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중력파 검출 실험 데이터 분석을 위한 블랙홀 수치연구
Numerical studies of black holes for data analysis in gravitational wave detection experiments

  • 사업명

    한국과학기술정보연구원연구운영비지원

  • 과제명

    중력파 검출 실험 데이터 분석을 위한 블랙홀 수치 연구

  • 주관연구기관

    한국과학기술정보연구원
    Korea Institute of Science and Technology Information

  • 보고서유형

    1단계보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2016-12

  • 과제시작년도

    2016

  • 주관부처

    미래창조과학부
    KA

  • 등록번호

    TRKO201700000467

  • 과제고유번호

    1711042835

  • 키워드

    중력파 방사포획.블랙홀.수치시뮬레이션.중력파.Gravitational radiation capture.Black hole.Numerical simulation.Gravitational wave.

  • DB 구축일자

    2017-09-20

  • DOI

    https://doi.org/10.23000/TRKO201700000467

  • 초록 


    We have investigated the gravitational radiation capturing processes of two black holes. This work has been done for the first ti...

    We have investigated the gravitational radiation capturing processes of two black holes. This work has been done for the first time at the level of full general relativity by solving Einstein's equations numerically. For the case of equal mass black holes with no spin, the efficiency of energy radiation through gravitational waves could reach up to 5%, but is less than 1% mostly. Tha efficiency for angular momentum radiation could go up to 35%. It is shown where the Post-Newtonian approximation breaks down. Namely, 2.5PN starts to deviate from the full general relativity result as the initial angular momentum becomes smaller than 1.6. The gravitational wave forms are also extracted and analyzed. Finally, the effects of the presence of un-equal masses and non-vanishing spins are briefly explored.


    - 두 블랙홀이 초기에 서로 자유로운 상태에 있더라도 중력파 방출을 통해 에너지를 잃어 구속계가 될 수 있음. 이것을 중력방사포획(Gravitational Radiation Capture)이라고 함
    - 본 연구에서는 Weakl...

    - 두 블랙홀이 초기에 서로 자유로운 상태에 있더라도 중력파 방출을 통해 에너지를 잃어 구속계가 될 수 있음. 이것을 중력방사포획(Gravitational Radiation Capture)이라고 함
    - 본 연구에서는 Weakly hyperbolic orbit 에 해당하는 이심률에 대하여 수치시뮬레이션을 통해 이러한 포획과정 연구
    - 동 과정에서 방출하는 중력파 파형을 추출하고 특성을 파악
    - 포획과정에서 방출하는 에너지는 초기에너지에 비해 최대 5%까지 이르나 대부분은 1% 이내.
    2.5 Post-Newtonian 근사는 초기 각운동량이 클때는 일반상대론적 결과와 잘 부합하지만 초기각운동량이 1.6 보다 작아지면서 점점 차이가 커짐
    - 각운동량의 방출은 초기 각운동량에 비해 최대 35%
    - 블랙홀의 질량이 동일하지 않고 스핀을 갖고 있을 때 포획과정이 어떻게 달라지는지 연구
    - Post-Newtonian 근사 결과와 비교하여 PN 근사가 어떠한 경우에 더 이상 유효하지 않게 되는지를 규명함
    - 일반상대론에서 블랙홀 방사포획을 연구한 것은 처음이며 향 후 중력파 검출실험에 활용 가능함


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 제 출 문 ... 2
    3. 보고서 초록 ... 3
    4. 요 약 문 ... 4
    5. SUMMARY ... 6
    6. CONTENTS ... 7
    7. 목차 ... 8
    8. 그림목차 ... 9
    9. 제1장 연구사업 개요 ... 10
    10. 1. 연구사업 필요성 ....
    1. 표지 ... 1
    2. 제 출 문 ... 2
    3. 보고서 초록 ... 3
    4. 요 약 문 ... 4
    5. SUMMARY ... 6
    6. CONTENTS ... 7
    7. 목차 ... 8
    8. 그림목차 ... 9
    9. 제1장 연구사업 개요 ... 10
    10. 1. 연구사업 필요성 ... 10
    11. 2. 국내·외 연구동향 ... 10
    12. 3. 연구개발 목적 ... 13
    13. 제2장 연구사업 목표 및 달성도 ... 14
    14. 1. 연구사업의 최종 목표 ... 14
    15. 2. 성과목표 및 달성도 ... 14
    16. 제3장 연구 내용 및 결과 ... 15
    17. 1. 연구내용-1: 블랙홀 시뮬레이션 ... 15
    18. 2. 연구내용-2: 중력파 파형 추출 ... 18
    19. 3. 연구내용-3: 비동일 질량 및 스핀 효과 ... 19
    20. 4. 연구내용-4: 커뮤니티 육성 및 인력 양성 ... 20
    21. 제4장 성과 분석 및 활용 방안 ... 21
    22. 1. 정성·정량적 성과 ... 21
    23. 2. 성과의 우수성 ... 21
    24. 3. 성과 활용 방안 ... 21
    25. 4. 중간점검 지적사항 및 반영내용 ... 23
    26. 제5장 참여인력 및 예산 집행 현황 ... 24
    27. 1. 연구원 편성표 ... 24
    28. 2. 연구비 예산대비 집행액 비교(총액기준) ... 24
    29. 3. 연구비(직접비) 집행 세부 현황 ... 25
    30. 제6장 참고문헌 ... 27
    31. 끝페이지 ... 28
  • 참고문헌

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