宇宙の创成直后に、非常に高い真空のエネルギーにより宇宙が急激な加速膨张していた时期（インフレーション）を経てビッグバンが起こったと考えられています。この理论は、宇宙の観测を通じて原始宇宙の密度の浓淡（原始密度揺らぎ）を调べる研究によって検証されてきました。しかし、具体的に何が急激な加速膨张を引き起こした駆动源だったのかその全体像はまだ分かっていません。加速膨张宇宙を説明する多くの理论（インフレーション模型）が提案されており、各模型の理论的な予言と最新の観测を比较することによってどの模型が正しいか検証することができます。
インフレーション期间中には原始密度揺らぎと同様に量子効果を通じて原始重力波と呼ばれる时空のさざ波が作られます。原始重力波にはインフレーションを引き起こした真空のエネルギーの大きさなどその模型に関する重要な情报が刻まれていると考えられています。しかし原始重力波を模型ごとに见积もる理论计算は一般にとても复雑で、インフレーション模型を特定する障壁となっていました。特に非线形効果と呼ばれる微小な効果が异なる模型を区别する上で重要となりますが、原始重力波の非线形効果を计算するには多くの场合コンピュータを使った计算が必要なため、原始重力波の理论研究は一部の简単な模型に限定されていました。
原始重力波に比べ理论研究が进んでいる原始密度揺らぎについては、非一様な宇宙の空间分布をモザイクアートのように粗视化して捉え直す分割宇宙アプローチという简単な计算方法が1990年代に确立され、幅広く用いられています。この方法では、时间と空间に依存した宇宙の进化を时间だけに依存した発展方程式を使って记述することで、计算が飞跃的に简単になります。一方で重力波については分割宇宙アプローチを用いた计算手法がわかっていませんでした。今回の研究では、密度揺らぎの简単な计算方法の确立以降四半世纪以上に渡って闭ざされていた扉を开け、分割宇宙アプローチを使った原始重力波の计算手法を初めて确立し、复雑な数値计算によらずに幅広いインフレーション模型を调べることを可能にしました。分割宇宙アプローチは宇宙の进化を直観的に理解する际にも役立つため、原始重力波の时间进化の过程についての理解を深化できると期待されます。
原始重力波は宇宙背景放射と呼ばれる宇宙のあらゆる方向から飞来する光の偏光を调べることで検出でき、その重要性から多くの観测计画が提案されています。今回开発された分割宇宙アプローチを使うことで、これまで解析が难しかった模型も含めて多様な宇宙模型で予言される原始重力波を计算できるようになるため、重力波検出を通じた创成直后の宇宙の全体像を明らかにし、ひいては加速器実験では検証できない超高エネルギーの世界の物理法则の解明に繋がると期待されます。
◆详细（プレスリリース本文）はこちら
◆详细（英文プレスリリース本文）はこちら
題目：Statistical anisotropy of primordial gravitational waves from generalized ??? formalism
着者：田中贵浩、浦川优子
掲載雑誌： Physical Review Letters
