Testing General Relativity in the Strong Gravity of a Massive Black Hole

在大质量黑洞的强引力中测试广义相对论

• 批准号: 19H01900
• 负责人: 斉田 浩見
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Daido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H01900/
• 关键词: 一般相対性理論; パラメータ化ポストニュートン形式; 銀河系中心巨大ブラックホール; すばる望遠鏡; 重力理論の探査; 重力理論; ブラックホール; 銀河系中心; 赤外線観測; 銀河系中心ブラックホール; 重力理論の検証; 重力ドップラー効果

2021年度は、(1) 『星S0-2とS24の既存の観測データ』に基づいて『Parametrized-Post-Newton（PPN）形式のパラメータ値』をベイズ推定するプログラムの作成、(2) 欧米グループの観測データの新規追加があった場合への対応、(3) Sgr A*周囲の見えない質量分布の推定、(4) 次期大型望遠鏡の測定精度に対応する光の軌道の数値計算法の確立、(5) 銀河系中心のスケールにおける宇宙定数の推定法の検討、(6) 光の軌道の解析解の導出、(7) 次期大型望遠鏡と電波観測データの活用検討、の7つのうち可能なものを進める計画だった。特に(1)が本科研費の最大の目的だが、そのために2021年度は(4)と(6)をまずは達成することが重要になる。(2)は欧米グループの新規公開データが無かったので保留。(3)は分担者の担当であるが、見えない物質分布を含む時空モデルは構成できた。そして、そのモデルと観測データの間のカイ自乗フィッティング計算プログラム開発の途中である。また、(5)は取り組む時間的余裕がなかった。(4),(6)は完遂した。(6)の解析解は1次の post-Minkowski 摂動までの解析解を構成したが、これは次期大型望遠鏡の測定精度に対応する解析解である。この解析解を利用して(4)の数値計算が可能になった。この進展を踏まえて、(1)のプログラム開発が途中である。(7)は、電波天文グループとも議論の機会を作り、検討中である。なお、(1)のプログラム開発のため、天文データに対するデータサイエンス利用の専門家の協力を得られるようになった。この研究協力による検討を踏まえて、(1)の数値プログラムは『階層ベイズ推定』の手法を採用することとした。現在、階層ベイズ推定によるPPNパラメータ推定の数値プログラムを開発中である。

在2021财年，我们将（1）根据“恒星S0-2和S24的现有观测数据”创建“参数化后牛顿（PPN）格式的参数值”贝叶斯估计程序，（2）欧洲和美国团体 (3) Sgr A* 周围不可见质量分布的估计，(4)建立与下一代大型望远镜测量精度相对应的光轨迹数值计算方法，（5）研究估计星系中心尺度宇宙学常数的方法，（6）推导(7) 该计划是从七个选项中尽可能地进行：考虑使用下一个大型望远镜和射电观测数据。特别是，（1）是科学研究补助金最重要的目的，为此，重要的是在2021财年首先实现（4）和（6）。 (2)因欧美集团没有新公布的数据而被搁置。尽管（3）是合著者的责任，但我们能够构建一个包含不可见材料分布的时空模型。我们目前正在开发一个计算程序，用于模型和观测数据之间的卡方拟合。另外，我没有足够的时间来解决（5）。完成(4)和(6)。 (6)中的解析解构成了达到一阶后闵可夫斯基摄动的解析解，并且这是对应于下一代大型望远镜的测量精度的解析解。利用该解析解，可以进行(4)的数值计算。基于这一进展，(1) 的程序开发目前正在进行中。在创造了与射电天文学小组讨论的机会后，目前正在考虑（7）。此外，对于（1）中的程序开发，我们已经获得了天文数据使用数据科学专家的合作。基于这项研究合作，我们决定对数值程序 (1) 采用“分层贝叶斯估计”方法。我们目前正在开发一个数值程序，用于使用分层贝叶斯估计来估计 PPN 参数。

项目成果

銀河系中心巨大ブラックホールの強重力における一般相対論の検証

银河系中心大质量黑洞强引力下的广义相对论验证

• 发表时间: 2019
• 作者: 斉田浩見;西山正吾;大神隆幸;孝森洋介;高橋真聡;美濃和陽典
• 通讯作者: 美濃和陽典

天の川銀河中心の巨大ブラックホール候補天体と重力理論の探査

银河系中心超大质量黑洞候选天体探索与引力理论

• 发表时间: 2021
• 期刊: 日本物理学会誌
• 作者: N. Muramatsu;T. Ishikawa et al.;斉田浩見
• 通讯作者: 斉田浩見

Constraints on the dark mass distribution surrounding Sgr A*: simple chi-squared analysis for the redshift of photons from orbiting stars

Sgr A* 周围暗质量分布的约束：轨道恒星光子红移的简单卡方分析

• 发表时间: 2020
• 期刊: eprint arXiv:2006.06219
• 作者: Takamori;Y.;Nishiyama;S.;Ohgami;T.;Saida;H.;Saitou R.;Takahashi;M.
• 通讯作者: M.

Test of GR as Galactic central massive BH using Subaru telescope and Thirty-Meter-Telescope

使用 Subaru 望远镜和三十米望远镜测试 GR 作为银河系中心大质量 BH

• 发表时间: 2019
• 作者: Hiromi Saida;Shogo Nishiyama;Takayuki Ohgami;Yohsuke Takamori;Masaaki Takahashi;Yhosuke Minowa;清水 春樹;Hiromi Saida
• 通讯作者: Hiromi Saida

Current results of GR test at Galactic center massive black hole using Subaru telescope

使用斯巴鲁望远镜对银心大质量黑洞进行GR测试的最新结果

• 发表时间: 2019
• 作者: Hiromi Saida;Shogo Nishiyama;Takayuki Ohgami;Yohsuke Takamori;Masaaki Takahashi;Yhosuke Minowa;清水 春樹;Hiromi Saida;Kenji Mishima on behalf of the NOP collaboration;Hiromi Saida
• 通讯作者: Hiromi Saida