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2017 年度 実績報告書

初期宇宙物質優勢期における原始ブラックホール形成

研究課題

研究課題/領域番号 26400282
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) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワードブラックホール / 重力崩壊 / 膨張宇宙 / インフレーション宇宙論 / 宇宙論的揺らぎ
研究実績の概要

私は柳哲文助教(名大)・郡和範准教授(KEK)・中尾憲一教授(大阪市大)とともに、物質優勢期の原始ブラックホール形成について、その非等方性の効果と角運動量の効果を考慮して、生成率と生成されたブラックホールのスピン分布の導出をおこなった。具体的には、箍予想が与えるブラックホールの地平線形成条件と2次的に成長する角運動量を評価してKerr限界を適用した。その結果、特に密度ゆらぎが小さい場合には角運動量の効果によって生成が抑制されることおよび生成されるブラックホールは臨界付近まで高速に回転することを示した。
私はBernard J. Carr教授(ロンドン大)・伊形尚久博士(立教大)とともに、Einstein方程式のFLRW解について線形な状態方程式からなる物質場の場合の時空構造の完全分類を行った。特に、ダークエネルギーを記述する大きな負の圧力を持つ場合やエネルギー密度そのものが負の場合に、これまで知られていなかったFLRW解の共形的時空構造を明らかにした。この結果は、一般の状況における原始ブラックホール形成模型構築の際に非常に有用となるものである。
その他、小笠原康太氏(立教大院生)・宮本雲平准教授(秋県大)・伊形博士とともに超ペンローズ過程における超高エネルギー粒子の逃走確率を計算し、中尾教授・Pankaj S. Joshi教授(タタ基礎研究所)らと超高速回転体の安定性に関する考察を行った。國分隆文博士(KEK)・Sanjay Jhingan教授(山梨学院大)とともに、重力崩壊等によって時空の超高曲率が実現した場合の放射現象によって時空がどのように反作用を受けるかという問題に関するEinstein方程式の厳密解となる時空模型を提案した。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Energy emission from high curvature region and its backreation2018

    • 著者名/発表者名
      Kokubu Takafumi, Jhingan Sanjay, Harada Tomohiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complete conformal classification of the Friedmann-Lematre-Robertson-Walker solutions with a linear equation of state2018

    • 著者名/発表者名
      Harada Tomohiro、Carr B J、Igata Takahisa
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 35 ページ: 105011

    • DOI

      10.1088/1361-6382/aab99f

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the stability of a superspinar2018

    • 著者名/発表者名
      Nakao Ken-ichi、Joshi Pankaj S.、Guo Jun-Qi、Kocherlakota Prashant、Tagoshi Hideyuki、Harada Tomohiro、Patil Mandar、Krolak Andrzej
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 780 ページ: 410~413

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.03.014

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spins of primordial black holes formed in the matter-dominated phase of the Universe2017

    • 著者名/発表者名
      Harada Tomohiro、Yoo Chul-Moon、Kohri Kazunori、Nakao Ken-Ichi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 ページ: 083517

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.96.083517

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Escape probability of the super-Penrose process2017

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara Kota、Harada Tomohiro、Miyamoto Umpei、Igata Takahisa
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 ページ: 124019

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.95.124019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3D simulation of spindle gravitational collapse of a collisionless particle system2017

    • 著者名/発表者名
      Yoo Chul-Moon、Harada Tomohiro、Okawa Hirotada
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 34 ページ: 105010

    • DOI

      10.1088/1361-6382/aa6ad5

    • 査読あり
  • [学会発表] Primordial black holes formed in the matter-dominated era2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Harada
    • 学会等名
      International Workshop "Gravity and Cosmology 2018"
    • 国際学会
  • [学会発表] FLRW解の共形構造の完全分類:線形状態方程式の場合2018

    • 著者名/発表者名
      原田知広、Bernard J. Carr、伊形尚久
    • 学会等名
      日本物理学会2018年年次大会
  • [学会発表] 原始ブラックホールについて2018

    • 著者名/発表者名
      原田知広
    • 学会等名
      ブラックホール磁気圏研究会2018
  • [学会発表] Spins of primordial black holes formed in the matter-dominated era2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Harada
    • 学会等名
      International Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics "CosPA 2017"
    • 国際学会
  • [学会発表] Spins of primordial black holes formed in the matter-dominated era2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Harada
    • 学会等名
      The 27th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of primordial black holes from primordial fluctuations2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Harada
    • 学会等名
      Focus Week on Primordial Black Holes
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spins of primordial black holes formed in the matter-dominated phase of the Universe2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Harada
    • 学会等名
      Workshop on "Gravitational Dynamics and Black Holes"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 物質優勢期における原始ブラックホール形成2017

    • 著者名/発表者名
      原田知広、柳哲文 、郡和範、中尾憲一、Sanjay Jhingan
    • 学会等名
      日本物理学会2017年年次大会
  • [学会発表] FLRW解について2017

    • 著者名/発表者名
      原田知広
    • 学会等名
      第19回特異点研究会
  • [学会発表] 原始ブラックホールの形成2017

    • 著者名/発表者名
      原田知広
    • 学会等名
      第30回理論懇シンポジウム
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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