教員・研究室

21世紀以降の宇宙の観測技術の進歩に伴い，宇宙論・相対論の研究は急速な発展をしてきました. 特に，

1. 量子重力理論，弦理論に基づく宇宙初期の進化
2. インフレーションと再加熱の物理
3. 宇宙背景輻射(CMB)と宇宙の大規模構造の起源となる，原始密度揺らぎの進化
4. 宇宙の大規模構造の進化とダークマター
5. 宇宙の後期加速膨張とダークエネルギー
6. 一般相対論の拡張に基づく重力理論
7. ブラックホール・中性子星のような強重力天体と，それらを起源とする重力波

などの宇宙物理学の理論研究が，観測から検証可能な時代に入っています．

　本研究室では， 理論的に有効な宇宙論の模型の構築と， 観測データからの模型への制限の研究を主に行なっています．特に，CMB の温度揺らぎなどの最新の観測データからインフレーションのような宇宙初期の物理現象の検証を行うことや，現在の宇宙の全エネルギーの7割近くを占めるダークエネルギーの起源の理論的な探究と， 超新星やCMBなどの観測からの制限を調べています． 特に，インフレーションとダークエネルギーという宇宙初期と後期の 2 つの加速膨張の起源は未だに解明されておらず， 2015 年に初めて検出された重力波やその他の多様な観測データを用いて，これらの起源に迫ることを目標にしています．

観測技術の進歩により，21世紀に入って宇宙論は精密科学の領域へと発展し、宇宙初期から現在に至るまでの宇宙の進化の詳細が明らかになってきました．一方で，インフレーションやダークエネルギー，ダークマターの起源など，いまだ解明されていない課題も残されており，理論と観測の両面から世界的に活発な研究が進められています．こうした宇宙の謎に挑みたいという意欲ある学生を歓迎します．

Since the beginning of the 21st century, rapid advancements in observational technology have significantly accelerated research in cosmology and general relativity. In particular, remarkable progress has been made in the following areas:

1. The evolution of the early universe based on quantum gravity and string theory
2. The physics of inflation and reheating
3. The evolution of primordial density perturbations responsible for the cosmic microwave background (CMB) and the    large-scale structure of the universe
4. The evolution of large-scale structures and the role of dark matter
5. Late-time cosmic acceleration and dark energy
6. Extended theories of gravity
7. Strong gravity astrophysical objects such as black holes and neutron stars, and gravitational waves

These areas of theoretical astrophysics have now entered an era in which their predictions can be directly tested against observations. In our laboratory, we mainly focus on constructing theoretically consistent cosmological models and constraining them using observational data. In particular, we test early universe physics, such as inflation, using the latest observational data including CMB temperature fluctuations. We also investigate the theoretical origin of dark energy—which accounts for nearly 70% of the total energy density of the current universe—and study the observational constraints from supernovae, the CMB, and other data. By utilizing gravitational waves first detected in 2015, along with a wide range of other observational data, we aim to uncover the nature of two phases of cosmic accelerated expansion—inflation in the early universe and dark energy in the late universe.

With advances in observational technology, cosmology has developed into a precision science in the 21st century, and details of the universe’s evolution—from its earliest stages to the present—have been steadily revealed. At the same time, fundamental questions remain unanswered, such as the origins of inflation, dark energy, and dark matter, and active research is being conducted worldwide from both theoretical and observational perspectives. We welcome motivated students who wish to take on these mysteries of the universe.