重力理論と新しい場の物理の多角的な検証

引力理论与新场物理多方位验证

基本信息

批准号：
22K03642
负责人：
辻川信二
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は主に，スカラー場と重力が結合している理論であるホルンデスキ理論において安定に存在し得るブラックホールと中性子星の解について明らかにした．ブラックホールについては，事象の地平線でスカラー場の動径方向の微分が発散する場合の解は不安定であることを一般的に証明した．その成果を発展させ，スカラー毛を持つ安定な静的・球対称ブラックホール解が，スカラー場が動径のみの関数であるときに，スカラー場とガウス・ボンネ項が結合している理論以外は一般的に存在しないことを示した．また，スカラー場とガウス・ボンネ項が結合した理論で，中性子星の内部でラプラス不安定性が生じないという条件から，結合定数に対して理論的な上限を与えた．これは，重力波のデータから得られている強重力場中での観測的な制限のどれよりも強いものである．さらに，ブラックホールや中性子星がスカラー毛を持つ際に，それらの連星系から放出される重力波の波形を導出し，将来のブラックホール・中性子星連星の観測から，スカラー荷の値に制限をつけることが可能であることを示した．また，宇宙初期のインフレーションという加速膨張を引き起こすスカラー場とガウス・ボンネ項が結合している場合に，原始ブラックホールの種が生成され得ることを明らかにした．これは，ヒッグス場がガウス・ボンネ項だけでなく重力とも結合しているシナリオであり，暗黒物質の候補となる原始ブラックホールの種が十分に生成されるだけでなく，宇宙背景輻射の温度揺らぎの観測データとも整合的であり得ることを示した．

今年，我们主要阐明了Horndeschi理论中黑洞和中子星能够稳定存在的解，Horndeschi理论是标量场和引力耦合的理论。对于黑洞，我们一般证明当标量场的径向导数在事件视界发散时，解是不稳定的。扩展该结果，当标量场仅是径向半径的函数时，获得了具有标量毛的稳定静态球对称黑洞解。另外，在标量场与高斯-邦纳项耦合的理论中，在中子星内部不发生拉普拉斯不稳定的条件下，对耦合常数给出了理论上限。这比从引力波数据获得的强引力场中的任何观测约束都要强。此外，当黑洞和中子星具有标量毛发时，我们推导出从这些双星系统发射的引力波的波形，并且根据未来对黑洞和中子星双星的观测，我们限制了标量电荷的值。是可以添加的。我们还发现，当高斯-博内特项与标量场耦合时，可以生成原始黑洞种子，该标量场会在早期宇宙膨胀期间导致加速膨胀。在这种情况下，希格斯场不仅与高斯-博纳项耦合，还与引力耦合，不仅产生了足够数量的原始黑洞种子（作为暗物质的候选者），而且还产生了温度波动。宇宙背景辐射表明这与观测数据是一致的。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ナレスアン大学(タイ)

那黎宣大学（泰国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Symmetry restoration in the vicinity of neutron stars with a nonminimal coupling

非最小耦合中子星附近的对称性恢复

DOI：
10.1016/j.physletb.2023.137869
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masato Minamitsuji; Shinji Tsujikawa
通讯作者：
Shinji Tsujikawa

Instability of hairy black holes in regularized 4-dimensional Einstein-Gauss-Bonnet gravity

正则化 4 维爱因斯坦-高斯-博内特引力中毛状黑洞的不稳定性

DOI：
10.1016/j.physletb.2022.137329
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shinji Tsujikawa
通讯作者：
Shinji Tsujikawa

Inspiral gravitational waveforms from compact binary systems in Horndeski gravity

Horndeski 引力中紧凑双星系统的吸气引力波形

DOI：
10.1103/physrevd.107.044003
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
5
作者：
Yurika Higashino; Shinji Tsujikawa
通讯作者：
Shinji Tsujikawa

Cosmology in theories with spontaneous scalarization of neutron stars

中子星自发标量化理论中的宇宙学

DOI：
10.1103/physrevd.107.043512
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
5
作者：
Ratchaphat Nakarachinda; Sirachak Panpanich; Shinji Tsujikawa; Pitayuth Wongjun
通讯作者：
Pitayuth Wongjun