0 一般相対論と宇宙物理学 1 |
0.1 一般相対論的天体の観測 1 |
0.2 数値相対論 4 |
0.3 本書の目的と構成 5 |
1 一般相対論的天体とこれまでの観測 7 |
1.1 一般相対論的天体の定義 7 |
1.2 中性子星 10 |
中性子星の起源と構造 10 |
中性子星の観測 14 |
1.3 クォーク星? 19 |
1.4 連星中性子星 21 |
連星中性子星の発見 21 |
連星中性子星の質量の決定法と重力波の検証 25 |
1.5 ブラックホール 32 |
その歴史と諸性質 32 |
恒星サイズのブラックホール 35 |
中間質量のブラックホール 38 |
超巨大ブラックホール 43 |
ブラックホール近傍の観測 47 |
1.6 未発見の天体 50 |
2 重力波による天文学 51 |
2.1 観測的課題 51 |
2.2 重力波を用いる利点 52 |
2.3 重力波検出器 54 |
3 重力波の理論 61 |
3.1 波動方程式としてのアインシュタイン方程式 61 |
3.2 線形のアインシュタイン方程式 62 |
3.3 重力波の伝播 63 |
3.4 重力波の発生 65 |
3.5 連星からの重力波 69 |
3.6 ブラックホール誕生時の重力波 72 |
4 重力波源 75 |
4.1 地上型重力波検出器に対する重力波源 75 |
コンパクト星連星の合体 75 |
超新星の爆発 88 |
高速回転する中性子星 91 |
4.2 飛翔体を用いた重力波検出器に対する重力波源 95 |
銀河系内の連星 95 |
超巨大ブラックホールの合体 98 |
超巨大ブラックホールの形成 102 |
4.3 マッチトフィルターデータ解析法 105 |
5 一般相対論における初期値問題の定式化 109 |
5.1 定式化の必要性 109 |
5.2 3+1形式 111 |
5.3 数値相対論における3+1形式の欠点と改良 116 |
6 数値相対論 119 |
6.1 座標条件 121 |
ラプス関数 121 |
シフトベクトル 124 |
6.2 一般相対論的流体力学方程式 127 |
6.3 重力波の抽出と必要な計算機資源の見積り 130 |
6.4 ブラックホールを見つける 132 |
6.5 ブラックホールを切り取る 133 |
6.6 収束性の確認 135 |
6.7 テストシミュレーション 136 |
線形重力波の伝播 136 |
振動する中性子星 137 |
中性子星のブラックホールへの重力崩壊 139 |
7 コンピュータで探る一般相対論の世界 141 |
7.1 連星中性子星の合体 141 |
合体の様子 142 |
合体における重力波放射 146 |
強磁場大質量中性子星の運命 150 |
連星中性子星合体後の運命の分類 151 |
7.2 大質量星の重力崩壊 154 |
ブラックホールと中性子星の形成 158 |
中性子星形成時の重力波 161 |
7.3 高速回転し非軸対称変形する中性子星 162 |
7.4 連星ブラックホールの合体 165 |
7.5 中性子星とブラックホールの合体 : 今後の課題 169 |
7.6 展望 170 |
参考図書 173 |
引用文献 175 |
索引 177 |