重力レンズにおける波動効果を用いたブラックホールの探索

利用引力透镜中的波效应寻找黑洞

• 批准号: 17J10770
• 负责人: 野田 宗佑
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University (2018)Nagoya University (2017)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J10770/
• 关键词: ブラックホール; 重力レンズ; 波動光学

ブラックホール（特に自転するブラックホールでKerrブラックホールとよばれる天体）による波の散乱問題を解くことで、重力レンズ効果における波動効果について議論し、最近観測されたブラックホールシャドウに関連するphoton sphereについて研究することが本研究の目的であった。研究項目はWKB近似を用いた短波長波の散乱の解析（自転が小さい場合、一般の場合）2.数値計算を用いた長波長波の散乱の解析（波面の様子、回折効果）3.波の偏光を考慮した散乱問題の解析　（電磁波や重力波）研究を進めていくとKerrブラックホールの場合には計算が難しく項目１の自転が小さい場合についての計算を半解析的におこなう手法を構築するところまで進んだ。最後の結果まで出すことができれば論文を執筆する予定である。また一般の自転速度の場合には短波長波ではあるが数値的に散乱波を計算することに成功した。散乱波のパワースペクトルを解析しており、photon sphereの効果を調べ論文にしていく。項目２についてはKerrブラックホールで計算する前に球対称なブラックホールと、ブラックホール疑似天体（一見ブラックホールに見えるがブラックホールと異なる天体で幾何光学（光線軌道の解析）では区別がつかない場合もある）による波の散乱を計画書でも述べたルンゲクッタ法により計算した。この結果は2019年5月中には論文として提出する。項目３については2018年4月より移籍した京都大学基礎物理学研究所の受け入れ教員であるワーナーマークスクリスチャン助教と共に研究を進めている。研究成果は国際会議JGRG28で発表した。2019年4月現在、同助教と偏光や曲がった時空上の電磁波に関する研究の論文を準備中である。研究の進捗度合いは60％程度である

ブ ラ ッ ク ホ ー ル (especially に from planning す る ブ ラ ッ ク ホ ー ル で Kerr ブ ラ ッ ク ホ ー ル と よ ば れ objects る) に よ る wave の scattered を solutions く こ と で, gravity レ ン ズ unseen fruit に お け る volatility unseen fruit に つ い て comment し, recently 観 さ れ た ブ ラ ッ ク ホ ー ル シ ャ ド ウ に masato even す る photon sphereに に て て て study する とが とが the purpose of this study であった is であった. Research project: <s:1> WKB Approximation を Analysis of short-wave and long-wave <s:1> dispersion <e:1> using を た (from 転が small さ を case, general <s:1> case) 2. Numerical calculation を using を た long-wave, long-wave, <s:1>, scattered, and <s:1> analysis (wave surface <s:1> pattern, refraction effect) 3. Wave の polarization を consider し た fragmentation の parsing (electromagnetic や gravity wave) research を into め て い く と Kerr ブ ラ ッ ク ホ ー ル の occasions に は computing が difficult し く project 1 の since planning が small さ い occasions に つ い て の calculation of を に お こ な う gimmick を build す る と こ ろ ま で into ん だ. Finally, the <s:1> result まで produced す とがで とがで れば れば the paper を was written by する and approved である. ま た general の since planning speed の occasions に は shortwave long wave で は あ る が the numerical に scattered wave を computing す る こ と に successful し た. Scattered wave の パ ワ ー ス ペ ク ト ル を parsing し て お り, photon sphere の unseen fruit を adjustable べ paper に し て い く. Project 2 に つ い て は Kerr ブ ラ ッ ク ホ ー ル で computing す る に ball before said seaborne な ブ ラ ッ ク ホ ー ル と, ブ ラ ッ ク ホ ー ル suspected object (see a ブ ラ ッ ク ホ ー ル に see え る が ブ ラ ッ ク ホ ー ル と different な る celestial で geometrical optics (light rail の analysis) で は difference が つ か な い occasions も あ る) に よ る wave の scattered を plan で も The べた によ ゲ ッタ ッタ ッタ ッタ ッタ ッタ ッタ ッタ ッタ ッタ method for calculating ゲ た. In May 2019, the に と paper と て て presented する. Project 3 に つ い て は April 2018 よ り move cadastral し た Kyoto university institute of basic physics の by け into れ faculty で あ る ワ ー ナ ー マ ー ク ス ク リ ス チ ャ ン ta と を に research into total め て い る. The research results were presented at the international conference JGRG28で and published at た. From April 2019 to now, I am working with the teaching assistant on と polarized light や and がった. The research paper on <s:1> electromagnetic waves に in space-time is を and I am preparing である. The degree of <s:1> advancement 捗 is equivalent to 60% of the degree of である

项目成果

Optical Berry phase in gravitational lensing by a Kerr black hole

克尔黑洞引力透镜效应中的光学贝里相

• 发表时间: 2018
• 作者: Noda Sousuke;Nambu Yasusada;Takahashi Masaaki;野田宗佑;Sousuke Noda
• 通讯作者: Sousuke Noda

Wave optics in the Kerr spacetime

克尔时空中的波动光学

• 发表时间: 2017
• 作者: 野田宗佑;南部保貞;Sousuke Noda
• 通讯作者: Sousuke Noda

天体現象における流体ブラックホールとエネルギー引き抜き

流体黑洞和天文现象中的能量提取

• 发表时间: 2018
• 作者: Noda Sousuke;Nambu Yasusada;Takahashi Masaaki;野田宗佑;Sousuke Noda;野田宗佑
• 通讯作者: 野田宗佑

Kerrブラックホールによる波の散乱問題とイメージング

波散射问题与克尔黑洞成像

• 发表时间: 2017
• 作者: 野田宗佑;南部保貞
• 通讯作者: 南部保貞

Wave optics in the Kerr black hole

克尔黑洞中的波动光学

• 发表时间: 2017
• 作者: 野田宗佑;南部保貞;Sousuke Noda;Sousuke Noda
• 通讯作者: Sousuke Noda