ブラックホールの響きを数学的な技法を取り入れ精密に捉えることが可能に

この研究の主な対象者
企業・研究者の方
公開日 2025年07月08日

概要

ブラックホールは極めて強い重力を持ち、光さえも脱出できない天体です。ブラックホールが何らかの影響を受けて揺れ動くと、「準固有振動」と呼ばれる特有の振動パターンの重力波を発します。例えば、ブラックホール同士が衝突すると、地球でも観測できるほど大きな重力波が放射されることがあり、ブラックホールの質量や形を知る手掛かりになります。合体したブラックホールがゆらぎながら小さくなる際、重力波は振動が急速に減衰しますが、この性質を体系的に記述することは複雑なため、より厳密な手法が望まれていました。
　大宮英俊 理学研究科特定助教、大下翔誉 白眉センター／基礎物理学研究所特定助教、宮地大河 大阪公立大学特別研究員、難波亮 理化学研究所上級研究員らの研究グループは、数学的な技法である「完全WKB解析」を取り入れることで、急速に減衰するブラックホールの準固有振動の周波数構造を、体系的かつ精密に捉えることができる手法を示すことに成功しました。本研究結果により、さまざまな理論モデルにおけるブラックホールの重力波信号を、より厳密に解析できるようになり、今後の重力波観測の精度向上や、ブラックホールの正確な性質検証に結びつくことが期待されます。
　本研究成果は、2025年6月24日に、国際学術誌「Physical Review D」にオンライン掲載されました。さらに本論文は、同誌の「Editors' Suggestion」（注目論文）に選定されました。

研究者のコメント 「完全WKB解析は、日本人数学者がその数学的基礎の確立に貢献しており、日本人研究者にとって優位性のある分野です。物理への応用は比較的最近進展し始めた段階で、今後の発展が期待されます。本研究がブラックホール物理への応用拡大の一助となれば幸いです。」（宮地大河）

詳しい研究内容について

ブラックホールの響きを数学的な技法を取り入れ精密に捉えることが可能に

研究者情報

研究者名 大宮 英俊
京都大学 教育研究活動データベース 研究者名 大下 翔誉
京都大学 教育研究活動データベース

関連部局

理学部・理学研究科 白眉センター 基礎物理学研究所