高次元時空中における強い重力現象について

• Project/Area Number: 04J10059
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 工藤 秀明 東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 一般相対論 / 高次元時空 / ブラックホール / 重力波 / ブレーンワールド / 宇宙論

Research Abstract

本年度は、初期宇宙モデルとしてのストリング・ガス宇宙モデル、ブラックブレーンがもつ新たな(不)安定性についての研究、5次元の2重に回転するブラックリングおよびその高次元への拡張可能性などについての研究を行った。
ストリング・ガス宇宙モデルにおいては、従来から理論的問題として知られていた初期状態における熱平衡問題についての研究を行った。このストリングガス宇宙モデルは3次元空間を動的に出現させるメカニズムを与えるが、その際、ハゲドロン温度に近い宇宙は熱平衡であると仮定されている。しかしながら、実際のモデルにおいてはこうした条件は実現されておらず、自己矛盾に陥っている。この問題の解決にむけて、私はディラトン場に有効ポテンシャルを導入し、宇宙膨張にどのような影響を与えるか、熱平衡状態が実現されるかどうかなどについての研究を行い、どのような宇宙モデル(有効ポテンシャルの寄与)がストリング・ガス宇宙モデルに対して有利であるかを明らかにした。
ブラックブレーンがもつ新たな安定性についての研究において、私は磁荷を帯びたブラックブレーンの静的な摂動をおこない、非一様なホライズンをもつブラックブレーンの静的な解の系列を構成した。一般に、ブラックブレーンはGubser-Mitra点と呼ばれる臨界電荷までは不安定である事が知られている。しかしながら、構成した解の系列を調べると、磁荷を帯びたブラックブレーンはGubser-Mitra点に達する以前に、非線形な効果によりエントロピー的に安定な状態を持ちうるという予想外の現象が明らかになった。この現象のより深い理解は今後の研究によって明らかにされるだろう。
5次元の2重に回転するブラックリングおよびその高次元への拡張可能性などについての研究については紙幅の都合により割愛する。

Research Products

• [Journal Article] Detecting a stochastic background of gravitational waves in the presence of non-Gaussian noise (2007)
  • Author(s): Yoshiaki Himemoto, Atsushi Taruya, Hideaki Kudoh, Takashi Hiramatsu
  • Journal Title: Phys.Rev D75 Pages: 22003-22003
• [Journal Article] Doubly Spinning Black Rings (2007)
  • Author(s): Hideaki Kudoh
  • Journal Title: Phys.Rev D75 Pages: 64006-64006
• [Journal Article] Thermal Equilibrium of String Gas in Hagedorn Universe (2006)
  • Author(s): Yu-ichi Takamizu, Hideaki Kudoh
  • Journal Title: Phys.Rev D74 Pages: 103511-103511
• [Journal Article] New stable phase of non-uniform charged black strings (2006)
  • Author(s): Umpei Miyamoto, Hideaki Kudoh
  • Journal Title: JHEP 12 Pages: 48-48
• [Journal Article] The Japanese space gravitational wave antenna DECIGO (2006)
  • Author(s): S.Kawamura et al.
  • Journal Title: Class.Quant.Grav. 23
• [Journal Article] Detecting a gravitational-wave background with next-generation space interferometers (2006)
  • Author(s): 工藤秀明, 樽家篤史, 平松尚志, 姫本宣朗
  • Journal Title: Phys.Rev.D 73 Pages: 64006-64006
• [Journal Article] Observation results by the TAMA300 detector on gravitational wave bursts from stellar-core collapses (2005)
  • Author(s): 安東正樹 その他
  • Journal Title: Phys.Rev.D 71 Pages: 82002-82002
• [Journal Article] ON NON-UNIFORM SMEARED BLACK BRANES (2005)
  • Author(s): 工藤秀明, 宮本雲平
  • Journal Title: Class.Quant.Grav 22 Pages: 3853-3853
• [Journal Article] QUADRUPOLE FORMULA FOR KALUZA-KLEIN MODES IN THE BRANEWORLD (2005)
  • Author(s): 木下俊一郎, 工藤秀明, 仙洞田雄一, 佐藤勝彦
  • Journal Title: Class.Quant.Grav. 22 Pages: 3911-3911
• [Journal Article] Gravitational Wave Background from Neutrino-Driven Gamma-Ray Bursts (2005)
  • Author(s): 平松尚志, 固武慶, 工藤秀明, 樽家篤史
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 364 Pages: 1063-1063
• [Journal Article] Probing anisotropies of gravitational-wave backgrounds with a space-based interferometer II (2005)
  • Author(s): 樽家篤史, 工藤秀明
  • Journal Title: Phys.Rev.D 72 Pages: 104015-104015
• [Journal Article] PROPERTIES OF KALUZA-KLEIN BLACK HOLES. (2004)
  • Author(s): Hideaki Kudoh, Toby Wiseman
  • Journal Title: Prog.Theor.Phys 111 Pages: 475-507
• [Journal Article] SIX-DIMENSIONAL LOCALIZED BLACK HOLES : NUMERICAL SOLUTIONS. (2004)
  • Author(s): Hideaki Kudoh
  • Journal Title: Phys.Rev.D 69 Pages: 104019-104019
• [Journal Article] THERMODYNAMICS OF FOUR-DIMENSIONAL BLACK OBJECTS IN THE WARPED COMPACTIFICATION. (2004)
  • Author(s): Hideaki Kudoh, Yasunari Kurita
  • Journal Title: Phys.Rev.D 70 Pages: 84029-84029
• [Journal Article] PROBING ANISOTROPIES OF GRAVITATIONAL-WAVE BACKGROUNDS WITH A SPACE-BASED INTERFEROMETER (2004)
  • Author(s): Hideaki Kudoh, Atsushi Taruya
  • Journal Title: Phys.Rev.D 71 Pages: 24025-24025
• [Journal Article] Dynamics of colliding branes and black brane production
  • Author(s): Yu-ichi Takamizu, Hideaki Kudoh, Kei-ichi Maeda
  • Journal Title: gr-qc-0702138 (Phy.Rev.D Rapid Communications) (印刷中)(Accepted)