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2017 年度 実施状況報告書

時空の安定性とダークエネルギーモデル/修正重力理論構築の基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K05344
研究機関名古屋大学

研究代表者

白水 徹也  名古屋大学, 多元数理科学研究科, 教授 (10282716)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード共形スカラー場 / 時空の唯一性 / ブラックホール / 強重力場
研究実績の概要

ダークエネルギーの候補としてしばしばとりあげられるスカラー場、特に共形スカラー場に焦点をあて、そのスカラーヘアを持つブラックホールの唯一性の吟味を正質量定理を用いて行った。その結果、ブラックホールの外側に存在するphoton sphereと呼ばれる面の外側において時空の唯一性を証明することができた。同時に、多重photon sphereが存在しないことも証明できた。従って、共形スカラー場が存在し、photon sphereを持つ静的時空はBBMB解と呼ばれる時空のみであることになる。ブラックホール時空の唯一性の証明において、ブラックホール表面である事象の地平面の存在が重要であったことを考えると、極めて想定外の結果である。また、証明において共形変換後の質量がゼロとなる時空に対して正質量定理を適用する。この正質量定理が適用できた、という点が重要である。ダークエネルギーが存在する系においても、適当な変換を施すことで時空の安定性が保証される可能性がある。一方で、強重力場を特徴付けるために前年度導入したloosely trapped surface(LTS)と閉じた光の軌道との関係を探るため、transversely trapping surface(TTS)を提案し、LTSとTTSとの関係を議論した。これらの研究は理論に直接依存しないため、ダークエネルギーや修正重力理論に対しても成り立つ結果である。

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

重力波の検出以降、強重力場の研究が重要となっている。そこで本テーマと関係あるが、当初予定していた通り、応用面に焦点を当てることにした。

今後の研究の推進方策

当面重力波に関連する強重力場の幾何学的性質の解明に焦点を当てる。本題へのヒントも研究遂行下も必ず存在するはずであり、臨機応変に対応する。

次年度使用額が生じた理由

ノートパソコン購入予定のため。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] On uniqueness of static spacetimes with non-trivial conformal scalar field2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Tomikawa, T.Shiromizu and K.Izumi
    • 雑誌名

      Class. Quant.Grav

      巻: 34 ページ: 155004

    • DOI

      10.1088/1361-6382/aa7906

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extension of photon surfaces and their area: Static and stationary spacetimes2017

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshino, K.Izumi, T.Shiromizu and Y.Tomikawa
    • 雑誌名

      PTEP

      巻: 2017 ページ: 063E01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx072

    • 査読あり
  • [学会発表] Loosely trapped surface2017

    • 著者名/発表者名
      白水徹也
    • 学会等名
      Gravitational Dynamics and Black Holes
    • 国際学会
  • [学会発表] ブラックホール, 山なし谷なし2017

    • 著者名/発表者名
      白水徹也
    • 学会等名
      生物から宇宙までの非平衡現象

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公開日: 2018-12-17  

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