2020 Fiscal Year Annual Research Report
Multiple verification methods of general relativity by gravitational waves from binary black holes
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16K05347
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| Research Institution | Ryukoku University |
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Principal Investigator |
中野 寛之 龍谷大学, 法学部, 准教授 (80649989)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 重力波物理学 / 重力波天文学 / 重力波 / ブラックホール / 一般相対性理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
連星ブラックホールからの重力波を用いた，アインシュタインの一般相対論に対する様々な角度からの厳格な検証法を確立することが，本研究の目的である．具体的には，ブラックホールが一般相対論で予言されるものなのかどうか？強い重力場での一般相対論（アインシュタイン方程式の非線形性）は正しいのか？という問いに答えることができるようにすることである．
連星ブラックホールの合体後，ブラックホールが形成される際に放射されるブラックホール準固有振動で記述されるリングダウン重力波は，最新の第３次重力波観測の感度では，まだうまく捉えられていない．このことから，将来計画を想定し，リングダウン重力波からブラックホールの情報をどの程度の精度で得られるかについて議論し，第５次重力波観測（２０２５年予定）の時期に日本の重力波望遠鏡KAGRAが目指すべき感度について検討を行った．
一方でLIGO/Virgoの第３次重力波観測は，興味深い重力波源からの信号を捉えた．重力波イベント名GW190521である．この重力波源は，地上重力波望遠鏡にとっては大きい質量の連星ブラックホールであり，主にマージャー重力波とリングダウン重力波が観測された．ただ，遠方からの重力波であるために信号対雑音比が小さく，ブラックホール・スペクトロスコピー（様々なブラックホール準固有振動を観測し，スペクトルの無矛盾性を見る）をするためには十分ではなかった．将来計画を意識し，宇宙重力波望遠鏡計画B-DECIGOを考慮した相対論の非線形の検証方法としての「インスパイラル・リングダウン無矛盾テスト」について議論した．
上記以外にも多くの重力波が観測されたことから，その連星系の起源について研究を進めた．
最後に，最終年度であることから，特に，インスパイラル理論重力波波形に関するレビュー論文を作成した．査読が終了し，現在出版待ちの状態である．
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[Journal Article] Prospects for fundamental physics with LISA2020
Author(s)
Barausse Enrico、Berti Emanuele、Hertog Thomas、Hughes Scott A.、Jetzer Philippe、Pani Paolo、Sotiriou Thomas P.、Tamanini Nicola、Witek Helvi、Yagi Kent、Yunes Nicolas、et al.
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Journal Title
General Relativity and Gravitation
Volume: 52
Pages: 81
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The current status of contribution activities in Japan for LISA2020
Author(s)
Izumi Kiwamu、Sago Norichika、Akutsu Tomotada、Ando Masaki、Fujita Ryuichi、Fukunabe Kenji、Kita Naoki、Kobayashi Masato、Komori Kentaro、Michimura Yuta、Musha Mitsuru、Nagano Koji、Nakano Hiroyuki、Okasaka Hiroki、Seto Naoki、Shoda Ayaka、Tagoshi Hideyuki、Takano Satoru、Takeda Hiroki、Tanaka Takahiro、Yamada Kei
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Journal Title
Progress of Theoretical and Experimental Physics
Volume: N.A.
Pages: N.A.
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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