多体系ダイナミクスと重力波を通じた修正重力理論の理解と検証

通过多体动力学和引力波理解和验证修正引力理论

• 批准号: 15J01732
• 负责人: 山田 慧生
• 金额: $ 2.58万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J01732/
• 关键词: 重力波; 三体問題; ブラックホール摂動; ポストニュートン近似; 一般相対論; EMRI; 天体力学

本年度は，一般相対論及び修正重力理論における多体系ダイナミクスと重力波の理解のために，主に次の研究を行った.１．Newton 重力における三体問題の特殊解の一として知られる Lagrange の正三角解を一般相対論的な重力場において任意の質量の三天体に対して拡張した平衡解の安定性を議論した．特に，既知の安定性解析は運動平面における摂動にのみ限定されていたことから，これを全ての可能な摂動に対する安定性の議論に拡張し，系が線形安定となる質量比に対する条件を導出した [K. Yamada & T. Tsuchiya, Celest. Mech. Dyn. Astr. 129, 487 (2017)]．２．将来的な宇宙重力波観測機 LISA の観測対象である EMRI から放出される重力波形を作成する試みに関連して，ブラックホール摂動の二次まで考慮する必要がある．これを受けて，定常軸対称な任意の Kerr ブラックホールの地平面近傍における二次摂動を議論し，見かけの発散に対するくりこみ項を導出した．また，微小な座標変換の自由度の振る舞いも議論し，正則な解を求めた．これらの結果は現在執筆準備中である．３．ダイナミカルなChern-Simons重力理論における回転する星の作る弱い重力場を導出し，その周りを起動運動するジャイロスコープのスピン歳差を議論した．特に，関連する先行研究 [Y. Ali-Haimoud & Y. Chen, Phys. Rev. D 84, 124033 (2011)] とは異なり，重力場の関数系を予め仮定することなく多体系に拡張可能な枠組みで調査した．その結果，先行研究では考慮されていなかった新たな効果を発見した．これらの結果は現在執筆準備中である．

在这个财政年度，下一项研究主要是为了理解一般亲戚和修正案中的多元件动态和重力波。我们讨论了扩展拉格朗日的平衡溶液的稳定性，这被称为重力中三个体内三种特殊溶液之一，在大型重力场中。特别是，已知的稳定性分析仅限于运动平面的摄入量，因此将其扩展到有关所有可能摄入量的稳定性的讨论，并且质量比的条件是该系统成为线性稳定的。 Tsuchiya，celest。 2。关于创建从EMRI释放的引力波形的试验，这是未来空间重力波Lisa的观察目标，有必要考虑黑洞摄入的次要。为此，在地平线附近讨论了任何对称的Kerr黑洞的次要摄入量，并得出了明显的差异的术语。此外，我们讨论了自由的小坐标变化，并要求定期解决方案。这些结果目前正在准备。 3。动态的Chern-Simons得出了弱重力场，其中旋转的恒星在重力理论中制成，并讨论了围绕其激活的陀螺仪自旋年龄差异。尤其是相关的研究前[y一个框架。结果，发现了提前研究的新效果。这些结果目前正在准备。

项目成果

Nonchaotic evolution of triangular configuration due to gravitational radiation reaction in the three-body problem

• DOI: 10.1103/physrevd.93.084027
• 发表时间: 2015-12
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Kei Yamada;H. Asada

University of Southampton(英国)

南安普顿大学（英国）

A near-horizon expansion and the second-order gravitational self-force

近地平线膨胀和二阶引力自力

• 发表时间: 2016
• 作者: T. Ono;T. Suzuki;N. Fushimi;K. Yamada;H. Asada;Kei Yamada;山田 慧生;山田 慧生;Kei Yamada;Kei Yamada;山田 慧生;Kei Yamada;山田 慧生;Kei Yamada;山田 慧生;Kei Yamada;山田 慧生;Kei Yamada;Kei Yamada
• 通讯作者: Kei Yamada

ブラックホール地平面近傍における 2 次の計量摂動に対する境界条件

黑洞视界附近二阶度量扰动的边界条件

• 发表时间: 2016
• 作者: T. Ono;T. Suzuki;N. Fushimi;K. Yamada;H. Asada;Kei Yamada;山田 慧生;山田 慧生;Kei Yamada;Kei Yamada;山田 慧生;Kei Yamada;山田 慧生;Kei Yamada;山田 慧生;Kei Yamada;山田 慧生;Kei Yamada;Kei Yamada;Kei Yamada;山田 慧生
• 通讯作者: 山田 慧生

A near-horizon expansion of second-order black hole perturbations

二阶黑洞扰动的近地平线扩展

• 发表时间: 2017
• 作者: T. Ono;T. Suzuki;N. Fushimi;K. Yamada;H. Asada;Kei Yamada;山田 慧生;山田 慧生
• 通讯作者: 山田 慧生