動的なブラックホールのフォトンスフィアとシャドウの研究

动态黑洞的光子球和阴影研究

基本信息

批准号：
21K20367
负责人：
古賀泰敬
金额：
$ 2万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-08-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、シェルの重力崩壊で形成されるブラックホールについて、ブラックホールシャドウがどのように形成され変化するかを観察した。特に複数のモデルを観察し、重力崩壊の詳細な過程とシャドウの形成について議論した。結果として、重力崩壊で形成されるブラックホールについては、時空のダイナミクスによって光の赤方偏移が起き、シャドウが形成されることがわかった。また、自然な引力に従う重力崩壊過程ではシャドウがなだらかに形成されるのに対し、重力崩壊に外的な要因があるときは瞬間的に赤方偏移することや強い青方偏移が起こる可能性を示し、観測への一定の示唆も得た。この研究は安積(TDSE)、木村(立教大)、岡林(大阪市大)との共同研究で行った。第23回特異点研究会や日本物理学会2023年春季大会などの学会で発表し、一定の評価を得て、さらなる発展につながる議論をした。また関連する研究として、原始ブラックホール連星系の研究も行った。この研究では原始ブラックホール連星系の有効スピンの分布を導出し、現在の重力波観測との整合性などを示した。この研究は原田（立教大）、多田、横山、柳（名古屋大）との共同研究で行った。論文をAstrophysical Journalにて出版し、複数の学会・研究会で発表を行なった。またそのほかの関連研究として、等曲率ゆらぎの重力崩壊にともなう原始ブラックホールの形成についても研究を行なっている。発展途上ではあるが、物質場の質量とブラックホール形成との関係に一定の示唆を得ている。この研究は佐々木（東大）、平野（小山高専）、柳（名古屋大）との共同研究である。

今年，我们观察了黑洞阴影是如何形成的，以及黑洞因壳层引力塌缩而形成的变化。特别是，我们观察了多个模型并讨论了引力塌缩和阴影形成的详细过程。结果发现，对于引力塌缩形成的黑洞，时空的动力学会导致光的红移和阴影的形成。此外，在遵循自然引力的引力塌缩过程中，阴影的形成是平缓的，但当引力塌缩存在外部因素时，可能会出现瞬时红移或强烈的蓝移，我们也得到了一定的观测建议。这项研究是与 Asaka (TDSE)、Kimura（立教大学）和 Okabayashi（大阪市立大学）合作进行的。在第23届奇点研究小组和日本物理学会2023年春季会议等学术会议上进行了演讲，获得了一定的好评，并引发了可能导致进一步发展的讨论。在相关研究中，我们还进行了双原初黑洞系统的研究。在这项研究中，我们推导了原初黑洞双星系统的有效自旋分布，并证明了其与当前引力波观测的一致性。这项研究是与原田（立教大学）、多田、横山和柳（名古屋大学）合作进行的。在《天体物理学杂志》上发表论文并在多个学术会议和研究小组上发表演讲。与其他相关研究一样，我们也在进行等曲率涨落引力塌缩形成原初黑洞的研究。尽管它仍在开发中，但关于物质场的质量与黑洞形成之间的关系已经获得了某些迹象。这项研究是与佐佐木（东京大学）、平野（小山国立工业大学）和柳（名古屋大学）的联合研究。