原始ブラックホールのスピンの理論的予言

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K03876
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
• 研究機関: 立教大学
• 研究代表者: 原田 知広 立教大学, 理学部, 教授 (60402773)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: ブラックホール / インフレーション宇宙論 / スピン / 重力波 / ビッグバン宇宙論 / 一般相対論 / 重力崩壊

研究成果の概要

研究期間中に我々は原始ブラックホールのスピンの理論的予言に関する3編の論文を査読学術誌に発表した。そのうちの最初の論文では、輻射優勢期に生成される原始ブラックホールに関して、先行論文の誤りを正しつつ、無次元カーパラメーターが0.001程度になることを示した。つづいて、この研究に基づいて、原始ブラックホールが連星になった場合の有効スピンパラメータと質量比とチャープ質量の相関関数などの統計的性質を導出した。3編目の論文では、量子色力学相転移を念頭にこの解析を輻射より柔らかい状態方程式の場合にまで拡張し、原始ブラックホールのスピンが輻射の場合に比べて大きくなることを示した。

自由記述の分野

理論宇宙物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

宇宙はどのように生まれたのかという問いは全人類共通の謎である。この問いに実証的に答えるには、宇宙の過去の姿を伝える化石を調べていくのが正攻法であろう。そこで重力波観測の進展に相まって注目されているのが原始ブラックホールである。原始ブラックホールという化石から宇宙の過去の姿を知る上ではその理論的研究が欠かせない。我々の研究成果は、現在続々と見つかっているブラックホール連星の起源が原始ブラックホールなのかどうかを観測的に決定づける上で基礎的な理論を与えるものである。