| 초록 |
□ 연구의 목적 및 내용 본 연구에서는 우주론적 섭동이론을 발전시켜 초기 우주의 인플레이션 동안 발생한 밀도섭동의 비선형성을 탐구하고자 한다. 차세대 관측 프로그램으로 우주배경복사와 우주거대구조에서 찾을 수 있는 관측 가능한 물리량들을 예측한다. 그럼으로써 인플레이션과 그 기반이 된 고에너지 물리 이론의 타당성을 연구한다. 본 연구에서는 (1) 비선형 섭동의 일반적인 방법론, (2) 다중 장 인플레이션, (3) 우주거대구조에서의 비선형성을 집중하여 연구한다. □ 연구결과 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. (1) 다중 장 인플레이션을 유효 단일 장 인플레이션으로 근사하는 방법론을 발전시켰다. 고차 미분항의 역할을 규명하였으며, 다중 장 인플레이션 뿐만 아니라 가장 일반적인 경우 원시 섭동의 2차와 3차 상관함수의 관계를 규명하였다. 이로써 현재 우주배경복사에서 연역할 수 있는 2차 상관함수에서 3차 상관함수의 크기가 최대가 됨으로써 관측이 가능한 영역을 제시하였다. (2) 기존 비선형 섭동의 방법론을 확장, 연구하였다. 다중 장 인플레이션의 3차 작용을 계산하여 3차 상관함수까지 단일 장 인플레이션의 결과에 체계적으로 어떠한 변화가 가장 일반적으로 가해지는지 규명하였다. 또한 δN 방법론을 발전시켜 통상적인 접근법에는 주의가 필요함을 논의하였다. (3) 우주거대구조를 상대론적으로 접근하는 방법을 연구하였다. 일반 상대성 이론에서 취할 수 있는 다양한 좌표계에서 비선형 보정항을 포함한 밀도 섭동의 2차 및 3차 상관 함수를 계산하여 좌표계 사이의 변환과 더불어 물리적으로 가장 명확한 의미가 있는 좌표계를 논의하였다. □ 연구결과의 활용계획 본 연구로써 초기 우주의 인플레이션과 원시 섭동의 비선형성을 깊이 있게 이해할 수 있을 것이다. 특히 인플레이션의 우주론적 섭동이론을 연구하여 우주거대구조에 적용, 천체 물리학에 익숙하지 않은 많은 초기 우주 연구자들에게 보다 익숙한 방법론이나 결과를 제시함으로써 정확한 우주거대구조 데이터를 이용할 수 있는 최적기에 맞추어 초기 우주의 연구에 선도적인 역할을 할 수 있을 것이다. 또한 본 연구의 결과는 관측된 비선형성을 효율적으로 기술할 수 있는 새로운 방법을 제시할 수 있으며, 이는 보다 향상되고 최적화된 실제 관측과 그 데이터 분석의 설계에 긍정적인 영향을 끼칠 것이다. ( 출처 : 요약문 4p ) |
