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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Theoretical study of the mass and angular momentum distribution of primordial black holes

Research Project

Project/Area Number 19H01895
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

柳 哲文  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (60467404)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大川 博督  早稲田大学, 高等研究所, 講師(任期付) (40633285)
原田 知広  立教大学, 理学部, 教授 (60402773)
佐々木 節  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任教授 (70162386)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords原始ブラックホール
Outline of Annual Research Achievements

原始ブラックホール量のピーク理論に基づいたより正確な見積もり方法に対して,初期揺らぎの局所的非ガウス性を取り入れた計算方法を提案した.初期揺らぎの非ガウス性はインフレーションモデルを特徴づける上で重要視されており,原始ブラックホール量という観測量と結び付けた点で大きな意義を持つ.
これまでの原始ブラックホール量を見積もる手法は,初期揺らぎがブロードな場合には用いることができなかったが,ブロードな初期パワースペクトルに対して,小スケールの揺らぎを均すために必要となる窓関数の導入方法の開発に成功した.これによって任意の初期パワースペクトルに対して,ピーク理論を用いた,より正確な原始ブラックホール量の見積もりが可能となった.
世界で初めて,輻射流体での非球対称原始ブラックホール形成シミュレーションを行い,原始ブラックホール形成における扁平率の影響を調べた.結果として輻射流体を仮定した現実的な状況で扁平率が大きく影響することはないことがわかった.この研究では,非球対称原始ブラックホール形成における初期条件の与え方や計算手法の改良などが行われ,多くな技術的な発展が得られた.これらは今後回転する原始ブラックホール形成シュミレーションを行い,角運動量の見積もりにつなげる上で重要な基礎を与える,重要な研究成果である.
宇宙論的摂動に基づいた近似的な角運動量の見積もりについての研究も行い,学術論文として成果を発表した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当人の事情により研究員の雇用が遅れたことと,原始ブラックホール形成シミュレーションにおいて,中心付近で当初の予測よりも高い解像度が必要となることが判明し,数値計算コードの開発において遅れが生じている.

Strategy for Future Research Activity

数値計算を得意とする研究員を新たに雇用することで数値計算コードの開発を加速させ,回転する原始ブラックホール形成シミュレーションをできる限り早期に実現する.

  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] KASI(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      KASI
  • [Journal Article] Resolving a spacetime singularity with field transformations2020

    • Author(s)
      Naruko Atsushi、Yoo Chul-Moon、Sasaki Misao
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2020 Pages: 041E01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa028

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sonic point and photon surface2020

    • Author(s)
      Tsuchiya Masataka、Yoo Chul-Moon、Koga Yasutaka、Harada Tomohiro
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 102 Pages: 044057

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.102.044057

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Abundance of primordial black holes with local non-Gaussianity in peak theory2019

    • Author(s)
      Yoo Chul-Moon、Gong Jinn-Ouk、Yokoyama Shuichiro
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 2019 Pages: 033~033

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2019/09/033

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Effects of asphericity on PBH formation2020

    • Author(s)
      柳哲文
    • Organizer
      KIAS and NRF-JSPS Workshop on Particle, String and Cosmology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] On estimation of PBH abundance2019

    • Author(s)
      柳哲文
    • Organizer
      Future Perspective in Cosmology and Gravity
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On estimation of PBH abundance2019

    • Author(s)
      柳哲文
    • Organizer
      The third NRF-JSPS workshop in particle physics, cosmology, and gravitation
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Effects of asphericity on PBH formation2019

    • Author(s)
      柳哲文
    • Organizer
      The 28th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Abundance of primordial black holes with local non-Gaussianity in peak theory2019

    • Author(s)
      柳哲文
    • Organizer
      Focus Week on Primordial Black Holes
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Turn-around time for the single mode lattice universe with pressureless matter2019

    • Author(s)
      柳哲文
    • Organizer
      30th Texas Symposium on Relativistic Astrophysics
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-12-27  

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