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2012 年度 実施状況報告書

ワームホールの観測的検証

研究課題

研究課題/領域番号 23654082
研究機関名古屋大学

研究代表者

阿部 文雄  名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 准教授 (80184224)

研究分担者 原田 知広  立教大学, 理学部, 准教授 (60402773)
キーワード一般相対性理論 / 重力レンズ / 宇宙論
研究概要

ワームホールは、離れた時空間を連結するアインシュタイン方程式の解である。しかしながら、その存在は全く不明で、あくまで理論的な研究の対象でしか無かった。重力マイクロレンズ効果を利用した、ワームホールの観測的検証法が提案さたことを受けて、理論・観測で何ができるか検討し、実際にワームホールの検証を行ってその存在量に制限を付けることが本研究の主な目的である。今年度は、これまでの成果を物理学会等で紹介するとともに、10月27、28日に研究会「ワームホール:その理論と観測的検証可能性」を実施した。ここで、ワームホールに興味を持つ研究者が集まり、その研究成果を紹介し合った。主な成果としては、相対論的なアインシュタインリングを使ってエリスワームホールを区別する方法(Tsukamoto, Harada, Yajima, 2012)の導入、重力マイクロレンズ効果による減光は、エリスワームホールに特有のものではなく、特殊な時空構造を持つワームホールでは普遍的に見られることの証明(Kitamura, Nakajima, Asada, 2012)、ガンマ線バーストの重力レンズ効果(pico lensing)を利用したエリスワームホール探索法(Yoo, Harada, Tsukamoto, 2012)の導入などが上げられる。また、将来の位置天文衛星JASMINEでのワームホール探索の可能性やワームホールの安定性に関する研究などもあり、初めてのワームホール研究会として実り多いものであった。研究会と合わせて行った一般向け講演会では、高校生や大学生など120人あまりが参加し、活発な質疑応答が行われた。
その後、さらに研究が進展し、Yooらによってcm程度のエリスワームホールの存在量に制限が付けられ、さらにTakahashiらによって、10-10000pcの巨大エリスワームホールの存在量に制限が付けられた。

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

上記の様に、当初計画にあったワームホールの存在量への制限は、ある意味で達成された。この意味では、予想以上の進展と言える。ワームホールの安定性や、ワームホール時空での重力レンズ効果など関連した研究も大きく進展した。位置天文衛星JASMINEでのワームホール検証の可能性など、新たな可能性も広がった。しかし、当初の目的の一つであったマゼラン雲の重力マイクロレンズ事象の解析の方は、あまり進んでいない。マゼラン雲の解析からは、100km以上のワームホールの存在量への強い制限が期待されており、現在でも重要な課題の一つである。これらの事情を総合して、全体としてはおおむね順調に進展していると評価した。

今後の研究の推進方策

前記の通り、本研究は部分的には予定以上に進展し、目標を達成した部分もある。しかし、これまでに得られた制限は、Yooらによる非常に小さな(1cm程度)ワームホールに対する緩い制限と、Takahashiらによる巨大(> pc)ワームホールに対する制限である。マゼラン雲のマイクロレンズ観測からは数100km程度のワームホールなので、この解析は意味があり、ぜひ実施したい。また、今後さらなる発展を目指しながら、新たな展開をはかることを検討したい。ワームホールの観測的検証、ワームホールの安定性などの研究に加え、ワームホールと同様に宇宙初期に生成したと考えられる原始ブラックホールについても研究を進め、新たな展開をはかる。

次年度の研究費の使用計画

平成25年度は、最終年度にあたりまとめの研究会を行う。予算は、主にこの研究会の旅費にあてる。

  • 研究成果

    (38件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (20件) (うち査読あり 20件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] MOA-2010-BLG-073L: An M-dwarf with a Substellar Companion at the Planet/Brown Dwarf Boundary2013

    • 著者名/発表者名
      Street, R. A., et al.,
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 763 ページ: id.67,1-13

    • DOI

      10.1088/0004-637X/763/1/67

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MOA-2010-BLG-523: "Failed Planet" = RS CVn Star2013

    • 著者名/発表者名
      Gould, A., et al.,
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 763 ページ: id.141,1-11

    • DOI

      10.1088/0004-637X/763/2/141

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Using Orbital Effects to Break the Close/Wide Degeneracy in Binary-lens Microlensing Events2013

    • 著者名/発表者名
      Shin, I.-G., et al.,
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 764 ページ: id.64,1-6

    • DOI

      10.1088/0004-637X/764/1/64

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Signed magnification sums for spherical lenses2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Tsukamoto and Tomohiro Harada
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 87 ページ: id.24024

    • DOI

      10.1103/PhysRevD87.024024

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Renormalization group approach to Einstein-Rosen waves2013

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Harada and Sanjay Jhingan
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 87 ページ: id.64043

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.87.064043

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wave Effect in Gravitational Lensing by the Ellis Wormhole2013

    • 著者名/発表者名
      Chul-Moon Yoo, Tomohiro Harada, Naoki Tsukamoto
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weak cosmic censorship in gravitational collapse with astrophysical parameter values2013

    • 著者名/発表者名
      Umpei Miyamoto, Sanjay Jhingan, Tomohiro Harada
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterizing Lenses and Lensed Stars of High-magnification Single-lens Gravitational Microlensing Events with Lenses Passing over Source Stars2012

    • 著者名/発表者名
      Choi, J.-Y., et al.,
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 751 ページ: id.41,1-14

    • DOI

      10.1088/0004-637X/751/1/41

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Possible Binary System of a Stellar Remnant in the High-magnification Gravitational Microlensing Event OGLE-2007-BLG-5142012

    • 著者名/発表者名
      Miyake, N., et al.,
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 752 ページ: id.82,1-12

    • DOI

      10.1088/0004-637X/752/2/82

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MOA 2010-BLG-477Lb: Constraining the Mass of a Microlensing Planet from Microlensing Parallax, Orbital Motion, and Detection of Blended Light2012

    • 著者名/発表者名
      Bachelet, E., et al.,
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 754 ページ: id.73,1-17

    • DOI

      10.1088/0004-637X/754/1/73

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterizing Low-mass Binaries from Observation of Long-timescale Caustic-crossing Gravitational Microlensing Events2012

    • 著者名/発表者名
      Shin, I.-G., et al.,
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 755 ページ: 1d.91,1-10

    • DOI

      10.1088/0004-637X/755/2/91

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MOA-2011-BLG-293Lb: A Test of Pure Survey Microlensing Planet Detections2012

    • 著者名/発表者名
      Yee, J. C., et al.,
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 755 ページ: id.102,1-14

    • DOI

      10.1088/0004-637X/755/2/102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] OGLE-2008-BLG-510: first automated real-time detection of a weak microlensing anomaly - brown dwarf or stellar binary?2012

    • 著者名/発表者名
      Bozza, V., et al.,
    • 雑誌名

      MNRAS

      巻: 434 ページ: 902-918

    • DOI

      10.1111/j.1365-2966.2012.21233.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Type of Ambiguity in the Planet and Binary Interpretations of Central Perturbations of High-magnification Gravitational Microlensing Events2012

    • 著者名/発表者名
      Choi, J.-Y., et al.,
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 756 ページ: id.48,1-9

    • DOI

      10.1088/0004-637X/756/1/48

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Planetary and Other Short Binary Microlensing Events from the MOA Short-event Analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Bennett, D. P., et al.,
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 757 ページ: id.119,1-17

    • DOI

      10.1088/0004-637X/757/2/119

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A brown dwarf orbiting an M-dwarf: MOA 2009-BLG-411L2012

    • 著者名/発表者名
      Bachelet, E., et al.,
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 547 ページ: id.A55,1-12

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201219765

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microlensing Binaries with Candidate Brown Dwarf Companions2012

    • 著者名/発表者名
      Shin, I.-G., et al.,
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 760 ページ: id.116,1-10

    • DOI

      10.1088/0004-637X/760/2/116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Upper limits of particle emission from high-energy collision and reaction near a maximally rotating Kerr black hole2012

    • 著者名/発表者名
      Harada, Tomohiro, Nemoto, Hiroya, Miyamoto, Umpei
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 86 ページ: id. 024027

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.86.024027

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of a weak electromagnetic field on particle acceleration by a rotating black hole2012

    • 著者名/発表者名
      Igata, Takahisa, Harada, Tomohiro, Kimura, Masashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 85 ページ: id. 104028

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.85.104028

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Can we distinguish between black hole and wormhole by their Einstein ring systems?2012

    • 著者名/発表者名
      Naoki Tsukamoto, Tomohiro Harada, and Koji Yajima
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 86 ページ: id.104062

    • DOI

      10.1103/PhysRevD86104062

    • 査読あり
  • [学会発表] 宇宙分離条件の一般化へ向けて2013

    • 著者名/発表者名
      原田知広、Bernard J. Carr
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      20130326-20130329
  • [学会発表] MOA-IIによるsnow lineの外側における惑星頻度2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木大介、他MOA共同研究
    • 学会等名
      日本天文学会2013年春季年会
    • 発表場所
      埼玉大学
    • 年月日
      20130320-20130323
  • [学会発表] MOA-IIによる系外惑星探査:2012年の結果2013

    • 著者名/発表者名
      住 貴宏、他MOA共同研究
    • 学会等名
      日本天文学会2013年春季年会
    • 発表場所
      埼玉大学
    • 年月日
      20130320-20130323
  • [学会発表] MOA-II望遠鏡を用いた重力マイクロレンズ法による惑星イベントの解析2013

    • 著者名/発表者名
      和田光平、他MOA共同研究
    • 学会等名
      日本天文学会2013年春季年会
    • 発表場所
      埼玉大学
    • 年月日
      20130320-20130323
  • [学会発表] New LMC observation strategy by MOA2013

    • 著者名/発表者名
      Fumio Abe
    • 学会等名
      1st Doha International Astronomy Conference: "Gravitational Microlensing - 101 years from theory to practice"
    • 発表場所
      Qatar National Convention Centre (QNCC)
    • 年月日
      20130210-20130213
  • [学会発表] High-velocity collision of particles around a Kerr black hole and implication2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Harada
    • 学会等名
      Nishinomiya Yukawa Symposium: New Waves in Gravity and Cosmology
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      20121204-20121206
  • [学会発表] High-velocity collision of particles around a Kerr black hole and implication2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Harada
    • 学会等名
      Gravity and Cosmology 2012
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      20121118-20121221
  • [学会発表] Upper limits of particle emission from high-energy collision reaction near a maximally rotating Kerr black hole2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Harada
    • 学会等名
      RESCU SYMPOSIUM ON GENERAL RELATIVITY AND GRAVITATION "JGRG22"
    • 発表場所
      University of Tokyo
    • 年月日
      20121112-20121116
  • [学会発表] Wormhole hunting: methods and problems2012

    • 著者名/発表者名
      Abe, Fumio
    • 学会等名
      研究会「ワームホール:その理論と観測的検証可能性」
    • 発表場所
      立教大学
    • 年月日
      20121027-20121028
    • 招待講演
  • [学会発表] MOA-IIによる系外惑星探査:2012年の経過報告2012

    • 著者名/発表者名
      住 貴宏、他MOA共同研究
    • 学会等名
      日本天文学会2012年秋季年会
    • 発表場所
      大分大学
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] MOA-IIによる惑星の存在確率への制限2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木大介、他MOA共同研究
    • 学会等名
      日本天文学会2012年秋季年会
    • 発表場所
      大分大学
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] 重力マイクロレンズサーベイ観測による惑星イベント候補の発見:MOA-2008-BLG-2882012

    • 著者名/発表者名
      滝野 奨、他MOA共同研究
    • 学会等名
      日本天文学会2012年秋季年会
    • 発表場所
      大分大学
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] 惑星を伴う重力マイクロレンズイベント MOA 2008-BLG-3792012

    • 著者名/発表者名
      鈴木浩太、他MOA共同研究
    • 学会等名
      日本天文学会2012年秋季年会
    • 発表場所
      大分大学
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] ワームホールの観測的検証法とその問題点2012

    • 著者名/発表者名
      阿部文雄
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      20120911-20120914
  • [学会発表] 高回転ブラックホール付近の高エネルギー粒子衝突による粒子放射に対する上限について2012

    • 著者名/発表者名
      原田知広、宗像裕也、宮本雲平
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      20120911-20120914
  • [学会発表] High-velocity collision of two general geodesic particle around a Kerr black hole2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Harada and Masashi Kimura
    • 学会等名
      13th Marcel Grossmann Meeting on recent developments in theoretical and experimental general relativity, gravitation, relativistic field theories
    • 発表場所
      Stockholm University, Sweeden
    • 年月日
      20120701-20120707
  • [学会発表] High-velocity collision of ISCO particle around a Kerr black hole2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Harada and Masashi Kimura
    • 学会等名
      13th Marcel Grossmann Meeting on recent developments in theoretical and experimental general relativity, gravitation, relativistic field theories
    • 発表場所
      Stockholm University, Sweeden
    • 年月日
      20120701-20120707
  • [学会発表] 重力マイクロレンズによる原始ブラックホール探索法2012

    • 著者名/発表者名
      阿部文雄(名古屋大学)
    • 学会等名
      日本天文学会2012年秋季年会
    • 発表場所
      大分大学
    • 年月日
      2012-09-20

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公開日: 2014-07-24  

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