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2017 年度 実績報告書

多体系ダイナミクスと重力波を通じた修正重力理論の理解と検証

研究課題

研究課題/領域番号 15J01732
研究機関京都大学

研究代表者

山田 慧生  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
キーワード重力波 / 三体問題 / ブラックホール摂動 / ポストニュートン近似
研究実績の概要

本年度は,一般相対論及び修正重力理論における多体系ダイナミクスと重力波の理解のために,主に次の研究を行った.
1.Newton 重力における三体問題の特殊解の一として知られる Lagrange の正三角解を一般相対論的な重力場において任意の質量の三天体に対して拡張した平衡解の安定性を議論した.特に,既知の安定性解析は運動平面における摂動にのみ限定されていたことから,これを全ての可能な摂動に対する安定性の議論に拡張し,系が線形安定となる質量比に対する条件を導出した [K. Yamada & T. Tsuchiya, Celest. Mech. Dyn. Astr. 129, 487 (2017)].
2.将来的な宇宙重力波観測機 LISA の観測対象である EMRI から放出される重力波形を作成する試みに関連して,ブラックホール摂動の二次まで考慮する必要がある.これを受けて,定常軸対称な任意の Kerr ブラックホールの地平面近傍における二次摂動を議論し,見かけの発散に対するくりこみ項を導出した.また,微小な座標変換の自由度の振る舞いも議論し,正則な解を求めた.これらの結果は現在執筆準備中である.
3.ダイナミカルなChern-Simons重力理論における回転する星の作る弱い重力場を導出し,その周りを起動運動するジャイロスコープのスピン歳差を議論した.特に,関連する先行研究 [Y. Ali-Haimoud & Y. Chen, Phys. Rev. D 84, 124033 (2011)] とは異なり,重力場の関数系を予め仮定することなく多体系に拡張可能な枠組みで調査した.その結果,先行研究では考慮されていなかった新たな効果を発見した.これらの結果は現在執筆準備中である.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] Montana State University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Montana State University
  • [国際共同研究] University of Southampton(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Southampton
  • [雑誌論文] The linear stability of the post-Newtonian triangular equilibrium in the three-body problem2017

    • 著者名/発表者名
      Yamada Kei、Tsuchiya Takuya
    • 雑誌名

      Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy

      巻: 129 ページ: 487~507

    • DOI

      10.1007/s10569-017-9781-9

    • 査読あり
  • [学会発表] Singular behavior of BH perturbations and gauge dof in the near-horizon limit2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Yamada
    • 学会等名
      YKIS2018a Symposium General Relativity - The Next Generation -
    • 国際学会
  • [学会発表] Singular behavior of BH perturbations and gauge dof in the near-horizon limit2018

    • 著者名/発表者名
      山田 慧生
    • 学会等名
      第二回 若手による重力・宇宙論研究会
  • [学会発表] Near-horizon Expansion of Second-order BH Perturbations2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Yamada
    • 学会等名
      20th Capra Meeting on Radiation Reaction in General Relativity
    • 国際学会
  • [学会発表] Near-horizon expansion of second-order black hole perturbations2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Yamada
    • 学会等名
      Symposium on "New development in astrophysics through multi-messenger observations of gravitational wave sources"
    • 国際学会
  • [学会発表] EMRI における Kerrブラックホールの地平面近傍での計量の二次摂動2017

    • 著者名/発表者名
      山田 慧生
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
  • [学会発表] BH perturbations & gauge dof in the near-horizon limit2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Yamada
    • 学会等名
      The 27th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan (JGRG27)
    • 国際学会
  • [学会発表] Singular behaviors of gauge degrees of freedom on black hole perturbations in the near-horizon limit2017

    • 著者名/発表者名
      山田 慧生
    • 学会等名
      新学術「重力波物理学・天文学:創世記」A班合宿研究会
  • [学会発表] BH perturbations & gauge dof in the near-horizon limit2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Yamada
    • 学会等名
      International Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics (CosPA 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] BH perturbations & gauge dof in the near-horizon limit2017

    • 著者名/発表者名
      山田 慧生
    • 学会等名
      第30回 理論懇シンポジウム

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-06-14  

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