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重力レンズで探るブラックホール時空構造とダークマターの正体

利用引力透镜探索黑洞的时空结构和暗物质的真实本质

基本信息

批准号：
03J52631
负责人：
高橋労太
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

今世紀前半には電波及びX線干渉計望遠鏡により、銀河中心の超巨大ブラックホールの直接撮像が期待されている。ブラックホールの近傍では、ブラックホールのスピンの効果が無視できない。現在までに提案されているスピンの測定方法には全く自明でない複数の仮定が用いられているために、方法自体にコンセンサスが得られている状況ではない。そのような状況を踏まえ、今回の研究においてはまず、将来の干渉計によるブラックホールの直接観測からブラックホールのスピンを測定することができるか否か、測定できる場合には過去に提案された方法と比較してどのような利点があるのかを研究した。結果は、一般相対性理論とstationaryなブラックホールという仮定だけを用いた上で、ブラックホールの質量・スピン・傾き角のいずれもが縮退なしにブラックホールの影の輪郭から求められることがわかった。光学的に薄い状況であれば、ブラックホールの周囲に軸対称な降着円盤が存在する場合でも結果は同じである。縮退が解ける理由は、ブラックホールの影の位置・形状の非軸対称性はブラックホールのスピンのみがつくるからである。次に、これらの研究を拡張することにより、ブラックホールの影の位置・形状からブラックホールの電荷を他の物理量との縮退なしに測定できるか、電荷的に中性である場合にはそのことを判断することができるかを研究した。まず、電荷とスピンを持つブラックホールについて、無限遠の観測者から見た場合のブラックホールの影の輪郭を記述する解析解を導出した。この解析解では、ブラックホールの電荷・スピン・傾き角の間に縮退は存在しないので、特殊な場合を除き、原理的にこれらのパラメータをブラックホールの影から決定することが可能であることがわかった。これらの研究成果は、複数の研究会・学会において公表し、査読付きの雑誌に論文として掲載された。

In the first half of this century, direct imaging of the center of the Milky Way by radio and X-ray telescopes is expected.ブラックホールの近傍では、ブラックホールのスピンの効果が无视できない。Now, the method of determination is completely self-evident, and the method itself is completely self-evident. In this paper, we discuss the current situation, the future research, the direct measurement, the determination of the past proposal, the comparison of the past method, the research of the present situation, the future research. The results show that the general relativity theory and the stationary theory can be used to determine the quality of the products. Optical thin medium condition is not stable, the axis is not stable, and the result is not stable. The reason for the shrinkage is that the position of the shadow. In the second place, the study was conducted on the position and shape of the shadow of the electric charge, the determination of other physical quantities, and the determination of the neutrality of the electric charge. The analytical solution of the problem is derived from the description of the problem in the case of the infinite distance. The analytical solution of this problem is that the charge of the battery is reduced in time. In special cases, the principle of the battery is divided into two parts. The results of this research have been published in a number of research societies.