2021 Fiscal Year Research-status Report
様々な相対論的重力現象解析に基づく重力の本質理解に向けて
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19K03857
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
前田 恵一 早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (70199610)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 一般相対性理論 / 重力波 / 修正重力理論 / ダークエネルギー / 時空特異点 / AdS/CFT対応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重力波の直接観測により新しい天文学として誕生した重力波天文学の重要な課題は、観測可能な重力波源の詳細な解析で、現在発見されている連星系合体以外の重力波源はさらに新たな情報をもたらすと期待される。本研究では、そのような新しい重力波源の1つとして注目されている階層的三体系のダイナミクスおよびその系から放出される重力波について解析を行い、その観測可能性を明らかにした。またその系における相対論的効果の影響についても詳細に考察した。階層的三体系のダイナミクスにおいてはKozai-Lidov機構が重要な役割をする。本研究では、このKozai-Lidov機構が顕著に表れる状況において、重力波の間接観測と直接観測の２つの新しい観測可能性を指摘した。内連星にパルサーを含む場合、Kozai-Lidov機構により内連星の離心率が大きくなると重力波放出が増大し、その結果として重力波放出による近星点移動の累積変化曲線に曲がりが生ずる。近星点移動の累積変化は重力波の間接観測となるが、その曲線に曲がりを発見できれば階層三体系であることの証拠を与える。また直接観測としては、内連星の離心率の振動に伴い、観測される重力波の強度が周期的に変化するため、他の重力波源と識別が可能となる。また強度が周期に変化するため、次に強度が強くなる時に備えることが可能になる利点がある。
一方、修正重力理論に関しては、重力子の２自由度を超える新たな自由度を導入しない最小修正重力理論に注目し、その宇宙論的応用に関して解析を行った。本研究で主に解析したcuscuta-galileon重力理論では、適当なポテンシャルを選ぶと、ビッグバンから現在の加速膨張につながる宇宙進化モデルが構築できる。このモデルに基づくと、近傍超新星観測によるハッブル定数の値と宇宙背景輻射の解析から得られた値の不一致問題を解決する可能性があることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
定年退職後、海外の研究機関に長期滞在することで、研究機関所属の専門家達と共同研究を行う予定であったが、COVID-19のため遂行不可能になった。その結果、自宅をベースに研究遂行することになり、研究交流が難しく研究の進捗は遅れがちになっている。その問題を解決するため、2021年度後半は京都大学基礎物理学研究所の新しい招聘プログラムを利用し京都大学に長期滞在し、基礎物理学研究所の研究者達との積極的な交流をすることで、研究遂行を再加速している。
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| Strategy for Future Research Activity |
COVID-19の影響は2022年度も続いているが、状況は少しずつ改善されているので、国内外の研究者との積極的な共同研究を通して本研究の遂行を再加速し、最終的な成果につなげたい。そのためまずは京都大学基礎物理学研究所の招聘プログラムを利用し5－7月の2ヶ月間研究所に長期滞在する予定である。また年度後半は、可能であれば海外の研究機関(アインシュタイン研究所(独)など）に長期滞在し、最終的な研究成果につなげたい。それが難しい場合も、国内の研究機関の研究者達と積極的な研究交流を通して本研究のまとめにつなげていく予定である。
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| Causes of Carryover |
COVID-19感染症のため、予定していた研究出張(国内を含む)がすべて延期になったのが大きな理由である。次年度は可能であれば海外出張による共同研究を行う予定であるが、難しい場合は国内の研究所への長期出張にあてる。また大学を退職したことで新しく必要となるPC用ソフトを購入をする。
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