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2012 Fiscal Year Annual Research Report

高次元時空における時空特異点形成条件の解明

Research Project

Project/Area Number 22540293
Research InstitutionOsaka Institute of Technology

Principal Investigator

真貝 寿明  大阪工業大学, 情報科学部, 教授 (30267405)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鳥居 隆  大阪工業大学, 工学部, 准教授 (00360199)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2014-03-31
Keywords一般相対性理論 / 重力理論 / ブラックホール / 非線形ダイナミクス
Research Abstract

1998年に,これまでの宇宙描像を大きく変更するブレインモデルが提案されて以降,5次元以上の時空構造の研究は,トーラスのトポロジーを持つブラックホール解が発見されたり,LHC加速器実験による観測の可能性が示唆されるなど,たいへん注目を集めている.本研究では,高次元時空の本格的なダイナミクスを,数値計算を用いて研究し,時空特異点の形成条件やブラックホールの安定性問題に取り組んでいる.また,計算手法の開発も課題としている.
2012年度(H25年度)には,超弦理論を由来にするガウス・ボンネ重力理論(拡張重力理論)におけるダイナミクス研究に着手した. まず,初期特異点がない時空に注目するために,ワームホール時空の安定性をテーマにした. 4次元アインシュタイン時空でのワームホール(エリス解)は不安定であり, エネルギー的なバランスが崩れることによってブラックホールやスロート膨張することが, 2002年にShinkai-Haywardによって報告されている.我々は,まず,一般N次元空間でこの形のワームホール解を導き,次に摂動計算によって, 不安定モードが存在することを明らかにした.そして,光座標を用いた数値コードを用いて時間発展を行い,予想通りに不安定であることを示した. また,この解をガウス・ボンネ重力理論の補正項を入れた発展方程式で時間発展させ,補正項の影響を明らかにした.

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Numerical Investigation of Five-dimensional Gravitational Collapses2012

    • Author(s)
      H. Shinkai, Y. Yamada
    • Journal Title

      Int. J. Mod. Phys. Conf. Ser.

      Volume: 7 Pages: 148-157

    • DOI

      10.1142/S2010194512004217

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Wormhole dynamics in Gauss-Bonnet gravity2013

    • Author(s)
      真貝寿明,鳥居隆
    • Organizer
      日本物理学会,広島大学
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      20130326-20130329
  • [Presentation] Numerical Study of Five-dimensional Gravitational Collapses2012

    • Author(s)
      Y. Yamada and H. Shinkai
    • Organizer
      RESCEU Symposium On General Relativity and Gravitation (JGRG22)
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20121112-20121116
  • [Presentation] Wormhole evolutions in higher-dimensional gravity2012

    • Author(s)
      H. Shinkai and T. Torii
    • Organizer
      RESCEU Symposium On General Relativity and Gravitation (JGRG22)
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20121112-20121116
  • [Presentation] Wormhole Dynamics2012

    • Author(s)
      Hisa-aki Shinkai
    • Organizer
      The workshop on theories and possibilities of observations of wormholes
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      20121027-20121028
    • Invited
  • [Presentation] Numerical Study of Five-dimensional Gravitational Collapses2012

    • Author(s)
      Yuta Yamada & Hisa-aki Shinkai
    • Organizer
      The 13th Marcel Grossmann Meeting
    • Place of Presentation
      Stockholm, Sweden
    • Year and Date
      20120701-20120707
  • [Remarks] 研究成果報告 高次元時空における時空特異点形成条件の解明

    • URL

      http://www.is.oit.ac.jp/~shinkai/research/index.html

URL: 

Published: 2014-07-24  

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