数値的相対論による非軸対称重力崩壊する天体の最終状態に関する研究

利用数值相对论研究天体非轴对称引力塌缩的最终状态

• 批准号: 09740336
• 负责人: 柴田 大
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740336/
• 关键词: 数値的相対論; 重力崩壊; 重力波; ブラックホール

重力崩壊する天体の崩壊過程や最終状態を明らかにすることは、一般相対論における最も重要な理論的問題の1つである。また、5-10年後から開始予定の重力波直接検出計画においても、重力崩壊する天体は有力な重力波源の1つであるので、その崩壊過程に伴って放出される重力波の波形を正確に予言しておくことが求められている。これらの問題を解き明かすには、一般相対論の基礎方程式であるアインシュタイン方程式を解く必要があるが、アインシュタイン方程式は大変複雑な方程式であるので、数値シミュレーションを行う以外解く方法がない。そこで本研究では、アインシュタイン方程式を近似なしに一般的な問題において解くことを目標にシミュレーションコードを開発し、おおよそ完成した。本年度は、開発したコードを用いて主に2体問題に対するシミュレーションを行った。具体的には、2つの球対称天体を用意し、ケプラー速度を与えて合体させる、といったシミュレーションを数例行った。そして最終状態が、ブラックホールになるか、新たな天体が形成されるかを調べたり、また重力波の波形の解析を行った。2体が合体する様子をを完全に一般相対論的にシミュレーションした研究はこれまで世界において例が無く、12月にパリで行われた「19回一般相対論に関するテキサス会議」で発表したときには、同様な研究を行う研究者から注目を集めた。なお、シミュレーションで得られた結果は、論文にまとめて現在投稿中である。

The most important theoretical problem of gravitational collapse is the final state of the collapse process. 5-10 years later, the gravity wave directly detected by the celestial body will be detected. The gravity wave source will be detected by gravity wave directly. The gravity wave waveform will be detected correctly during the collapse process. The basic equation of the general phase theory is solved by the method of solving the complex equation. This paper presents an approximate solution to a general problem. This year, the company launched a series of projects to solve the two-dimensional problem. The specific purpose of the object, the speed of the object, and the number of objects. The final state of gravity wave is analyzed by the waveform analysis of gravity wave. 2. General relativity research The results are well received, and the paper is now being submitted.

项目成果

K.Taniguchi, M.Shibata: "Solving the Darwin problem in the first post-Newtonian approximati of general relativity" Physical Review D. 56. 798-810 (1997)

K.Taniguchi、M.Shibata：“用广义相对论的第一个后牛顿近似解决达尔文问题”《物理评论》D. 56. 798-810 (1997)

M.Shibata,M.Sasaki: "Innermost stable circular orbit around relativistic rotat in sta" Physical Review D. 58. 104011-1-10 (1998)

M.Shibata，M.Sasaki：“sta 中围绕相对论旋转的最内层稳定圆形轨道”物理评论 D. 58. 104011-1-10 (1998)

M.Shibata et al,: "Stability of coalescing binnang stars against gravitational cdlapse" Physical Review D. 58. 023002-1-11 (1998)

M.Shibata 等人：“聚结 binnang 星对抗引力衰退的稳定性”物理评论 D. 58. 023002-1-11 (1998)

T.Nakamura 他: "Pertu bative and numerical approaches to gravitational waves" Prog.Theor.Phys.supple. 128. 1-406 (1998)

T. Nakamura 等人：“引力波的摄动和数值方法”Prog.Theor.Phys.supple 128. 1-406 (1998)

M.Shibata: "Relativistic formalism for computation of irrotational binary star" Physical Review D. 58. 024012-1-5 (1998)

M.Shibata：“无旋双星计算的相对论形式主义”物理评论 D. 58. 024012-1-5 (1998)