数値相対論

ブラックホールや中性子星のように一般相対論的効果が重要となる天体の形成、合体といった過程を理論的に明らかにするには、アインシュタイン方程式を解く必要があります。しかし、この方程式は連立偏微分非線形方程式と大変複雑であり、対称性が高いなど特殊な場合を除いては、解析解を求めることは不可能で、コンピュータシミュレーションにより解を求めることが必要不可欠になります。アインシュタイン方程式および、流体力学方程式、電磁流体方程式、輻射輸送方程式などを解いて、一般相対論的現象を解明する学問分野は、数値相対論と呼ばれています。重力波検出器に対して最も有望な重力波源は、中性子星連星の合体や大質量星の重力崩壊であり、これらの現象を解明し重力波の波形をあらかじめ予言することが重力波天文学において急務となっています。そのためには数値相対論が不可欠なため、重力波天文学において数値相対論は必須の学問とされています。そこで我々は数値相対論の研究を長年にわたって進め、定式化およびコード開発を世界に先駆けて行ってきました。現在では、様々なコードが開発され、様々な問題へと適用されています。