2022 Fiscal Year Annual Research Report
Testing General Relativity in the Strong Gravity of a Massive Black Hole
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19H01900
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| Research Institution | Daido University |
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Principal Investigator |
斉田 浩見 大同大学, 教養部, 教授 (80367648)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 真聡 愛知教育大学, 教育学部, 教授 (30242895)
孝森 洋介 和歌山工業高等専門学校, 総合教育科, 准教授 (30613153)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 一般相対性理論 / 銀河系中心ブラックホール / 重力理論の検証 / すばる望遠鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度の研究進捗は次の通りだった。
(1) 銀河系中心ブラックホール Sgr A* を公転する星から届く光に生じる重力レンズ効果の計算式に不足があることが判明した。具体的には、時空計量を Parametrized-Post-Newton 展開した際に、星から観測者に届く光の測地線方程式に現れる Post-Minkowski 効果の1次まで現在の観測データで測定できる可能性があることに気づいた。この不足を補うため、星から届く光の測地線方程式を解きなおし、Post-Minkowski展開の1次までの解析解を導いた。
(2) 上記(1)の解析解を加えた理論予測をおこない、ひとまずカイ二乗法による、理論予測と観測データの統計的適合度を計算した。その結果、予想に反して、Sgr A*の重力場を記述する時空計量として Schwarzshild 計量（一般相対論の真空ブラックホール時空）ではない可能性が得られた。カイ二乗法では統計的有意性が得られなかったが、仮にこれが事実なら大きな発見の可能性が考えられる。
(3) 理論予測と観測データの統計的適合度の数値計算コード（階層ベイズ推定法）開発のための研究補助員（他大学の大学院生）の協力を得て、コード開発を開始した。まだ完成していない。なお、この研究補助員は、前年度の科研費（繰越）で雇った補助員である。
(4) Sgr A*周辺に暗黒物質が存在する状況に対応する時空計量（アインシュタイン方程式）における、星の運動の特徴（近点移動など）を解析的に調べた。
(5) 次世代望遠鏡（TMT）について、その建設計画の進捗状況について情報収集を行った。また、当該望遠鏡の観測精度でよりSgr A*近傍の観測に近づく場合を想定し、BH近傍の磁場環境に関する研究動向も調査した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
前年度（2021年度）の途中で、同時雇用していた研究員が急遽、民間企業に就職して遅れが生じていた。
そして今年度（2022年度）に、研究員の代わりとして、研究補助員（他大学の大学院生）の協力を得られたが、その研究補助員に本研究の基礎事項を習得してもらうための時間も必要だった。さらに、研究補助員がコロナ感染して、しばらく後遺症もみられたことから、前年度よりも遅れの幅が大きくなった。そこで、遅れている、と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
理論予測と観測データの統計的適合度の計算コード開発に必要な専門知識をもった研究補助員は欠かせない。今後も、研究補助員の助けを借りつつ、数値計算コード開発を進めていく。
なお、Sgr A*周辺の暗黒物質の影響も考慮した時空計量とその特徴の計算と、次世代望遠鏡の活用の検討も、続けていく。
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