スペクトル法を用いたアインシュタイン方程式の超高精度数値解法の研究

• 研究課題/領域番号: 18740144
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 立教大学
• 研究代表者: 原田 知広 立教大学, 理学部, 准教授 (60402773)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,930千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: 相対論 / 重力(理論) / 数値相対論 / ブラックホール / 暗黒エネルギー / 重力崩壊 / 時空特異点

研究概要

Einstein方程式を解く数値的手法(数値相対論)を軸として、相対論的重力の非線形効果が重要となるいくつかの現象の解析を行った。特に、減速膨張宇宙および加速膨張宇宙における物質場存在下での動的なブラックホール解の構築とその性質、円筒対称および球対称重力崩壊における時空特異点の形成と自己相似解の役割、球対称ダストの重力崩壊における量子重力的効果という三つの課題について研究成果を出した。

研究成果

• [雑誌論文] Singularities and self-similarity in gravitational collapse (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 雑誌名: a plenary talk given at the Hayashibara Forum at IHES on Singularities, 20-23 Nov 2006, Bures-sur-Yvette, France, to appear in the Advanced Study in Pure Mathematics (掲載決定) ページ: 15-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cosmological wormholes (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideki Maeda, Tomohiro Harada and B. J. Carr
  • 雑誌名: Phys. Rev D79(4),044034 ページ: 10-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Speed Collapse of a Hollow Sphere of Type I Matter (2009)
  • 著者名/発表者名: Zahid Ahmed, Tomohiro Harada, Ken-ichi Nakao and M. Sharif
  • 雑誌名: Class. Quantum Grav 26(3),035007 ページ: 15-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cosmological wormholes (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideki Maeda, Tomohiro Harada, B.J. Carr
  • 雑誌名: Phys. Rev D79
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Speed Collapse of a Hollow Sphere of Type I Matter (2009)
  • 著者名/発表者名: Zahid Ahmed, Tomohiro Harada, Ken-ichi Nakao and M. Sharif
  • 雑誌名: Class. Quantum Gray 26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lemaitre-Tolman-Bondi collapse from the perspective of loop quantum gravity (2009)
  • 著者名/発表者名: Martin Bojowald, Tomohiro Harada and Rakesh Tibrewala
  • 雑誌名: Phys. Rev D78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lemaitre-Tolman-Bondi collapse from the perspective of loop quantum gravity (2008)
  • 著者名/発表者名: Martin Bojowald, Tomohiro Harada and Rakesh Tibrewala
  • 雑誌名: Phys. Rev D78(6),064057 ページ: 30-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymptotically Friedmann self-similar scalar field solutions with potential (2008)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kyo, Tomohiro Harada and Hideki Maeda
  • 雑誌名: Phys. Rev D77(12),124036 ページ: 10-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-similar cosmological solutions with dark energy II : black holes, naked singularities and wormholes (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideki Maeda, Tomohiro Harada and B. J. Carr
  • 雑誌名: Phys. Rev D77(2),024023 ページ: 12-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-similar cosmological solutions with dark energy I : formulation and asymptotic analysis (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada, Hideki Maeda and B. J. Carr
  • 雑誌名: Phys. Rev D77(2),024022 ページ: 13-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymptotically Friedmann self-similar scalar field solutions with potential (2008)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kyo, Tomohiro Harada and Hideki Maeda
  • 雑誌名: Phys. Rev D77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-similar Cosmological Solutions with Dark Energy I : Formalism and Asymptotic Analysis (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 雑誌名: PRESS SECTION OF ICGA8, NARA WOMEN' S UNIVERSITY ページ: 19-20
• [雑誌論文] Black Hole Evaporation in a Friedmann Universe (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 雑誌名: PRESS SECTION OF ICGA8, NARA WOMEN' S UNIVERSITY ページ: 21-22
• [雑誌論文] Black Holes in Scalar Field or Quintessential Cosmology (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 雑誌名: Proceedings of the Eleventh Marcel Grossmann Meeting on General Relativity ページ: 1113-1115
• [雑誌論文] The Japanese space gravitational wave antenna-DECIGO (2008)
  • 著者名/発表者名: Seijo Kawamura, et.al.(135 authors)
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Ser 122
• [雑誌論文] DECIGO pathfinder (2008)
  • 著者名/発表者名: Masaki Ando, et.al.(135 authors)
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Ser 120
• [雑誌論文] Self-similar cosmological solutions with dark energy I: formulation and asymptotic analysis (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada, Hideki Maeda and B.J. Carr
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-similar cosmological solutions with dark energy II: black holes, naked singularities and wormholes (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideki Maeda, Tomohiro Harada and B.J. Carr
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical Collapse of Einstein Cluster (2007)
  • 著者名/発表者名: Ashutosh Mahajan, Tomohiro Harada, Pankaj S. Joshi and Ken-ichi Nakao
  • 雑誌名: Prog. Theor. Phys 118(5) ページ: 865-878
  • NAID: 110006473317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Black Hole Evaporation in an Expanding Universe (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Saida, Tomohiro Harada and Hideki Maeda
  • 雑誌名: Class. Quantum Grav 24(18) ページ: 4711-4732
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analytical solutions for black-hole critical behaviour (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada and Ashutosh Mahajan
  • 雑誌名: Gen. Rel. Grav 39 ページ: 1847-1854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relativistic Gravitational Collapse of Cylindrical Dust (2007)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Nakao, Yasunari Kurita, Yoshiyuki Morisawa and Tomohiro Harada
  • 雑誌名: Prog. Theor. Phys 117(1) ページ: 75-102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analytical solutions for black-hole critical behaviour (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada and Ashutosh Mahajan
  • 雑誌名: Gen. Rel. Grav. 39 ページ: 1847-1854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Black Hole Evaporation in an Expanding Universe (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Saida, Tomohiro Harada and Hideki Maeda
  • 雑誌名: Class. Quantum Grav. 24 ページ: 4711-4732
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical Collapse of Einstein Cluster (2007)
  • 著者名/発表者名: Ashutosh Mahajan, Tomohiro Harada, Pankaj S. Joshi and Ken-ichi Nakao
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 118 ページ: 865-878
  • NAID: 110006473317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Is there a black hole minimum mass? (2006)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 雑誌名: Phys. Rev D74(8),084004 ページ: 4-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-existence of self-similar solutions containing a black hole in a universe with a stiff fluid or scalar field or quintessence (2006)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada, Hideki Maeda and B. J. Carr
  • 雑誌名: Phys. Rev D74(2),024024 ページ: 17-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-existence of self-similar solutions containing a black hole in a universe with a stiff fluid or scalar field or quintessence (2006)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 雑誌名: Physical Review D74(2) ページ: 24024-24024
• [雑誌論文] Is there a black hole minimum mass? (2006)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 雑誌名: Physical Review D74(8) ページ: 84004-84004
• [雑誌論文] Relativistic Gravitational Collapse of Cylindrical Dust (2006)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Nakao
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 117(1) ページ: 75-75
• [学会発表] Einstein-Rosen波と円筒対称時空における自己相似仮説 (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田知広、中尾憲一、B.C.Nolan
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] Gravitational collapse of a dust ball from a perspective of loop quantum gravity : an application (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 学会等名: The 18th Workshop on General Relativity and Gravitation, 17-21 Nov,2008
  • 発表場所: Hiroshima University, Hiroshima, Japan
  • 年月日: 2008-11-20
• [学会発表] ループ量子重力の観点からの球対称ダスト重力崩壊:数値計算 (2008)
  • 著者名/発表者名: 原田知広、M.Bojowald、R.Tibrewala
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] ループ量子重力の観点からの球対称ダスト重力崩壊 : 数値計算 (2008)
  • 著者名/発表者名: 原田知広
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] Self-similar black holes in an accelerated universe (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 学会等名: Spanish Relativity Meeting 2008, 15-19 Sep 2008
  • 発表場所: Hospederia Fonseca Conference Centre, Salamanca, Spain
  • 年月日: 2008-09-15
• [学会発表] Self-similar black holes in an accelerated universe (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 学会等名: Spanish Relativity Meeting 2008
  • 発表場所: スペイン王国サラマンカ市
  • 年月日: 2008-09-15
• [学会発表] 重力崩壊の臨界現象の厳密な臨界解 (2008)
  • 著者名/発表者名: 原田知広、A.Mahajan
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 重力崩壊の臨界現象の厳密な臨界解 (2008)
  • 著者名/発表者名: 原田知広、A.マハジャン
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] Self-similar cosmological solutions with dark energy (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 学会等名: The 17th Workshop on General Relativity and Gravitation, 3-7 Dec, 2007
  • 発表場所: Nagoya University, Nagoya, Japan. (poster and short talk)
  • 年月日: 2007-12-03
• [学会発表] 暗黒エネルギー宇宙における自己相似的ブラックホール (2007)
  • 著者名/発表者名: 原田知広、前田秀基、B.J.カー
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] Self-similar cosmological solutions with dark energy I : formulation and asymptotic analysis (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada, Hideki Maeda and B.J. Carr
  • 学会等名: The 8th International Conference on Gravitation and Astrophysics,29 Aug-1 Sep 2007
  • 発表場所: Nara Women's University, Nara, Japan(poster and short talk,査読有)
  • 年月日: 2007-08-29
• [学会発表] Black Hole Evaporation in a Friedmann Universe (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Saida, Tomohiro Harada and Hideki Maeda
  • 学会等名: The 8th International Conference on Gravitation and Astrophysics, 29 Aug-1 Sep 2007
  • 発表場所: Nara Women's University, Nara, Japan(poster and short talk,査読有)
  • 年月日: 2007-08-29
• [学会発表] Black Hole Evaporation in a Friedmann Universe (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiromi Saida, Tomohiro Harada and Hideki Maeda
  • 学会等名: The 8th International Conference on Gravi tation and Astrophysics
  • 発表場所: Nara Women's University, Nara, Japan
  • 年月日: 2007-08-29
• [学会発表] Self-similar cosmological solutions with dark energy I:formulation and asymptotic analysis (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada, Hideki Maeda and B. J. Carr
  • 学会等名: The 8th International Conference on Gravitation and Astrophysics
  • 発表場所: Nara Women's University, Nara, Japan
  • 年月日: 2007-08-29
• [学会発表] Asymptotically Friedmann Self-Similar Solutions with Dark Energy (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada, Hideki Maeda and B. J. Carr
  • 学会等名: The 18th International Conference on General Relativity and Gravitation, 8-14 July 2007
  • 発表場所: Sydney Conference Centre, Sydney, Australia
  • 年月日: 2007-07-12
• [学会発表] Asymptotically Friedmann Self-Similar Solutions with Dark Energy (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada, Hideki Maeda and B. J. Carr
  • 学会等名: The 18th International Conference on General Relativity and Gravitation
  • 発表場所: Sydney Conference Centre, Sydney, Australia
  • 年月日: 2007-07-12
• [学会発表] 暗黒エネルギー宇宙における自己相似的ブラックホール解の存在可能性について (2007)
  • 著者名/発表者名: 前田秀基、 原田知広、B.J.カー
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2007-03-26
• [学会発表] Non-existence of self-similar black hole in a universe with a scalar field or quintessence (2006)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 学会等名: The 16th Workshop on General Relativity and Gravitation, 27 Nov-1 Dec, 2006
  • 発表場所: Niigata Prefectural Civic Center, Niigata, Japan
  • 年月日: 2006-11-30
• [学会発表] Naked singularities and self-similarity in gravitational collapse (2006)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 学会等名: an invited talk, Workshop "From Geometry To Numerics", 20-24 Nov 2006
  • 発表場所: Institut Henri Poincare, Paris, France
  • 年月日: 2006-11-24
• [学会発表] Singularities and Self-Similarity in Gravitational Collapse (2006)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 学会等名: an invited plenary talk, Hayashibara Forum on Singularities, 20-23 Nov 2006
  • 発表場所: Insitut des Hautes Etudes Scientifiques, Bur-sur-Yvette, France
  • 年月日: 2006-11-21
• [学会発表] ブラックホールに最小質量はあるか? (2006)
  • 著者名/発表者名: 原田知広
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 奈良女子大学
  • 年月日: 2006-09-23
• [学会発表] Black Holes in Scalar Field/Quintessence Cosmology (2006)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Harada
  • 学会等名: The 11th Marcel Grossmann Meeting on recent developments in theoretical and experimental general relativity, gravitation, relativistic field theories, 23-29 Jul 2006
  • 発表場所: Berlin Freie Universitaet, Berlin, Germany
  • 年月日: 2006-07-24
• [備考]
  • URL: http://www2.rikkyo.ac.jp/web/harada/
• [備考]
  • URL: http://www.rikkyo.ne.jp/~harada/