ブラックホールの乱れた「和音」の响き―时空の大域的构造を捉えた重力波波形の构筑―

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 あらゆる楽器に固有の音色があるように、ブラックホールは特徴的な周波数と减衰率(準固有振动)をもつ时空のさざなみ(重力波)を放射します。ブラックホール分光法は、このリングダウン重力波からブラックホールの性质を読み解く手法であり、音だけで楽器を识别することに似ています。しかし、実际の重力波は準固有振动だけでは记述しきれず、时空の大域的构造を反映する「テイル重力波」と呼ばれるゆっくりと减衰する成分も含まれます。また、準固有振动数の构造は、わずかな外的环境の変化に敏感で乱れやすいことも指摘されていました。これらは、ブラックホール分光法の有用さに対する问いを投げかけます。

 大下翔誉 白眉センター/基础物理学研究所特定助教(兼:理化学研究所客員研究員)、Emanuel Berti 米国ジョンズ?ホプキンズ大学(Johns Hopkins University)教授、Vitor Cardoso デンマーク?コペンハーゲン大学(University of Copenhagen)教授(兼:ポルトガル?リスボン大学(University of Lisbon)教授)らは、この課題を逆手に取り、小さな外的環境で乱れた準固有振動の集合を取り扱うことで、テイル重力波を含む重力波波形を再構成できることを明らかにしました。この発見は、より高精度な重力波解析技術の発展にもつながると期待されます。

 本研究成果は、2025年7月15日に、国際学術誌「Physical Review Letters」に掲載されました。

文章を入れてください
ブラックホールが外的环境を伴う状况で振动?重力波を放射するイメージ図。このような状况では、ブラックホールの振动パターンは、时空の大域的构造に関する情报を含むようになる。
研究者のコメント
「2015年以降、多くのブラックホール合体が重力波観测で见つかっている素晴らしい时代です。ブラックホールなどに代表される强重力の物理学や重力波天文学は、理论と観测のすり合わせにより、精密科学の1つとして今后も発展していくことでしょう。しかしながら、観测された重力波データから『极限重力に関する最大限の情报』を引き出し、理论予言と照合していくには、まだ课题も残っているのが実情です。世界中では、课题解决に向けた建设的な竞争?论争が繰り広げられています。本研究が、当该分野の発展に贡献することを期待しています。」(大下翔誉)
研究者情报
研究者名
大下 翔誉
书誌情报
【顿翱滨】

 
【书誌情报】
Naritaka Oshita, Emanuele Berti, Vitor Cardoso (2025). Unstable Chords and Destructive Resonant Excitation of Black Hole Quasinormal Modes. Physical Review Letters, 135, 3, 031401