. Rev. D 97, 104012 (2018)97 ( 10 )   2018年3月28日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.97.104012

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    • Anti-screening of the Galileon force around a disk center hole

      Hiromu Ogawa, Takashi Hiramatsu, Tsutomu Kobayashi

          2018年2月14日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      The Vainshtein mechanism is known as an efficient way of screening the fifth force around a matter source in modified gravity. This has been verified mainly in highly symmetric matter configurations. To study how the Vainshtein mechanism works in a less symmetric setup, we numerically solve the scalar field equation around a disk with a hole at its center in the cubic Galileon theory. We find, surprisingly, that the Galileon force is enhanced, rather than suppressed, in the vicinity of the hole. This anti-screening effect is larger for a thinner, less massive disk with a smaller hole. At this stage our setup is only of academic interest and its astrophysical consequences are unclear, but this result implies that the Vainshtein screening mechanism around less symmetric matter configurations is quite nontrivial.

      DOI: 10.1142/S0217732319500135

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    • Matter bispectrum beyond Horndeski

      Shin'ichi Hirano, Tsutomu Kobayashi, Hiroyuki Tashiro, Shuichiro Yokoyama

      Phys. Rev. D 97, 103517 (2018)97 ( 10 )   2018年1月24日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.97.103517

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    • Black hole perturbation in the most general scalar-tensor theory with second-order field equations: The odd-parity sector (vol 85, 084025, 2012)

      Tsutomu Kobayashi, Hayato Motohashi, Teruaki Suyama

      PHYSICAL REVIEW D96 ( 10 )   2017年11月

      詳細を見る

      記述言語:英語  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.96.109903

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    • Extended mimetic gravity: Hamiltonian analysis and gradient instabilities

      Kazufumi Takahashi, Tsutomu Kobayashi

      JCAP11(2017)038 ( 11 )   2017年8月10日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2017/11/038

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    • Healthy imperfect dark matter from effective theory of mimetic cosmological perturbations

      Shin'ichi Hirano, Sakine Nishi, Tsutomu Kobayashi

        ( 7 )   2017年4月20日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2017/07/009

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    • General invertible transformation and physical degrees of freedom

      Kazufumi Takahashi, Hayato Motohashi, Teruaki Suyama, Tsutomu Kobayashi

      Phys. Rev. D 95, 084053 (2017)95 ( 8 )   2017年2月7日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.95.084053

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    • Generalized multi-Galileons, covariantized new terms, and the no-go theorem for non-singular cosmologies

      Shingo Akama, Tsutomu Kobayashi

      Phys. Rev. D 95, 064011 (2017)95 ( 6 )   2017年1月11日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.95.064011

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    • Anisotropic inflation in Horndeski theory

      Sakine Nishi, Tsutomu Kobayashi, Hiroaki W.H. Tahara, Jun'ichi Yokoyama

      Proceedings of the 27th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 20172   271 - 281   2017年

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      掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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    • Scale-invariant perturbations from NEC violation: A new variant of Galilean Genesis

      Sakine Nishi, Tsutomu Kobayashi

      Phys. Rev. D 95, 064001 (2017)95 ( 6 )   2016年11月7日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.95.064001

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    • Generic instabilities of non-singular cosmologies in Horndeski theory: a no-go theorem

      Tsutomu Kobayashi

      Phys. Rev. D 94, 043511 (2016)94 ( 4 )   2016年6月19日

      詳細を見る

      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.94.043511

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    • Ultra slow-roll G-inflation

      Shin'ichi Hirano, Tsutomu Kobayashi, Shuichiro Yokoyama

      Phys. Rev. D 94, 103515 (2016)94 ( 10 )   2016年4月1日

      詳細を見る

      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.94.103515

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    • Reheating and Primordial Gravitational Waves in Generalized Galilean Genesis

      Sakine Nishi, Tsutomu Kobayashi

        ( 4 )   2016年1月25日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2016/04/018

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    • 20pAT-10 D次元Lovelock-Galileon理論におけるブラックホールの不安定性

      高橋 一史, 須山 輝明, 小林 努

      日本物理学会講演概要集71   470 - 470   2016年

      詳細を見る

      記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

      DOI: 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_470

      CiNii Article

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    • Primordial non-Gaussianities of gravitational waves beyond Horndeski

      Yuji Akita, Tsutomu Kobayashi

      Phys. Rev. D 93, 043519 (2016)93 ( 4 )   2015年12月4日

      詳細を見る

      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.93.043519

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    • Universal instability of hairy black holes in Lovelock-Galileon theories in D dimensions

      Kazufumi Takahashi, Teruaki Suyama, Tsutomu Kobayashi

      Phys. Rev. D 93, 064068 (2016)93 ( 6 )   2015年11月19日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.93.064068

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    • Suppressing the primordial tensor amplitude without changing the scalar sector in quadratic curvature gravity 査読有り

      Kohji Yajima, Tsutomu Kobayashi

      Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology92 ( 10 )   2015年11月3日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.92.103503

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    • Instability of hairy black holes in shift-symmetric Horndeski theories

      Hiromu Ogawa, Tsutomu Kobayashi, Teruaki Suyama

      Phys. Rev. D 93, 064078 (2016)93 ( 6 )   2015年10月26日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.93.064078

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    • Perturbations of Cosmological and Black Hole Solutions in Massive gravity and Bi-gravity

      Tsutomu Kobayashi, Masaru Siino, Masahide Yamaguchi, Daisuke Yoshida

          2015年9月8日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      We investigate perturbations of a class of spherically symmetric solutions in massive gravity and bi-gravity. The background equations of motion for the particular class of solutions we are interested in reduce to a set of the Einstein equations with a cosmological constant. Thus, the solutions in this class include all the spherically symmetric solutions in general relativity, such as the Friedmann-Lema\^{i}tre-Robertson-Walker solution and the Schwarzschild (-de Sitter) solution, though the one-parameter family of two parameters of the theory admits such a class of solutions. We find that the equations of motion for the perturbations of this class of solutions also reduce to the perturbed Einstein equations at first and second order. Therefore, the stability of the solutions coincides with that of the corresponding solutions in general relativity. In particular, these solutions do not suffer from non-linear instabilities which often appear in the other cosmological solutions in massive gravity and bi-gravity.

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    • Suppressing the primordial tensor amplitude without changing the scalar sector in quadratic curvature gravity

      Kohji Yajima, Tsutomu Kobayashi

      Phys. Rev. D 92, 103503 (2015)92 ( 10 )   2015年8月29日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.92.103503

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    • Removing Ostrogradski's ghost from cosmological perturbations in $f(R,R_{μν}^2,C_{μνρσ}^2)$ gravity

      Yuji Akita, Tsutomu Kobayashi

        31 ( 11 )   2015年7月3日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1142/S021773231650067X

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    • The most general second-order field equations of bi-scalar-tensor theory in four dimensions

      Seiju Ohashi, Norihiro Tanahashi, Tsutomu Kobayashi, Masahide Yamaguchi

      JHEP 1507:008,2015   2015年5月22日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      The Horndeski theory is known as the most general scalar-tensor theory with second-order field equations. In this paper, we explore the bi-scalar extension of the Horndeski theory. Following Horndeski's approach, we determine all the possible terms appearing in the second-order field equations of the bi-scalar-tensor theory. We compare the field equations with those of the generalized multi-Galileons, and confirm that our theory contains new terms that are not included in the latter theory. We also discuss the construction of the Lagrangian leading to our most general field equations.

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    • Galilean Creation of the Inflationary Universe

      Tsutomu Kobayashi, Masahide Yamaguchi, Jun'ichi Yokoyama

        ( 7 )   2015年4月22日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2015/07/017

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    • Generalized Galilean Genesis

      Sakine Nishi, Tsutomu Kobayashi

        ( 3 )   2015年1月12日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2015/03/057

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    • Large scale suppression with ultra slow-roll inflation scenario

      Shinichi Hirano, Tsutomu Kobayashi, Shuichiro Yokoyama

      Proceedings of the 25th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 20155   1247 - 1248   2015年

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Kyoto University, Yukawa Institute for Theoretical Physics  

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    • Black hole perturbation in modified gravity theories 査読有り

      Hayato Motohashi, Tsutomu Kobayashi, Teruaki Suyama

      The 13th Marcel Grossmann Meeting: On Recent Developments in Theoretical and Experimental General Relativity, Astrophysics and Relativistic Field Theories - Proceedings of the MG13 Meeting on General Relativity, 2012 ( 210699 ) 1295 - 1297   2015年

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:World Scientific  

      DOI: 10.1142/9789814623995_0152

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    • Covariant Stückelberg analysis of de Rham-Gabadadze-Tolley massive gravity with a general fiducial metric 査読有り

      Xian Gao, Tsutomu Kobayashi, Masahide Yamaguchi, Daisuke Yoshida

      Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology90 ( 12 )   2014年12月24日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.90.124073

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    • Breaking of Vainshtein screening in scalar-tensor theories beyond Horndeski

      Tsutomu Kobayashi, Yuki Watanabe, Daisuke Yamauchi

      Phys. Rev. D 91, 064013 (2015)91 ( 6 )   2014年11月15日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.91.064013

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    • Covariant St?ckelberg analysis of de Rham-Gabadadze-Tolley massive gravity with a general fiducial metric

      Xian Gao, Tsutomu Kobayashi, Masahide Yamaguchi, Daisuke Yoshida

      Phys. Rev. D 90, 124073 (2014)90 ( 12 )   2014年9月9日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.90.124073

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    • Black hole perturbation in the most general scalar-tensor theory with second-order field equations. II. The even-parity sector 査読有り

      Tsutomu Kobayashi, Hayato Motohashi, Teruaki Suyama

      Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics89 ( 16 )   2014年4月28日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.89.165424

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    • Black hole perturbation in the most general scalar-tensor theory with second-order field equations. II. the even-parity sector 査読有り

      Tsutomu Kobayashi, Hayato Motohashi, Teruaki Suyama

      Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics89 ( 16 )   2014年4月28日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society  

      DOI: 10.1103/PhysRevB.89.165427

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    • Black hole perturbation in the most general scalar-tensor theory with second-order field equations. II. the even-parity sector 査読有り

      Tsutomu Kobayashi, Hayato Motohashi, Teruaki Suyama

      Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology89 ( 8 )   2014年4月9日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.89.084042

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    • Exact black hole solutions in shift symmetric scalar-tensor theories

      Tsutomu Kobayashi, Norihiro Tanahashi

        ( 7 )   2014年3月18日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1093/ptep/ptu096

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    • Black hole perturbation in the most general scalar-tensor theory with second-order field equations II: the even-parity sector

      Tsutomu Kobayashi, Hayato Motohashi, Teruaki Suyama

      Phys. Rev. D 89, 084042 (2014)89 ( 8 )   2014年2月27日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.89.084042

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    • Cosmological matching conditions and galilean genesis in Horndeski's theory

      Sakine Nishi, Tsutomu Kobayashi, Norihiro Tanahashi, Masahide Yamaguchi

        ( 3 )   2014年1月6日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2014/03/008

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    • Black hole perturbation in modified gravity

      Teruaki Suyama, Tsutomu Kobayashi, Hayato Motohashi

      JGRG 2014 - Proceedings of the 24th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan3   401 - 419   2014年

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:University of Tokyo, Kavli Institute for Physics and Mathematics of the Universe, KIPMU  

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    • New Cosmological Solutions in Massive Gravity 査読有り

      Tsutomu Kobayashi, Masaru Siino, Masahide Yamaguchi, Daisuke Yoshida

      NUCLEAR PHYSICS B-PROCEEDINGS SUPPLEMENTS246   76 - 81   2014年1月

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

      DOI: 10.1016/j.nuclphysbps.2013.10.068

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    • Graceful exit from Higgs G inflation 査読有り

      Kohei Kamada, Tsutomu Kobayashi, Taro Kunimitsu, Masahide Yamaguchi, Jun'Ichi Yokoyama

      Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology88 ( 12 )   2013年12月13日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.88.123518

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    • Multifield extension of G inflation 査読有り

      Tsutomu Kobayashi, Norihiro Tanahashi, Masahide Yamaguchi

      Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology88 ( 8 )   2013年10月8日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.88.083504

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    • Graceful exit from Higgs G-inflation

      Kohei Kamada, Tsutomu Kobayashi, Taro Kunimitsu, Masahide Yamaguchi, Jun'ichi Yokoyama

      Phys. Rev. D 88, 123518 (2013)88 ( 12 )   2013年9月28日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.88.123518

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    • Multi-field G-inflation

      Tsutomu Kobayashi, Norihiro Tanahashi, Masahide Yamaguchi

      Phys. Rev. D 88, 083504 (2013)88 ( 8 )   2013年8月22日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.88.083504

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    • Testing general scalar-tensor gravity and massive gravity with cluster lensing

      Tatsuya Narikawa, Tsutomu Kobayashi, Daisuke Yamauchi, Ryo Saito

      Phys.Rev.D87:124006,201387 ( 12 )   2013年2月10日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.87.124006

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    • Nonlinear superhorizon curvature perturbation in generic single-field inflation

      Yu-ichi Takamizu, Tsutomu Kobayashi

      Prog. Theor. Exp. Phys. 2013, 063E03 ( 6 )   2013年1月11日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1093/ptep/ptt033

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    • On the graceful exit from Higgs G-inflation

      Taro Kunimitsu, Kohei Kamada, Tsutomu Kobayashi, Masahide Yamaguchi, Junichi Yokoyama

      JGRG 2013 - Proceedings of the 23rd Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan3   677 - 693   2013年

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      掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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    • Full bispectra from primordial scalar and tensor perturbations in the most general single-field inflation model

      Xian Gao, Tsutomu Kobayashi, Maresuke Shiraishi, Masahide Yamaguchi, Jun'ichi Yokoyama, Shuichiro Yokoyama

          2012年7月3日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1093/PTEP/PTT031

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    • New Cosmological Solutions in Massive Gravity

      Tsutomu Kobayashi, Masaru Siino, Masahide Yamaguchi, Daisuke Yoshida

        86 ( 6 )   2012年5月23日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.86.061505

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    • Generalized Higgs inflation

      Kohei Kamada, Tsutomu Kobayashi, Tomo Takahashi, Masahide Yamaguchi, Jun'ichi Yokoyama

        86 ( 2 )   2012年3月19日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.86.023504

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    • Black hole perturbation in the most general scalar-tensor theory with second-order field equations I: The odd-parity sector

      Tsutomu Kobayashi, Hayato Motohashi, Teruaki Suyama

      Phys.Rev. D85 (2012) 08402585 ( 8 )   2012年2月22日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.85.084025

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    • Vainshtein screening in a cosmological background in the most general second-order scalar-tensor theory

      Rampei Kimura, Tsutomu Kobayashi, Kazuhiro Yamamoto

      Phys.Rev.D85:024023,201285 ( 2 )   2011年11月29日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.85.024023

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    • Observational Constraints on Kinetic Gravity Braiding from the Integrated Sachs-Wolfe Effect

      Rampei Kimura, Tsutomu Kobayashi, Kazuhiro Yamamoto

      Phys.Rev.D85:123503,201285 ( 12 )   2011年10月17日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.85.123503

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    • Effective gravitational couplings for cosmological perturbations in the most general scalar-tensor theories with second-order field equations

      Antonio De Felice, Tsutomu Kobayashi, Shinji Tsujikawa

      Phys.Lett.B706:123-133, 2011706 ( 2-3 ) 123 - 133   2011年8月22日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1016/j.physletb.2011.11.028

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    • Primordial non-Gaussianities of gravitational waves in the most general single-field inflation model

      Xian Gao, Tsutomu Kobayashi, Masahide Yamaguchi, Jun'ichi Yokoyama

        107 ( 21 )   2011年8月18日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.211301

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    • Generalized G-inflation: Inflation with the most general second-order field equations

      Tsutomu Kobayashi, Masahide Yamaguchi, Jun'ichi Yokoyama

      Prog. Theor. Phys. 126 (2011), 511-529   161 - 169   2011年5月29日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1143/PTP.126.511

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    • Primordial non-Gaussianity from G inflation 査読有り

      Tsutomu Kobayashi, Masahide Yamaguchi, Jun'Ichi Yokoyama

      Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology83 ( 10 )   2011年5月24日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.83.103524

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    • Oscillating Bianchi IX Universe in Horava-Lifshitz Gravity

      Yosuke Misonoh, Kei-ichi Maeda, Tsutomu Kobayashi

      Phys.Rev.D84:064030,201184 ( 6 )   2011年4月20日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.84.064030

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    • Higgs G inflation 査読有り

      Kohei Kamada, Tsutomu Kobayashi, Masahide Yamaguchi, Jun'Ichi Yokoyama

      Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology83 ( 8 )   2011年4月18日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.83.083515

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    • The Music of the Aetherwave - B-mode Polarization in Einstein-Aether Theory

      Masahiro Nakashima, Tsutomu Kobayashi

        84 ( 8 )   2011年3月11日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.84.084051

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    • Primordial non-Gaussianity from G-inflation

      Tsutomu Kobayashi, Masahide Yamaguchi, Jun'ichi Yokoyama

      Phys.Rev.D83:103524,201183 ( 10 )   2011年3月9日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.83.103524

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    • CMB Polarization in Einstein-Aether Theory

      Masahiro Nakashima, Tsutomu Kobayashi

          2010年12月24日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      We study the impact of modifying the vector sector of gravity on the CMB polarization. We employ the Einstein-aether theory as a concrete example. The Einstein-aether theory admits dynamical vector perturbations generated during inflation, leaving imprints on the CMB polarization. We derive the perturbation equations of the aether vector field in covariant formalism and compute the CMB B-mode polarization using the modified CAMB code. It is found that the amplitude of the B-mode signal from the aether field can surpass the one from the inflationary gravitational waves. The shape of the spectrum is clearly understood in an analytic way using the tight coupling approximation.

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    • Higgs G-inflation

      Kohei Kamada, Tsutomu Kobayashi, Masahide Yamaguchi, Jun'ichi Yokoyama

      Phys.Rev.D83:083515,201183 ( 8 )   2010年12月20日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.83.083515

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    • G-inflation: inflation driven by the Galileon field

      Tsutomu Kobayashi, Masahide Yamaguchi, Jun'ichi Yokoyama

      Phys.Rev.Lett.105:231302,2010105 ( 23 )   2010年8月4日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevLett.105.231302

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    • Oscillating Universe in Horava-Lifshitz Gravity

      Kei-ichi Maeda, Yosuke Misonoh, Tsutomu Kobayashi

      Phys.Rev.D82:064024,201082 ( 6 )   2010年6月15日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.82.064024

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    • Cosmic expansion and growth histories in Galileon scalar-tensor models of dark energy

      Tsutomu Kobayashi

      Phys.Rev.D81:103533,201081 ( 10 )   2010年3月17日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.81.103533

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    • Cosmological perturbations in a healthy extension of Horava gravity

      Tsutomu Kobayashi, Yuko Urakawa, Masahide Yamaguchi

      JCAP 1004:025,2010 ( 4 )   2010年2月17日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2010/04/025

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    • Evolution of linear cosmological perturbations and its observational implications in Galileon-type modified gravity

      Tsutomu Kobayashi, Hiroyuki Tashiro, Daichi Suzuki

      Phys.Rev.D81:063513,201081 ( 6 )   2009年12月23日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.81.063513

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    • Large scale evolution of the curvature perturbation in Horava-Lifshitz cosmology

      Tsutomu Kobayashi, Yuko Urakawa, Masahide Yamaguchi

      JCAP 0911:015,2009 ( 11 )   2009年8月7日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2009/11/015

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    • Breaking the scale invariance of the primordial power spectrum in Horava-Lifshitz Cosmology

      Kazuhiro Yamamoto, Tsutomu Kobayashi, Gen Nakamura

      Phys.Rev.D80:063514,200980 ( 6 )   2009年7月9日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.80.063514

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    • A note on observational signatures in superluminal unified dark matter models

      Yuko Urakawa, Tsutomu Kobayashi

      JCAP 1007:027,2010 ( 7 )   2009年7月7日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2010/07/027

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    • Cluster formation and the Sunyaev-Zel'dovich power spectrum in modified gravity: the case of a phenomenologically extended DGP model

      Tsutomu Kobayashi, Hiroyuki Tashiro

        398 ( 1 ) 477 - 484   2009年3月23日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1111/j.1365-2966.2009.15168.x

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    • Gravitational waves from p-form inflation

      Tsutomu Kobayashi, Shuichiro Yokoyama

      JCAP 0905:004,2009 ( 5 )   2009年3月16日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2009/05/004

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    • Can higher curvature corrections cure the singularity problem in f(R) gravity? 査読有り

      Tsutomu Kobayashi, Kei-Ichi Maeda

      Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology79 ( 2 )   2009年1月5日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.79.024009

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    • Can higher curvature corrections cure the singularity problem in f(R) gravity?

      Tsutomu Kobayashi, Kei-ichi Maeda

      Phys.Rev.D79:024009,200979 ( 2 )   2008年10月31日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.79.024009

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    • Relativistic stars in f(R) gravity, and absence thereof 査読有り

      Tsutomu Kobayashi, Kei-Ichi Maeda

      Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology78 ( 6 )   2008年9月8日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.78.064019

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    • Quasinormal modes of black holes localized on the Randall-Sundrum 2-brane 査読有り

      Masato Nozawa, Tsutomu Kobayashi

      Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology78 ( 6 )   2008年9月2日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.78.064006

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    • Relativistic stars in f(R) gravity, and absence thereof

      Tsutomu Kobayashi, Kei-ichi Maeda

      Phys.Rev.D78:064019,200878 ( 6 )   2008年7月16日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.78.064019

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    • UV caps, IR modification of gravity, and recovery of 4D gravity in regularized braneworlds

      Tsutomu Kobayashi

      Phys.Rev.D78:084018,200878 ( 8 )   2008年6月5日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.78.084018

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    • Primordial magnetic fields from second-order cosmological perturbations: Tight coupling approximation

      Satoshi Maeda, Satoshi Kitagawa, Tsutomu Kobayashi, Tetsuya Shiromizu

      Class.Quant.Grav.26:135014,200926 ( 13 )   2008年5月2日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/0264-9381/26/13/135014

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    • Quasinormal modes of black holes localized on the Randall-Sundrum 2-brane

      Masato Nozawa, Tsutomu Kobayashi

      Phys.Rev.D78:064006,200878 ( 6 )   2008年3月23日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.78.064006

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    • Bulk scalar emission from a rotating black hole pierced by a tense brane 査読有り

      Tsutomu Kobayashi, Masato Nozawa, Yu-Ichi Takamizu

      Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology77 ( 4 )   2008年2月14日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.77.044022

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    • Curvature corrections to the low energy effective theory in 6D regularized braneworlds

      Tsutomu Kobayashi, Tetsuya Shiromizu, Claudia de Rham

      Phys.Rev.D77:124012,200877 ( 12 )   2008年2月1日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.77.124012

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    • Bulk scalar emission from a rotating black hole pierced by a tense brane

      Tsutomu Kobayashi, Masato Nozawa, Yu-ichi Takamizu

      Phys.Rev.D77:044022,200877 ( 4 )   2007年11月9日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.77.044022

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    • Low energy effective theory on a regularized brane in 6D gauged chiral supergravity

      Frederico Arroja, Tsutomu Kobayashi, Kazuya Koyama, Tetsuya Shiromizu

      JCAP 0712:006,2007 ( 12 )   2007年10月15日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2007/12/006

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    • Low energy effective theory on a regularized brane in six-dimensional flux compactifications

      Shunsuke Fujii, Tsutomu Kobayashi, Tetsuya Shiromizu

      Phys.Rev.D76:104052,200776 ( 10 )   2007年8月19日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.76.104052

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    • Hybrid compactifications and brane gravity in six dimensions

      Tsutomu Kobayashi, Yu-ichi Takamizu

      Class.Quant.Grav.25:015007,200725 ( 1 )   2007年7月6日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/0264-9381/25/1/015007

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    • Brane cosmological solutions in six-dimensional warped flux compactifications

      Tsutomu Kobayashi, Masato Minamitsuji

      JCAP 0707:016,2007 ( 7 )   2007年5月24日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2007/07/016

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    • Gravity on an extended brane in six-dimensional warped flux compactifications

      Tsutomu Kobayashi, Masato Minamitsuji

      Phys.Rev.D75:104013,200775 ( 10 )   2007年3月3日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.75.104013

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    • Cosmological magnetic fields from nonlinear effects

      Tsutomu Kobayashi, Roy Maartens, Tetsuya Shiromizu, Keitaro Takahashi

      Phys.Rev.D75:103501,200775 ( 10 )   2007年1月21日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.75.103501

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    • Scalar cosmological perturbations in the Gauss-Bonnet braneworld

      Tsutomu Kobayashi, Masato Minamitsuji

      JCAP0612:008,2006 ( 12 )   2006年10月25日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2006/12/008

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    • Low energy effective gravitational equations on a Gauss-Bonnet brane

      Tsutomu Kobayashi, Tetsuya Shiromizu, Nathalie Deruelle

      Phys.Rev.D74:104031,200674 ( 10 )   2006年8月24日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.74.104031

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    • On asymptotic behavior of anisotropic Dvali-Gabadadze-Porrati branes

      Tsutomu Kobayashi

      Class.Quant.Grav.23:4847-4851,200623 ( 15 ) 4847 - 4851   2006年6月9日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/0264-9381/23/15/005

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    • Holographic entanglement entropy of de Sitter braneworld

      Yukinori Iwashita, Tsutomu Kobayashi, Tetsuya Shiromizu, Hirotaka Yoshino

      Phys.Rev. D74 (2006) 06402774 ( 6 )   2006年6月5日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.74.064027

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    • Initial Kaluza-Klein fluctuations and inflationary gravitational waves in braneworld cosmology

      Tsutomu Kobayashi

      Phys.Rev. D73 (2006) 12403173 ( 12 )   2006年2月17日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.73.124031

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    • Spectrum of gravitational waves in Randall-Sundrum braneworld cosmology 査読有り

      Tsutomu Kobayashi, Takahiro Tanaka

      Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology73 ( 4 )   2006年

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.73.044005

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    • The spectrum of gravitational waves in Randall-Sundrum braneworld cosmology

      Tsutomu Kobayashi, Takahiro Tanaka

      Phys.Rev. D73 (2006) 04400573 ( 4 )   2005年11月18日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.73.044005

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    • Quantum-mechanical generation of gravitational waves in a braneworld 査読有り

      Tsutomu Kobayashi, Takahiro Tanaka

      Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology71 ( 12 )   2005年6月15日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.71.124028

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    • Quantum-mechanical generation of gravitational waves in braneworld

      Tsutomu Kobayashi, Takahiro Tanaka

      Phys.Rev. D71 (2005) 12402871 ( 12 )   2005年5月7日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.71.124028

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    • A Vaidya-type radiating solution in Einstein-Gauss-Bonnet gravity and its application to braneworld

      Tsutomu Kobayashi

      Gen.Rel.Grav. 37 (2005) 1869-187637 ( 11 ) 1869 - 1876   2005年4月7日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1007/s10714-005-0192-y

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    • Leading order corrections to the cosmological evolution of tensor perturbations in braneworld (Short version)

      Tsutomu Kobayashi, Takahiro Tanaka

          2005年3月1日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      Tensor perturbations in an expanding braneworld of the Randall Sundrum type are investigated. We consider a model composed of a slow-roll inflation phase and the succeeding radiation phase. The effect of the presence of an extra dimension through the transition to the radiation phase is studied, giving an analytic formula for leading order corrections.

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    • Five-dimensional black strings in Einstein-Gauss-Bonnet gravity

      Tsutomu Kobayashi, Takahiro Tanaka

      Phys.Rev. D71 (2005) 084005   2004年12月31日

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      掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      We consider black-string-type solutions in five-dimensional Einstein-Gauss-Bonnet gravity. Numerically constructed solutions under static, axially symmetric and translationally invariant metric ansatz are presented. The solutions are specified by two asymptotic charges: mass of a black string and a scalar charge associated with the radion part of the metric. Regular black string solutions are found if and only if the two charges satisfy a fine-tuned relation, and otherwise the spacetime develops a singular event horizon or a naked singularity. We can also generate bubble solutions from the black strings by using a double Wick rotation.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.71.084005

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    • Leading order corrections to the cosmological evolution of tensor perturbations in braneworld

      Tsutomu Kobayashi, Takahiro Tanaka

      JCAP 0410 (2004) 015 ( 10 )   2004年8月9日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1088/1475-7516/2004/10/015

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    • Bulk inflaton shadows of vacuum gravity

      Tsutomu Kobayashi, Takahiro Tanaka

      Phys.Rev. D69 (2004) 06403769 ( 6 )   2003年11月21日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMERICAN PHYSICAL SOC  

      We introduce a $(5+m)$-dimensional vacuum description of five-dimensional bulk inflaton models with exponential potentials that makes analysis of cosmological perturbations simple and transparent. We show that various solutions, including the power-law inflation model recently discovered by Koyama and Takahashi, are generated from known $(5+m)$-dimensional vacuum solutions of pure gravity. We derive master equations for all types of perturbations, and each of them becomes a second order differential equation for one master variable supplemented by simple boundary conditions on the brane. One exception is the case for massive modes of scalar perturbations. In this case, there are two independent degrees of freedom, and in general it is difficult to disentangle them into two separate sectors.

      DOI: 10.1103/PhysRevD.69.064037

      CiNii Article

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    • Primordial gravitational waves in inflationary braneworld

      Tsutomu Kobayashi, Hideaki Kudoh, Takahiro Tanaka

      Phys.Rev. D68 (2003) 04402568 ( 4 )   2003年5月2日

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.68.044025

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    • Primordial gravitational waves in an inflationary braneworld 査読有り

      Tsutomu Kobayashi, Hideaki Kudoh, Takahiro Tanaka

      Physical Review D68 ( 4 )   2003年

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      記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

      DOI: 10.1103/PhysRevD.68.044025

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    書籍等出版物

    • 相対性理論

      小林 努

      日本評論社  2017年  ( ISBN:9784535806405

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      記述言語:日本語

      CiNii Books

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    共同研究・競争的資金等の研究

    • 極限宇宙の物理法則を創る-量子情報で拓く時空と物質の新しいパラダイム

      日本学術振興会  科学研究費助成事業 

      高柳 匡, 白水 徹也, 石橋 明浩, 中田 芳史, 奥西 巧一, 遊佐 剛, 小林 努, 手塚 真樹, 飯塚 則裕, 堀田 知佐, 森前 智行, 堀田 昌寛, 中島 秀太, 泉 圭介, 西岡 辰磨, 上田 宏

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      2021年9月 - 2026年3月

      課題番号:21H05182

      配分額:136760000円 ( 直接経費:105200000円 、 間接経費:31560000円 )

      量子情報をキーワードとして「極限宇宙の3問題」の解明を目的とする本領域が2021年9月に発足して以来、本総括班は、この研究プロジェクトを発展させるために、「領域運営」「分野融合」「若手育成」「国際活動」「広報」の各活動を開始し、以下に挙げるような実績を挙げてきた。まず、領域の運営方針を打ち合わせる「総括班会議」を総括班メンバー15名がオンライン会議を行う形式で9月以降毎月開催してきた。領域内の異分野融合を促進する目的で、複数の計画研究が主催し、その研究成果を報告・討論する「循環ミーティング」をオンライン会議の形で毎月開催し、毎回50名以上の出席者を得ている。特に、11月には、これを拡大して、本領域のキックオフミーティングとして、9つの計画研究が全て講演する形で2日間行った。また、国際的な視点から異分野融合の話題に触れる機会を領域メンバーやより広く領域外の研究者が得られるように、「領域オンラインコロキウム」を立ち上げ、毎月、国内外より著名な研究者をコロキウム講演に招へいしてきた。講演後もオンラインお茶会を開催し、講演者と若手研究者が交流し合う機会を提供した。さらに、米国のIt from Qubitサイモンズ共同研究と共催する形で、「領域国際会議」を12月に3日間オンラインで開催し、国際交流を促進した。また、2022年の3月には、領域メンバー全員が参加し、今年度の成果報告と来年度以降の研究計画の討論を行う「領域会議」を2日間、京都大学基礎物理学研究所にて対面とオンラインを併用して開催した。その直前には、若手育成を目的に「領域スクール」を開催し、量子情報、場の量子論、一般相対論の実践的な知識を異分野の若手が習得する良い機会となり、300名超の参加者を得た。また本総括班は、広報活動として、領域ホームページの作成・発信、領域ツイッターの作成・発信、ニュースレター発行を行った。

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    • 量子情報を用いた量子宇宙の数理とその応用

      日本学術振興会  科学研究費助成事業 

      白水 徹也, 吉野 裕高, 小林 努, 棚橋 典大, 野澤 真人, 泉 圭介

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      2021年9月 - 2026年3月

      課題番号:21H05189

      配分額:73840000円 ( 直接経費:56800000円 、 間接経費:17040000円 )

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    • 拡がる修正重力理論の地平とその妥当性の多角的検討

      日本学術振興会  科学研究費助成事業 

      小林 努

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      2020年4月 - 2025年3月

      課題番号:20K03936

      配分額:4550000円 ( 直接経費:3500000円 、 間接経費:1050000円 )

      SU(2)ゲージ場あるいは互いに直交するベクトル場の3つ組が存在する場合の、一様・等方・正曲率の宇宙のダイナミクスを研究した。SU(2)の場合、ゲージ場の配置については以前から知られているアンザッツを用いるが、ノンアーベリアン対称性の場合はより非自明であり、新しいアンザッツを開発した。特に、アキシオン-SU(2)インフレーションとU(1)×U(1)×U(1)対称性を持つベクトル場によるインフレーションを考え、そのダイナミクスを詳細に数値的に解析した。ベクトル場を通して空間曲率の新しい効果が現れ、従来にないインフレーション以前のダイナミクスを引き起こすことが判明した。その結果、ベクトル場を持つ閉じた宇宙は、インフレトン場のみで満たされた宇宙よりも、崩壊に対してわずかに安定であることがわかった。
      スカラーの自由度を非動的とし、2つのテンソル自由度、すなわち一般相対性理論と同じ数の動的自由度を持つ空間共変修正重力を考察した。このような修正重力理論のうち、3つの時間関数で特徴づけられるクラスに着目し、2つのテンソル自由度を持つ修正重力が、観測的あるいは現象論的に一般相対性理論とどのように区別できるかを議論した。この理論が、弱い重力場と重力波の伝搬速度について、一般相対性理論と同じ予測を与えることを確認した。また、漸近的に平坦なブラックホール解に修正がないことを確認した。理論における時間依存関数の選択の自由度が大きいため、一様等方な宇宙論的ダイナミクスをΛCDMモデルに近づけるか、あるいは同一にすることができることがわかった。長波長および短波長の極限における宇宙論的摂動の振る舞いを調べ、いずれの極限においても、修正重力の効果は背景進化の修正を通じてのみ現れることを示した。

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    • 重力による余剰次元の自発的コンパクト化とその宇宙論的帰結

      日本学術振興会  科学研究費助成事業 

      小林 努, WEI HAN

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      2021年4月 - 2023年3月

      課題番号:21F21019

      配分額:2300000円 ( 直接経費:2300000円 )

      余剰次元模型におけるモジュライと結合する物質を念頭に置き、スカラー場と物質がディスフォーマル結合した理論における星の解の性質を調べた。スカラー場はシフト対称であると仮定し、計量のコンフォーマル因子とディスフォーマル因子はスカラー場の運動項のみに依存するものとした。スカラー場が時間に線形に依存すると仮定して、一般的なシフト対称スカラーテンソル理論と、動径方向の圧力と熱流束の異方性を許容する物質エネルギー運動量テンソルの一般形式を考察した。これは、重力場方程式とエネルギー運動量テンソルがディスフォーマル変換の下でどのように変形するかを考慮すると、自然な出発点である。微分に依存するコンフォーマル因子とディスフォーマル因子の存在下で静水圧平衡方程式の構造を調べることにより、エネルギー密度と接線方向圧力が星の表面で消滅しなければならないことを示した。この事実を用いて、これまで微妙で不明であった星表面のディスフォーマル不変性を証明した。次に、物質とディスフォーマル結合したシフト対称なk-essenceに注目し、星の内外の計量関数とスカラー場のプロファイルをより詳細に研究した。その結果、スカラー場の速度に依存して解のブランチが2つ存在することがわかった。また、外側の時空の計量関数についても議論した。
      SU(2)ゲージ場あるいは互いに直交するベクトル場の3つ組が存在する場合の、一様・等方・正曲率の宇宙のダイナミクスも研究した。

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    • 重力波観測と整合的な重力理論の探求

      日本学術振興会  科学研究費助成事業 

      小林 努

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      2020年4月 - 2022年3月

      課題番号:20H04745

      配分額:2600000円 ( 直接経費:2000000円 、 間接経費:600000円 )

      スカラーの自由度を非動的とし、2つのテンソル自由度、すなわち一般相対性理論と同じ数の動的自由度を持つ空間共変修正重力を考察した。このような修正重力理論のうち、3つの時間関数で特徴づけられるクラスに着目し、2つのテンソル自由度を持つ修正重力が、観測的あるいは現象論的に一般相対性理論とどのように区別できるかを議論した。この理論が、弱い重力場と重力波の伝搬速度について、一般相対性理論と同じ予測を与えることを確認した。また、漸近的に平坦なブラックホール解に修正がないことを確認した。理論における時間依存関数の選択の自由度が大きいため、一様等方な宇宙論的ダイナミクスをΛCDMモデルに近づけるか、あるいは同一にすることができることがわかった。長波長および短波長の極限における宇宙論的摂動の振る舞いを調べ、いずれの極限においても、修正重力の効果は背景進化の修正を通じてのみ現れることを示した。最後に、物質セクターでガリレオンの場が存在する場合、スカラーの自由度が復活し、理論の本質的な特徴を台無しにしてしまうことを指摘した。
      SU(2)ゲージ場あるいは互いに直交するベクトル場の3つ組が存在する場合の、一様・等方・正曲率の宇宙のダイナミクスを研究した。SU(2)の場合、ゲージ場の配置については以前から知られているアンザッツを用いるが、ノンアーベリアン対称性の場合はより非自明であり、新しいアンザッツを開発した。特に、アキシオン-SU(2)インフレーションとU(1)×U(1)×U(1)対称性を持つベクトル場によるインフレーションを考え、そのダイナミクスを詳細に数値的に解析した。

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    • 初期特異点のない宇宙創生シナリオの研究

      日本学術振興会  科学研究費補助金 新学術領域 

      小林 努

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      2018年4月 - 2020年3月

      課題番号:18H04355

      担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

      インフレーションの代替シナリオの実現可能性ならびに観測的検証可能性を検討した。一般的な重力スカラー結合系でバウンス宇宙モデルを構築し、その背景上で密度揺らぎと重力波のふるまいを調べた。特にそれらの3点相関関数(非ガウス性)に着目した。その結果、まず、既存の研究で主張されていた禁止定理、すなわち、観測と整合的なバウンスシナリオの構築は不可能であるとする主張は、出発点となる理論を一般化することで回避可能であることを示した。また、そのようにして実現されたバウンスシナリオは、揺らぎの非ガウス性を見ることで通常のインフレーションシナリオと区別することが原理的には可能であることを示した。
      インフレーション宇宙論それ自体の研究もおこなった。既存の研究で主張されていた、スローロールインフレーションの枠組では必ず原始重力波のスペクトルが右に傾く、という言説は、インフレーションと代替シナリオとを区別する重要な指標になり得る。この点を再検討するため、既存の研究の仮定を洗い直した。その結果、既存の研究の不備が見つかった。見落とされていた項をスローロール近似に取り入れ、これまでの多様なスローロールモデルを包含する一般的なモデルを構築した。それにもとづいて原始重力波のスペクトルを再評価したところ、スペクトルが左に傾く興味深いモデルが存在することが明らかになった。
      以上の研究を通じて、インフレーションとその代替シナリオについての新たな知見が得られたことになる。

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    • 一般的なスカラー・テンソル理論にもとづく宇宙論・宇宙物理学の探究

      日本学術振興会  科学研究費補助金 若手研究(B) 

      小林 努

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      2016年4月 - 2020年3月

      課題番号:16K17707

      担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

      一般的なスカラー・テンソル理論にもとづく宇宙論・宇宙物理学の諸側面について、多様な研究を展開した。特に、最新の重力波観測と整合的な修正重力理論に対し、宇宙論・宇宙物理学的な観点から制限を与えるための研究として、そのような理論における遮蔽機構を解析的に調べた。また、密度揺らぎの進化、相対論的天体の構造についての数値的解析もおこない、そのような修正重力理論の観測的・実験的検証可能性について議論した。

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    • 初期特異点のない新しい宇宙モデルとその観測的検証

      日本学術振興会  科学研究費補助金 新学術領域 

      小林 努

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      2016年4月 - 2018年3月

      課題番号:16H01102

      担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

      初期特異点のない宇宙モデルのひとつの可能性として、mimetic重力理論にもとづくものが提唱された。mimetic重力理論とは、ある種の高階微分理論に対し非可逆な場の再定義をおこなうことで生成されるような新しい重力理論である。先行研究では、具体的な特定の理論にもとづいて実際に特異点のない宇宙論解、さらには特異点のないブラックホール解が構築されていた。
      本年度は、この種の理論の拡張とその妥当性の検討をおこなった。
      既存のmimetic重力理論をすべて包含するような大きなフレームワークを考案し、拡張mimetic重力と名付けた。ある一般的な「種理論」に対し非可逆な場の再定義をおこなうことで生成されるクラスの総称である。拡張mimetic重力のハミルトニアン解析をおこない、それが計量2自由度、スカラー1自由度からなる3自由度理論であることを示した。すなわち、拡張mimetic重力が近年提唱されている縮退高階スカラー・テンソル理論のうちの未知のクラスとなっていることを示した。続いて、拡張mimetic重力における一様等方宇宙の安定性解析をおこなった。そして、スカラー型摂動とテンソル型摂動のどちらか一方に必ず勾配不安定性が現れることを指摘した。これは、ホルンデスキ理論とディスフォーマル変換でつながっていないクラスの理論における宇宙論解がすべて不安定であるということの状況証拠になっている。
      また、mimetic型の重力理論における宇宙論的摂動論の有効理論を構築し、上述のフレームワークからどのように外れれば安定な宇宙論解が可能かを議論した。

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    • 「最も一般的なインフレーション模型」による宇宙論の展開

      日本学術振興会  科学研究費補助金 若手研究(B) 

      小林 努

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      2012年4月 - 2016年3月

      課題番号:24740161

      担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

      アインシュタインの一般相対性理論を拡張した重力理論の諸側面を研究した。特に、そのような理論を宇宙論的観測により検証することを目指し、密度揺らぎと重力波の相互相関関数の解析をおこなった。また、そのような理論におけるブラックホールの安定性を判定する一般公式を導出した。そして、広いクラスのブラックホール解が不安定であることを証明した。それに加え、最も一般的な単一場インフレーション模型を複数場の場合に拡張するために、先行研究の提案が誤りであることを示し、一般的な運動方程式まで導出をおこなった。

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    • 拡張重力模型による加速膨張宇宙の研究

      日本学術振興会  科学研究費補助金 研究活動スタート支援 

      小林 努

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      2010年4月 - 2012年3月

      課題番号:22840011

      担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

      宇宙を加速膨張させるダークエネルギーの代替としての拡張重力理論の可能性を探求した。重力の理論を一般相対論から変更することが、宇宙論的観測や太陽系における重力実験と整合的か否かを調べ、模型の峻別に適した観測を提唱した。また、拡張重力理論の枠組みでの初期宇宙のインフレーションについて考察し、既存のすべての模型を包含する最も一般的な模型を構築することに成功した。

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    • 高次元宇宙モデルにおける揺らぎの進化と観測的検証の可能性

      日本学術振興会  特別研究員奨励費 

      小林 努

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      2007年4月 - 2010年3月

      課題番号:07J04199

      担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

      宇宙の加速膨張の起源は未解明の謎であるが、それを余剰次元模型の枠組みで重力の法則を変更することにより説明しようという試みがある(DGP模型)。私は、DGP模型の4次元有効理論に動機づけられた、非線形微分相互作用項を持つようなスカラー・テンソル理論の研究をおこなった。この種の模型はガリレオン模型と呼ばれ、スカラー的な重力の自由度が宇宙を加速膨張させる源になる一方、太陽系などの小スケールでは物質との相互作用が実効的に弱くなるという機構を有しており、実験・観測からの制限を逃れることができるという点で非常に興味深い。私は、密度揺らぎの進化が一般相対論にもとづいた標準的な宇宙模型とガリレオン模型とでは異なる点に着目し、模型の観測的検証につなげることを目的として、ガリレオン模型における宇宙論的摂動論の定式化をおこなった。加速膨張背宇宙を実現させる様々な模型を観測的に区別するために有効なツールのひとつとして、マイクロ波背景放射の積分ザックス・ウォルフェ効果が知られているが、私は、積分ザックス・ウォルフェ効果と銀河分布の相関を実際に計算することで、標準的な宇宙模型では正の相関が見られるのに対しガリレオン模型では負の相関が見られることを示し、そのような観測によりガリレオン模型が検証可能であることを主張した。ここでの摂動論の定式化はかなりの程度一般的になされたため、今後、既存の観測データを利用しながら、模型に具体的な制限をつけていく研究に適用していくことができる。

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    • ブレーン宇宙論における摂動の進化と観測に対する予言

      日本学術振興会  特別研究員奨励費 

      小林 努

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      2005年4月 - 2007年3月

      課題番号:05J01642

      担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

      ブレーンワールドと呼ばれる、弦理論から示唆される高次元宇宙モデルに関する研究をおこなった。特に、摂動のふるまいを中心とした重力の性質に注目し、以下のような成果をあげた。
      5次元の重力がガウス・ボンネ項という高階微分補正項を含む理論で記述される場合のブレーンワールドについて研究をおこなった。ブレーン上の重力場の有効方程式は、形式的には非常に複雑なものになることが知られている。これに対して微分展開法を適用することで方程式を簡略化し、バルクの曲率半径[エネルギースケール]と比べて長距離[低エネルギー]ではアインシュタイン重力が実現されていることを示した。また、このモデルにおける宇宙論的摂動を計算するための定式化をおこない、得られた一般的な摂動方程式について、いくつかの極限的な場合に摂動がどのようにふるまうかを解析した。その結果、(1)低エネルギーにおいて長波長の摂動のふるまいはアインシュタイン重力におけるものと同じである(2)低エネルギーにおいて短波長の摂動のふるまいは4次元のスカラー・テンソル理論で記述される(3)高エネルギーでは、通常の直観とは反対に高次元効果は効かなくなり、摂動は4次元的な方程式で記述されるということが明らかになった。
      磁束によって2次元がコンパクト化されている6次元のブレーンワールドにおいて、弱重力場の研究をおこなった。ブレーンに1次元余分な拡がりを持たせることで任意の物質場をブレーン上に置くことができるというアイデアに着目した。ブレーンに局在した物質を源とする線型摂動を解析し、ブレーン上の重力は形式上スカラー・テンソル理論で記述されるが、長距離ではスカラーモードの寄与は抑えられているために、結果として4次元の通常の重力理論が再現されていることを示した。

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