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2007 年度 実績報告書

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

研究課題/領域番号 18740144
研究機関立教大学

研究代表者

原田 知広  立教大学, 理学部, 講師 (60402773)

キーワード数値相対論 / ブラックホール / 暗黒エネルギー / 重力崩壊
研究概要

一般相対論の数値解法である数値相対論の主な活躍の場であるところの、ブラックホール形成・重力崩壊・そして膨張宇宙におけるそれらの性質に関する研究を行った。以下では、雑誌発表論文に基づいて研究実績の内容について述べる。
1. 一般相対論的重力の基礎的問題における数値相対論の大きな発見として重力崩壊における臨界規象がある。われわれは臨界現象の解析的理解へ向けて、厳密に扱うことのできる自己重力系を提案した。さらに臨界現象の理解の核となる臨界的な自己相似解の巌密な表式を与えた。
2. 近年の複数の独立な精密観測によって、われわれの宇宙は暗黒エネルギーに満たされており加速膨張膨張していることが明らかになってきた。この状況でブラックホールはどのように振舞うのかを考えることは重要である。われわれはブラックホールが自己相似的に成長する可能性を最も簡単な暗黒エネルギーモデルにおいて数値的に検証した。その結果ブラックホールが自己相似的に成長することを発見した。
3. ブラックホールは量子論的な効果により蒸発する。膨張宇宙におけるブラックホールの蒸発を考えることは、初期宇宙に誕生したと考えられる原始ブラックホールの蒸発率を評価する上で重要になってくる。われわれはブラックホール蒸発によるエネルギー放出率の宇宙膨張に由来する補正を計算・評価し、現在の宇宙ではこの補正が非常ら小さいこと、そして原始ブラックホールが誕生した直後ではこの補正が非常に大きくなりうることを示した。
本研究の成果報告を含む講演を、国際会議および日本物理学会大会で計五回講演を行った。五本の論文を国際的に著名な学術雑誌に投稿し掲載された。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Self-similar cosmological solutions with dark energy I: formulation and asymptotic analysis2008

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Harada, Hideki Maeda and B.J. Carr
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D 77

      ページ: 024022(13)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-similar cosmological solutions with dark energy II: black holes, naked singularities and wormholes2008

    • 著者名/発表者名
      Hideki Maeda, Tomohiro Harada and B.J. Carr
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D 77

      ページ: 024023(12)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical solutions for black-hole critical behaviour2007

    • 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 Universe2007

    • 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 Cluster2007

    • 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

    • 査読あり
  • [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] 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] Black Hole Evaporation in a Friedmann Universe2007

    • 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 analysis2007

    • 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 Energy2007

    • 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
  • [備考]

    • URL

      http://www.rikkyo.ne.jp/~harada/

URL: 

公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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