| 研究課題/領域番号 |
15K05092
|
|---|
| 研究機関 | 近畿大学 |
|---|
研究代表者 |
石橋 明浩 近畿大学, 理工学部, 准教授 (10469877)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
|
| キーワード | ブラックホール / 一般相対論 / 重力理論 / 高次元時空 / 超弦理論 / 宇宙論 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本年度は、(1)4次元および高次元の漸近平坦な時空における重力波の非振動的振る舞いと、(2)高次元の回転ブラックホール内部にあるコーシー地平面の量子的不安定性のホログラフィー原理による解析を行った。(1)重力波の非振動モードは波源天体の過去の運動状態に関する情報を含んでいる。例えば重力波干渉計の鏡を自由落下粒子とみなすと、重力波バーストが検出器を通過した後も、干渉計の腕のひずみ、鏡の相対位置のずれが、重力波バーストの到達する以前の配置と比べてずれた状態のままになる現象が起こる。これは「メモリー効果」と呼ばれ、LISAやDECIGOなどの将来の宇宙空間での重力波観測装置で検出できる可能性が指摘される物理現象である。近年このメモリー効果がＢＭＳ対称性と呼ばれる時空の漸近対称性と密接に関係すること、「ソフト重力子」と呼ばれるゼロ・エネルギー極限の重力の量子効果と関係していることが示され、さらに「ブラックホールの情報消失問題」の解明に、このＢＭＳ対称性を用いる方法論が A. Strominger らにより提案された。本研究では、ＢＭＳ対称性が4次元に特有であり高次元時空では一般に存在しない事実に基づき、高次元時空ではメモリー効果が起きないことを証明した。(2)では、AdSバルクとAdS境界面の両方に連結したホライズンがある「ブラック・ドロップレット解」を6次元において微分展開法で解析的に構成した。この解のAdS境界面に実現された５次元回転ブラックホールは、その内部にコーシー地平面を含む。そこでホログラフィー原理を用いることで、境界時空上での強結合スカラー場のエネルギー・運動量テンソルの量子的期待値を計算し、ブラックホール内部のコーシー地平面で発散すること示した。これにより強結合における量子効果によりコーシー地平面が不安定となり宇宙検閲官仮説が保たれることを強く示唆する結果を得た。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
(1)の重力波のメモリー効果の研究により、４次元と高次元における重力波の振る舞いの質的違いを端的に示すことができた。また、重力波メモリーとＢＭＳ漸近対称性の関係を明確にすることができ、ブラックホールの諸問題をＢＭＳ対称性の観点から論じる方法論にある課題を明らかにした。(2)強結合スカラー場の量子効果により強い宇宙検閲官仮説の成立を示唆する結果を、ホログラフィー原理と5次元ブラックホールを用いることで初めて示すことができた。
|
| 今後の研究の推進方策 |
本年度に行った(2)のホログラフィー原理を用いた宇宙検閲官仮説の研究では、コーシー地平面をもつ時空としてcohomogeneity-one と呼ばれる特別に対称性の高い5次元回転ブラックホールが漸近AdS時空境界に実現されるような、特殊なブラック・ドロップレット解を構成し、その量子論的不安定性を検討した。本研究の今後の方向は、4次元時空の宇宙検閲官仮説への示唆を得るために、背景となるコーシー地平面を持つAdS境界面上の時空モデルとして、4次元のブラックホールが実現されるような、高次元バルク解を解析的に構築することである。また、新たな研究の方向性として、Kerr解のモード安定性解析で用いられる積分変換を、高次元ブラックホールなどより広いクラスの回転ブラックホールの安定性解析に応用する方法を開発する。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
研究打ち合わせが、共同研究者とスケジュール調整をした結果、当初予定していた日程よりも研究打ち合わせ期間が短いものとなったため。また本年度の研究進捗具合を鑑みて、当初予定していたパソコンなどの購入を見送ったため。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
研究協力者との打ち合わせを来年度は複数回もつ、または日程を十分長くとることで研究の効率化を図る。また来年度の計画に必要なパソコンおよび関連ソフトを購入する。
|
