ブラックホールの検証に向けた基礎的力学過程の解析

分析黑洞验证的基本力学过程

• 批准号: 11J08747
• 负责人: 伊形 尚久
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Kinki University (2012)Osaka City University (2011)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J08747/
• 关键词: ブラックホール; ブラックリング; 相対論; 測地線; ストリング; 高次元; 磁場; 粒子加速

4次元時空および高次元時空における球対称ブラックホールにおいて,ホライズンの外側にゼロ質量粒子の安定円軌道は存在しないことが知られている.一方,より複雑な重力場の構造をもつブラックリング時空において,ゼロ質量粒子の安定束縛軌道の存在は自明ではない.そこで1回転ブラックリング時空におけるゼロ質量粒子の描く光的測地線の解析を行った.その結果,細いブラックリング時空において,ゼロ質量粒子の安定束縛軌道の存在を確認し,太いブラックリングでそれが存在しなくなることを明らかにした.さらにゼロ質量粒子の安定束縛軌道の存在と非存在の境界を与えるパラメータを数値的な手法を用いて決定した.細いブラックリングのホライズン近傍の構造はブラックストリングのそれと近似的にみなすことが可能なため,余剰次元方向の軌道角運動量が4次元時空の断面からみたときの実効的な粒子の質量の役割を果たすことからその存在が理解できる.したがって,今回得られた臨界パラメータは,ブラックストリング近似が破れるひとつの基準を与えているということができる.また本研究結果は,漸近的平坦な時空においてゼロ質量粒子が存在する初めて報告された例である.ゼロ質量粒子は,ゼロ質量の波動の短波長極限として実現するため,ブラックリング時空におけるテスト場のダイナミクスや重力場摂動の安定性の議論にいくつかの示唆を与えることが期待される.

众所周知，在四维时空和高维时空中，在球形对称黑洞中，没有稳定的质量颗粒的稳定圆轨道。另一方面，黑环时空中零质量颗粒的稳定边界轨迹的存在并不明显。因此，我们分析了在单旋转黑环时空中描述零质量颗粒的光学测量线。结果，我们证实了薄的黑色环时代中零质量颗粒的稳定边界轨迹的存在，并揭示它们将不再存在于厚的黑色环中。此外，使用数值方法确定了零质量颗粒的存在和不存在稳定边界轨迹之间边界的参数。薄的黑色环NG的地平线附近的结构可将其视为与黑色绳子的结构大致看作，并且当从四维时空的交叉截面中查看时，它的轨道尺寸中的轨道角动量可以理解为粒子质量的有效作用。因此，可以说，这次获得的临界参数提供了一个打破黑色字符串近似的标准。此外，这项研究的结果是渐近平坦时空中存在的零质量颗粒的第一个示例。由于零质量颗粒被实现为零质量波的短波长极限，因此预计将为测试场动力学的讨论提供一些建议，以及在黑环时代中重力场扰动的稳定性。

项目成果

5次元平坦時空における閉じた定常ストリング

五维平坦时空中的闭合静止弦

• 发表时间: 2012
• 作者: 伊形尚久;石原秀樹;西脇圭介
• 通讯作者: 西脇圭介

Stationary Closed Strings in Five-dimensional Flat Spacetime

五维平坦时空中的静止闭弦

• DOI: 10.1103/physrevd.86.104020
• 发表时间: 2012
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: 伊形尚久;石原秀樹;西脇圭介
• 通讯作者: 西脇圭介

ブラックリング時空の対称性

黑环时空对称性

• 发表时间: 2011
• 作者: 伊形尚久;宝利剛;石原秀樹;古池達彦
• 通讯作者: 古池達彦

Chaos in geodesic motion around a black ring

• DOI: 10.1103/physrevd.83.047501
• 发表时间: 2010-12
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Takahisa Igata;H. Ishihara;Yohsuke Takamori

Effect of a Weak Electromagnetic Field on Particle Acceleration by Rotating Black Hole

弱电磁场对旋转黑洞粒子加速的影响

• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: T.Igata;T.Harada;M.Kimura
• 通讯作者: M.Kimura