Study on models for the production of primordial black holes and gravitational waves in the early universe

• Project/Area Number: 25K07297
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 川崎 雅裕 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (50202031)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2028: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2027: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 原始ブラックホール / 重力波

Outline of Research at the Start

原始ブラックホールを生成するのに必要な小スケールで大きな密度揺らぎを生成するモデルを素粒子理論に基づいて構築し，原始ブラックホールの存在量を評価する。形成機構として，インフレーションに基づくモデルとともにソリトン形成による揺らぎの生成など幅広い形成モデルの可能性を考える。また，原始ブラックホール形成モデルに基づいて，原始ブラックホールの空間相関が連星系形成や等曲率揺らぎに対する影響を明らかにする。空間相関がある場合のブラックホール連星系の形成率を求めるための定式化を行い，連星系の合体イベントの頻度を評価する。さらに，形成モデルに基づいて，密度揺らぎから生成される重力波のスペクトルを評価する。