black hole perturbation and gravitational waves in modified gravity theories
Publicly Offered Research
| Project Area | Gravitational wave physics and astronomy: Genesis |
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| Project/Area Number |
20H04746
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
木村 匡志 立教大学, 理学部, 助教 (00844763)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | ブラックホール / 重力波 / 重力摂動 / 修正重力 / 修正重力理論 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，一般相対性理論を超える理論である修正重力理論におけるブラックホールに着目し，これに対する重力摂動および重力波を考え，一般相対性理論からのズレを検出することを目的とした理論研究を行う．特に，重力波実験を意識し，一般相対性理論が破れていた場合にどのような特徴的な重力波が現れるかを予言すること，逆に観測から理論へ制限をつける際になるべく広い範囲の理論へ制限を付けられるように一般論を構築すること，を目標とする．仮に一般相対性理論の破れが見えたならば，それは重力の量子論的な効果などの未知の物理法則の情報を含むと期待され，今後の物理学の発展に大きく寄与することになる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度の研究成果は次の通りである。
・Schwarzschildブラックホールへ摂動的に物質場の影響を取り入れた場合の質量や角運動量の変化について調べ、修正重力の場合にも適用可能な一般的なフォーマリズムを構成し、応用としてBlandford-Znajek機構のバックリアクションについて議論した[Prog.Theor.Exp.Phys.2021,093E03]。 ・重力波観測から重力理論への制限を付ける際にブラックホールの準固有振動が重要であるが、これについての最近の進展に関するレビューを行った[Universe 2021, 7(12), 476]。 ・極限ブラックホール近傍における波動現象を理解するために、球対称極限ブラックホールまわりのAretakis不安定性について、幾何学的な考察および、不安定性と関連したAretakis定数の性質について議論した[Phys.Rev.D.105.064062,2022]。 ・近年、ブラックホールの影が観測され、このような観点からもブラックホール近傍における重力理論の検証が可能となってきているが、本研究では、ブラックホールの質量が時間変化している場合について、解析的、数値的な両方の観点から議論し、観測量としてのブラックホールの影の時間発展について議論を行った[arXiv:2202.00201]。 ・修正重力理論の一種である縮退高次スカラーテンソル理論(DHOST理論)の球対称摂動を議論した。特に、摂動方程式をどのように解くべきかについて物理的な観点から提案を行い、その時間発展を数値計算の手法で議論することで、摂動的な安定性を示した[arXiv:2204.05054]。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(22 results)
