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| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate the effects of spatial curvature on blackbody radiation. By employing an analog model of general relativity, we replace the conventional straight-line harmonic oscillators used to model blackbody radiation with oscillators on a circle. This innovative approach provides an effective framework for describing blackbody radiation influenced by spatial curvature. We derive the curvature-dependent Planck energy distribution and find that moving from flat to curved space results in a reduction in both the height and width of the Planck function. Moreover, increasing the curvature leads to a pronounced redshift in the peak frequency. We also analyze the influence of spatial curvature on the Stefan-Boltzmann law, Rayleigh-Jeans law, and Wien law. | この論文では、黒体に対する空間曲率の影響を調査します。 放射線。 一般相対性理論のアナログモデルを採用することで、 黒体のモデル化に使用される従来の直線調和振動子 円上の発振器による放射。 この革新的なアプローチは、 空間の影響を受ける黒体放射を記述するための効果的なフレームワーク 曲率。 曲率依存のプランク エネルギー分布を導出し、 平坦な空間から湾曲した空間に移動すると、両方の空間が減少することがわかりました。 プランク関数の高さと幅。 さらに曲率を大きくすると ピーク周波数に顕著な赤方偏移が生じます。 また、 空間曲率がステファン・ボルツマンの法則、レイリー・ジーンズの法則に与える影響 そしてウィーン法。 |
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| Primordial black holes (PBHs) are the natural candidate of dark matter (DM) as they only interact gravitationally and can evade any experiments on earth. In the standard semiclassical calculation of Hawking radiation, PBHs with mass below $10^{15}\rm g$ evaporated by now and therefore cannot be DM. However, the recently-discovered quantum memory burden effect can significantly suppress the evaporation of PBHs after the half-decay time. This quantum effect could open up a new mass window below $10^{10} \rm g$ where PBHs can still exist today and be DM. In this paper, we compute the gravitational wave (GW) signals associated with the formation of PBHs in this new mass window. We consider two formation scenarios: PBHs formed from inflationary perturbation and PBHs formed from collapse of Fermi-balls in a first-order phase transition (FOPT). GWs produced from these two scenarios have distinct features and, while the GW from inflation peaks at high frequency, the GW from FOPT peaks at lower frequency that can be within the reach of future experiments. | 原始ブラックホール (PBH) は暗黒物質 (DM) の自然な候補です なぜなら、それらは重力によってのみ相互作用し、地球上のあらゆる実験を回避できるからです。 ホーキング放射の標準的な半古典計算では、質量を持つ PBH $10^{15}\rm g$ 未満はすでに蒸発しているため、DM できません。 ただし、 最近発見された量子メモリ負荷効果は、 半減衰時間後の PBH の蒸発。 この量子効果は開く可能性があります $10^{10} \rm g$ 未満の新しい質量ウィンドウを上げます。 ここでは PBH が現在も存在し、 DMになります。 この論文では、関連する重力波 (GW) 信号を計算します。 この新しい質量ウィンドウで PBH が形成されます。 2つのフォーメーションを考える シナリオ: インフレ変動から形成される PBH とインフレ変動から形成される PBH 一次相転移（FOPT）におけるフェルミボールの崩壊。 生産されたGW これら 2 つのシナリオの GW には異なる特徴がありますが、 インフレは高頻度でピークに達し、FOPT からの GW は低頻度でピークに達します それは将来の実験の範囲内にある可能性があります。 |
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| Chern-Simons theory with certain gauge groups is known to be equivalent to a first-order formulation of three-dimensional Einstein gravity with a cosmological constant, where both are purely topological. Here, we extend this correspondence to theories with dynamical degrees of freedom. We show that three-dimensional Yang-Mills theory with gauge group $\operatorname{SL}(2,\mathbb R)$ is equivalent to the first-order formulation of three-dimensional Einstein gravity with no cosmological constant coupled to a background stress-energy tensor density (which breaks the diffeomorphism symmetry). The local degree of freedom of three-dimensional Yang-Mills theory corresponds to degenerate "gravitational waves" in which the metric is degenerate and the spin connection is no longer completely determined by the metric. Turning on a cosmological constant produces the third-way (for $\Lambda<0$) or the imaginary third-way (for $\Lambda>0$) gauge theories with a background stress-energy tensor density. | 特定のゲージ群を使用したチャーン・シモンズ理論は、 を用いた三次元アインシュタイン重力の一次定式化 宇宙定数、どちらも純粋にトポロジカルです。 ここでこれを拡張します 動的自由度を持つ理論に対応します。 私たちはそれを示します ゲージ群による三次元ヤン・ミルズ理論 $\operatorname{SL}(2,\mathbb R)$ は 1 次公式と等価です 宇宙定数を持たない三次元アインシュタイン重力の結合 バックグラウンドの応力エネルギー テンソル密度 (微分同相写像を破る) 対称）。 3次元ヤン・ミルズ理論の局所自由度 縮退した「重力波」に相当します。 縮退し、スピンの接続はもはや完全には決定されません。 メトリック。 宇宙定数をオンにすると、第三方向が生成されます ( $\Lambda<0$) または架空の第三方向 ($\Lambda>0$ の場合) ゲージ理論 バックグラウンド応力エネルギー テンソル密度。 |
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| Cosmological correlators encode invaluable information about the wavefunction of the primordial universe. In this letter we present a duality between correlators and wavefunction coefficients that is valid to all orders in the loop expansion and manifests itself as a $\mathbb{Z}_4$ symmetry. To demonstrate the power of the duality, we derive a correlator-to-correlator factorisation (CCF) formula for the parity-odd part of cosmological correlators that relates $n$-point observables to lower-point ones via a series of diagrammatic cuts. These relations serve as the first example of physically testable cutting rules as they involve observables defined for arbitrary physical kinematics. We further show how the duality allows us to translate the cosmological optical theorem for wavefunction coefficients into statements about cosmological correlators. | 宇宙論的相関器は波動関数に関する貴重な情報をエンコードします 原初の宇宙の。 この手紙では、私たちは次のような二重性を提示します。 相関器と波動関数係数は、次数のすべてに有効です。 ループが展開され、$\mathbb{Z}_4$ 対称として現れます。 に 双対性の力を実証し、相関子間の関係を導き出します。 宇宙論的相関子のパリティ奇数部分の因数分解 (CCF) 式 これは、一連の関数を介して $n$ 点の観測値をより低い点の観測値に関連付けます。 ダイアグラム的なカット。 これらの関係は、物理的な関係の最初の例として機能します。 任意に定義されたオブザーバブルが含まれるため、テスト可能な切断ルール 物理的な運動学。 さらに、双対性によってどのように変換できるかを示します。 波動関数係数の宇宙光学定理をステートメントに変換 宇宙論的相関関係者について。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the potential of using gravitational wave (GW) signals from rotating core-collapse supernovae to probe the equation of state (EOS) of nuclear matter. By generating GW signals from simulations with various EOSs, we train machine learning models to classify them and evaluate their performance. Our study builds on previous work by examining how different machine learning models, parameters, and data preprocessing techniques impact classification accuracy. We test convolutional and recurrent neural networks, as well as six classical algorithms: random forest, support vector machines, na\"{i}ve Bayes, logistic regression, $k$-nearest neighbors, and eXtreme gradient boosting. All models, except na\"{i}ve Bayes, achieve over 90 per cent accuracy on our dataset. Additionally, we assess the impact of approximating the GW signal using the general relativistic effective potential (GREP) on EOS classification. We find that models trained on GREP data exhibit low classification accuracy. However, normalizing time by the peak signal frequency, which partially compensates for the absence of the time dilation effect in GREP, leads to a notable improvement in accuracy. Despite this, the accuracy does not exceed 70 per cent, suggesting that GREP lacks the precision necessary for EOS classification. Finally, our study has several limitations, including the omission of detector noise and the focus on a single progenitor mass model, which will be addressed in future works. | 私たちは、地球からの重力波 (GW) 信号を利用する可能性を調査します。 回転核崩壊超新星を使って状態方程式 (EOS) を調べる 核物質。 さまざまな EOS を使用したシミュレーションから GW 信号を生成することで、 機械学習モデルをトレーニングして分類し、そのパフォーマンスを評価します。 私たちの研究は、機械学習がどのように異なるかを調査することで、以前の研究に基づいています。 モデル、パラメータ、データ前処理技術が分類に影響を与える 正確さ。 畳み込みニューラル ネットワークとリカレント ニューラル ネットワーク、および 6 つのニューラル ネットワークをテストします。 古典的なアルゴリズム: ランダム フォレスト、サポート ベクター マシン、na\"{i}ve Bayes、 ロジスティック回帰、$k$-最近傍法、および極端な勾配ブースティング。 全て ナイーブ ベイズを除くモデルは、 データセット。 さらに、GW 信号を近似することの影響を評価します。 EOS での一般相対論的有効ポテンシャル (GREP) の使用 分類。 GREP データでトレーニングされたモデルのパフォーマンスが低いことがわかりました。 分類の精度。 ただし、ピーク信号による時間を正規化すると、 時間の遅れがないことを部分的に補償する周波数 GREP における効果は、精度の顕著な向上につながります。 それにもかかわらず、 精度は 70% を超えず、GREP には精度が欠けていることが示唆されます。 EOS 分類に必要です。 最後に、私たちの研究にはいくつかの限界があります。 検出器ノイズの省略と単一の前駆体への焦点を含む 質量モデルについては、今後の作業で取り上げる予定です。 |
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| We reconsider velocity addition/subtraction in Special Relativity and re-derive its well-known non-commutative and non-associative algebraic properties in a self contained way, including various explicit expressions for the Thomas angle, the derivation of which will be seen to be not as challenging as often suggested. All this is based on the polar-decomposition theorem in the traditional component language, in which Lorentz transformations are ordinary matrices. In the second part of this paper we offer a less familiar alternative geometric view, that leads to an invariant definition of the concept of relative velocity between two states of motion, which is based on the boost-link-theorem, of which we also offer an elementary proof that does not seem to be widely known in the relativity literature. Finally we compare this to the corresponding geometric definitions in Galilei-Newton spacetime, emphasising similarities and differences. | 特殊相対性理論における速度の加減算を再考し、 よく知られている非可換および非結合代数を再導出する 自己完結型のプロパティ (さまざまな明示的な表現を含む) トーマス角、その導出はそれほど難しくないと思われます よく示唆されるように。 これはすべて、次の極分解定理に基づいています。 ローレンツ変換が一般的な従来のコンポーネント言語 行列。 このペーパーの後半では、あまり馴染みのない代替手段を紹介します。 幾何学的な視点、それは概念の不変の定義につながります。 2 つの運動状態間の相対速度。 ブーストリンク定理。 これについては、次のような初歩的な証明も提供します。 相対性理論の文献では広く知られているようです。 最後にこれを比較してみます ガリレイ・ニュートン時空における対応する幾何学的定義に、 類似点と相違点を強調する。 |
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| We study the collapse of spherical cold clouds beyond black hole (BH) formation to investigate the possibility of a bounce in the in-falling matter when a critical density or pressure is reached. As a first step, we analyze the pressureless collapse in general relativity (GR), where an analytic solution exists, and demonstrate that an equivalent Newtonian solution can be derived. Such equivalence also holds for spherically symmetric perfect fluids with uniform density and non-vanishing pressure. We numerically investigate the Newtonian collapse of such clouds with masses of $5$, $20$, and $1000$ M$_\odot$ obeying a polytropic equation of state (EoS). By choosing EoS parameters inspired by typical neutron star conditions, we observe bounces at and above nuclear saturation density. Assuming approximate uniformity, we explore the equivalent GR behaviour of the matter during the bounce. Our findings are: i) A GR bounce occurs around the ground state of the matter, characterized by $P = -\rho$. ii) The GR solution significantly differs from the Newtonian result due to the presence of curvature ($k \neq 0$). iii) Both the curvature and the ground state are crucial factors in allowing a GR bounce to occur. | ブラックホール（BH）の向こう側にある球形の冷たい雲の崩壊を研究します 落下物体の跳ね返りの可能性を調査するための形成 臨界密度または臨界圧力に達したとき。 最初のステップとして、 一般相対性理論 (GR) における圧力のない崩壊。 が存在し、同等のニュートン解を導出できることを示します。 このような等価性は、次のような球面対称の完全流体にも当てはまります。 均一な密度と消えない圧力。 数値的に調べてみると、 $5$、$20$、$1000$の質量を持つ雲のニュートン崩壊 M$_\odot$ はポリトロープ状態方程式 (EoS) に従います。 EoSを選択することで 典型的な中性子星の条件からインスピレーションを得たパラメーターで、バウンスを観察します。 核飽和密度以上。 ほぼ均一であると仮定すると、 バウンス中の物質の同等の GR 挙動を調査します。 私たちの i) GR バウンスは物質の基底状態の周囲で発生します。 $P = -\rho$ によって特徴付けられます。 ii) GR ソリューションは、 曲率 ($k \neq 0$) の存在によるニュートンの結果。 iii) 両方 曲率と基底状態は、GR バウンスを可能にする重要な要素です 発生する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The properties of metric perturbations are determined in the context of an expanding Universe governed by a modified theory of gravity with a non-minimal coupling between curvature and matter. We analyse the dynamics of the 6 components of a general helicity decomposition of the metric and stress-energy perturbations, consisting of scalar, vector and tensor sectors. The tensor polarisations are shown to still propagate luminally, in agreement with recent data from gravitational interferometry experiments, while their magnitude decays with an additional factor sourced by the nonminimal coupling. We show that the production of these modes is associated with a modified quadrupole formula at leading order. The vector perturbations still exhibit no radiative behaviour, although their temporal evolution is found to be modified, with spatial dependence remaining unaffected. We establish that the scalar perturbations can no longer be treated as identical. We investigate the scalar sector by writing the modified model as an equivalent two-field scalar-tensor theory and find the same scalar degrees of freedom as in previous literature. The different sectors are paired with the corresponding polarisation modes, which can be observationally measured by their effects on the relative motion of test particles, thus providing the possibility of testing the modified theory and constraining its parameters. | 計量摂動のプロパティは、 非最小値を伴う修正重力理論によって支配される膨張宇宙 曲率と物質の結合。 6つのダイナミクスを分析します 距離および応力エネルギーの一般的なヘリシティ分解の成分 摂動。 スカラー、ベクトル、テンソル セクターで構成されます。 テンソル 最近の結果と一致して、分極は依然として内腔内に伝播することが示されています。 重力干渉法実験からのデータ、その大きさ 非最小結合による追加の係数で減衰します。 見せます これらのモードの生成は修正された四重極に関連しているということ 式を先頭から順に並べます。 ベクトル摂動は依然として放射を示さない 行動の時間的進化は変化していることがわかっているが、 空間依存性は影響を受けません。 スカラーが 摂動はもはや同一のものとして扱うことはできません。 スカラーを調査します 変更されたモデルを等価な 2 フィールドのスカラー テンソルとして記述することにより、セクターを作成します。 理論を解析し、以前の文献と同じスカラー自由度を見つけます。 異なるセクターは、対応する偏波モードとペアになっています。 相対運動への影響によって観察的に測定できる テスト粒子の存在により、修正された粒子をテストする可能性が提供されます。 理論とそのパラメータの制約。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We revise the role that ultraviolet divergences of quantum fields play in slow-roll inflation, and discuss the renormalization of cosmological observables from a space-time perspective, namely the angular power spectrum. We first derive an explicit expression for the multipole coefficients $C_{\ell}$ in the Sachs-Wolfe regime in terms of the two-point function of primordial perturbations. We then analyze the ultraviolet behavior, and point out that the standard result in the literature is equivalent to a renormalization of $C_{\ell}$ at zero ``adiabatic'' order. We further argue that renormalization at second ``adiabatic'' order may be more appropriate from the viewpoint of standard quantum field theory. This may change significantly the predictions for $C_{\ell}$, while maintaining scale invariance. | 量子場の紫外発散が宇宙で果たす役割を再検討します。 スローロールインフレーション、宇宙論的繰り込みについて議論する 時空の観点から観察できるもの、すなわち角パワースペクトル。 まず多極係数の明示的な式を導出します。 サックス・ウルフ体制における $C_{\ell}$ の 2 点関数の観点から 原始的な摂動。 次に、紫外線の挙動を分析し、 文献の標準結果は、 $C_{\ell}$ をゼロ「断熱」次数で繰り込みます。 さらに議論します から、二次「断熱」次数での繰り込みの方がより適切である可能性があります。 標準的な場の量子理論の視点。 これは大きく変わる可能性があります スケールの不変性を維持しながら、$C_{\ell}$ の予測を行います。 |
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| Various mechanisms have been suggested for the formation of Primordial Black Holes (PBHs), and this thesis focuses on the standard mechanism based on the critical collapse of cosmological fluctuations. The underlying idea is that during inflation, a period of rapid expansion in the early Universe, large cosmological fluctuations could have been generated. After inflation, when the cosmic horizon reached a size comparable to these fluctuations, if the latter were high enough, they could collapse and form a PBH. Beyond the fascinating possibility that these compact objects might make up all or part of the Dark Matter (DM) we observe today, their formation and existence is also associated with the generation of gravitational waves (GWs). These waves could contribute to the merger events observed by the LIGO/Virgo/KAGRA Collaboration (LVK) or account for signals detected by pulsar timing array experiments (PTA). In the first part of this thesis, we investigate the PBH scenario, examining the computation of the abundance beyond the Gaussian paradigm. In the second part, we discuss how PBH formation can produce a stochastic GW background and how observations, related to recent experiments such as LVK and PTA collaborations, can help in distinguishing between different PBH production models. Finally, in the last part, we investigate some aspects of the interplay between black holes and fundamental physics in the early Universe, describing some characteristics and challenges of various PBH production models. | 原初の黒の形成にはさまざまなメカニズムが示唆されています。 ホール（PBH）。 この論文では、それに基づく標準メカニズムに焦点を当てます。 宇宙論的ゆらぎの重大な崩壊。 根底にある考え方は、 宇宙初期の急速な膨張期であるインフレーション中、 宇宙論的な変動が発生した可能性があります。 インフレの後、 宇宙の地平線は、後者であれば、これらの変動に匹敵する大きさに達しました。 十分に高ければ、崩壊して PBH を形成する可能性があります。 これらのコンパクトなオブジェクトが構成されているという興味深い可能性を超えて 私たちが今日観察している暗黒物質（DM）の全部または一部、その形成と 存在は重力波（GW）の発生にも関係しています。 これらの波は、観測された合体現象に寄与する可能性があります。 LIGO/Virgo/KAGRA コラボレーション (LVK) またはパルサーによって検出された信号のアカウント タイミング アレイ実験 (PTA)。 この論文の最初の部分では、 PBH シナリオを調査し、それを超える存在量の計算を調べる ガウスパラダイム。 2 番目のパートでは、PBH 形成によってどのような効果が得られるかについて説明します。 確率論的な GW バックグラウンドと、最近の GW に関連する観測方法を生成します。 LVK と PTA のコラボレーションなどの実験は、区別するのに役立ちます。 異なる PBH 量産モデル間での最後に、最後の部分では、 ブラックホールとファンダメンタルズの間の相互作用のいくつかの側面を調査する 初期宇宙の物理学、いくつかの特徴と課題について説明 さまざまなPBH生産モデルの。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we study the thermodynamics of Schwarzschild-anti-de Sitter black holes within the framework of non-commutative geometry. By solving the Einstein's equations, we derive the corrected Schwarzschild-AdS black hole with Lorentzian distribution and analyze the thermodynamics. Our results confirm that if the energy-momentum tensor outside the event horizon is related to the mass of the black hole, the conventional first law of thermodynamics will be violated. The study of criticality reveals that the black hole undergoes a small black hole-large black hole phase transition similar to that of the Van der Waals system, with a critical point and a critical ratio slightly smaller than that of the Van der Waals fluid. As the non-commutative parameter increases, the phase transition process shortens, leading to a critical point, and ultimately to the disappearance of the phase transition. The violation of the conventional first law results in a discontinuity of the Gibbs free energy during the phase transition, indicating the occurrence of zeroth-order phase transition. Moreover, we investigate the Joule-Thomson expansion, obtaining the minimum inversion temperature and the minimum inversion mass. | この論文では、シュヴァルツシルト反ド・シッターの熱力学を研究します。 非可換幾何学の枠組み内のブラック ホール。 を解決することで、 アインシュタインの方程式から、修正されたシュワルツシルト AdS ブラック ホールを次のように導出します。 ローレンツ分布と熱力学解析。 私たちの結果はそれを裏付けています 事象の地平線の外側のエネルギー運動量テンソルが、 ブラックホールの質量、従来の熱力学の第一法則は次のようになります。 違反した。 臨界度の研究により、ブラックホールが衝撃を受けることが明らかになりました。 バンの相転移と同様の小型ブラックホール - 大型ブラックホールの相転移 デア ワールス システム、臨界点と臨界率がわずかに小さい ファンデルワールス流体よりも優れています。 非可換パラメータとして 増加すると、相転移プロセスが短縮され、臨界点に至ります。 そして最終的には相転移が消滅します。 の違反 従来の第一法則では、ギブスの自由エネルギーが不連続になります。 相転移中、0次相の発生を示す 遷移。 さらに、ジュール・トムソン展開を調べて、 最小反転温度と最小反転質量。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a pair of seismometers capable of measurement in all six axes of rigid motion. The vacuum-compatible devices implement compact interferometric displacement sensors to surpass the sensitivity of typical electrical readout schemes. Together with the capability to subtract the sensitivity-limiting coupling of ground tilt into horizontal motion, our seismometers can widen the sensing band towards mHz frequencies. This has notable applications across a range of fields requiring access to low-frequency signals, such as seismology and climate research. We particularly highlight their potential application in gravitational-wave observatories (LIGO) in improving their observation capability of intermediate-mass black holes ($\sim 1000\,M_\odot$). The sensors are based on a near-monolithic fused-silica design consisting of a fused-silica mass and fibre, showing improved stability and robustness to tilt drifts, alignment, and control compared to all-metal or mixed metal-silica designs. We demonstrate tilt sensitivity that surpasses the best commercial alternatives in a significantly reduced footprint compared to our previous iterations of these sensors. | 6軸すべての計測が可能な地震計をご紹介します。 硬い動き。 真空互換デバイスはコンパクトな干渉計を実装します 一般的な電気的読み取りの感度を超える変位センサー スキーム。 感度制限を減算する機能と併せて 地面の傾きを水平方向の動きに結び付けることで、当社の地震計は地震の影響を広げることができます。 mHz 周波数付近の検出帯域。 これには注目すべき用途があり、 地震学など、低周波信号へのアクセスが必要な幅広い分野 そして気候研究。 特に次の分野での潜在的な応用例を強調します。 重力波天文台 (LIGO) による観測の改善 中間質量ブラック ホールの能力 ($\sim 1000\,M_\odot$)。 センサー 溶融シリカからなるほぼモノリシックな溶融シリカ設計に基づいています。 質量と繊維により、傾斜ドリフトに対する安定性と堅牢性が向上しました。 全金属または金属とシリカの混合設計と比較して、アライメントと制御が向上します。 私たちは 市販されている最良の代替品を上回る傾斜感度を実証します。 これらの以前の反復と比較して、設置面積が大幅に削減されました センサー。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The condensed matter analogs are useful for consideration of the phenomena related to the quantum vacuum. This is because in condensed matter we know physics both in the infrared and in the ultraviolet limits, while in particle physics and gravity the physics at trans-Planckian scale is unknown. One of the corner stones of the connections between the non-relativistic condensed matter and the modern relativistic theories is the two-fluid hydrodynamics of superfluid helium. The dynamics and thermodynamics of the de Sitter state of the expansion of the Universe bear some features of the multi-fluid system. There are actually three components: the quantum vacuum, the gravitational component and relativistic matter. The expanding de Sitter vacuum serves as the thermal bath with local temperature, which is twice the Gibbons-Hawking temperature related to the cosmological horizon. This local temperature leads to the heating of matter component and the gravitational component. The latter behaves as Zel'dovich stiff matter and represents the dark matter. In equilibrium and in the absence of the conventional matter the positive partial pressure of dark matter compensates the negative partial pressure of quantum vacuum. That is why in the full equilibrium the total pressure is zero. This is similar to the superfluid and normal components in superfluids, which together produce the zero pressure of the liquid in the absence of environment. If one assumes that in dynamics, the gravitational dark matter behaves as the real Zel'dovich stiff matter, one obtains that both components experience the power law decay due to the energy exchange between these components. Then it follows that their values at present time have the correct order of magnitude. We also consider the other problems through the prism of condensed matter physics, including the black holes and Planck constant. | 凝縮物類似体は現象の考察に役立ちます 量子真空に関係します。 これは、凝縮した物質についてはわかっているからです。 赤外限界と紫外限界の両方での物理学、粒子の物理学 物理学と重力、プランク超スケールでの物理学は不明です。 の1つ 非相対論的凝縮物間のつながりの礎石 そして現代の相対論理論は次の二流体流体力学です。 超流動ヘリウム。 デ・シッター状態の力学と熱力学 宇宙の膨張には、多流体系のいくつかの特徴があります。 実際には、量子真空、重力という 3 つの要素があります。 成分と相対論的物質。 膨張するデ・シッター真空は、 ギボンズ・ホーキングの 2 倍の現地温度の温泉 宇宙の地平線に関係する温度。 この局所的な温度が原因 物質の加熱成分と重力成分に影響します。 後者 ゼルドビッチの硬質物質として動作し、暗黒物質を表します。 で 平衡であり、従来の物質が存在しない場合には、正の部分 暗黒物質の圧力は量子の負の分圧を補償する 真空。 完全平衡状態では全圧がゼロになるのはこのためです。 これは 超流体の超流体成分と通常成分に似ており、これらが一緒になったものです。 環境が存在しない場合、液体の圧力がゼロになります。 1 つあれば 力学において、重力暗黒物質は現実のものとして振る舞うと仮定します。 ゼルドビッチの硬い物質、両方のコンポーネントが力を経験していることがわかります これらのコンポーネント間のエネルギー交換により法則は減衰します。 次に続きます 現時点での値が正しい桁数であることを確認します。 私たちも 物性物理学のプリズムを通して他の問題を検討してください。 ブラックホールやプランク定数なども含まれます。 |
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| Recent years have seen rapid progress in calculations of gravitational waveforms from asymmetric compact binaries containing spinning secondaries. Here we outline a complete waveform-generation scheme, through first post-adiabatic order (1PA) in gravitational self-force theory, for generic secondary spin and generic (eccentric, precessing) orbital configurations around a generic Kerr primary. We emphasize the utility of a Fermi-Walker frame in parametrizing the secondary spin, and we analyse precession and nutation effects in the spin-orbit dynamics. We also explain convenient gauge choices within the waveform-generation scheme, and the gauge invariance of the resulting waveform. Finally, we highlight that, thanks to recent results due to Grant and Witzany et al., all relevant spin effects at 1PA order can now be computed without evaluating local self-forces or torques. | 近年、重力の計算は急速に進歩しています。 回転セカンダリを含む非対称コンパクト バイナリからの波形。 ここでは、最初から最後まで、完全な波形生成スキームの概要を説明します。 重力自力理論における後断熱秩序 (1PA)、一般的なもの 二次スピンと一般的な (偏心、歳差運動) 軌道構成 一般的なカープライマリーを中心に。 Fermi-Walker フレームの実用性を重視 二次スピンをパラメータ化し、歳差運動と章動を分析します。 スピン軌道ダイナミクスにおける効果。 便利なゲージの選び方も解説 波形生成スキーム内、およびゲージ不変性 結果の波形。 最後に、次のことを強調します。 Grant と Witzany らによると、1PA 次の関連するすべてのスピン効果は現在、 局所的な自力やトルクを評価せずに計算されます。 |
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| The anticipated observation of the gravitational microlensing of gravitational waves (GWs) promises to shed light on a host of astrophysical and cosmological questions. However, extracting the parameters of the lens from the modulated GWs requires accurate modeling of the lensing amplification factor, accounting for wave-optics effects. Analytic solutions to the lens equation have not been found to date, except for a handful of simplistic lens models. While numerical solutions to this equation have been developed, the time and computational resources required to evaluate the amplification factor numerically make large-scale parameter estimation of the lens (and source) parameters prohibitive. On the other hand, surrogate modeling of GWs has proven to be a powerful tool to accurately, and rapidly, produce GW templates at arbitrary points in parameter space, interpolating from a finite set of available waveforms at discrete parameter values. In this work, we demonstrate that surrogate modeling can also effectively be applied to the evaluation of the time-domain microlensing amplification factor $\widetilde{F}(t)$, for arbitrary lens configurations. We show this by constructing $\widetilde{F}(t)$ for two lens models, viz. point-mass lens, and singular isothermal sphere. We benchmark the evaluation times, and accuracy, of the surrogate microlensed templates, and show that indeed surrogate modeling is a powerful tool to make large-scale parameter estimation in the context of microlensed GWs practicable. | 予想される重力マイクロレンズの観測 重力波 (GW) は、さまざまな天体物理学や宇宙物理学に光を当てると期待されています。 宇宙論的な質問。 ただし、レンズのパラメータを抽出すると、 変調された GW にはレンズ増幅率の正確なモデリングが必要です。 波動光学効果を考慮しています。 レンズ方程式の解析的解法 少数の単純なレンズモデルを除いて、現在まで見つかっていません。 この方程式の数値解は開発されていますが、時間と 増幅率の評価に必要な計算リソース レンズ (および光源) の大規模パラメータ推定を数値的に行う パラメータは禁止されています。 一方、GW のサロゲート モデリングは次のことを証明しています。 GW テンプレートを正確かつ迅速に作成するための強力なツールになります。 パラメータ空間内の任意の点、有限集合から補間 離散パラメータ値で利用可能な波形。 この作業では、 サロゲート モデリングは、次の評価にも効果的に適用できます。 時間領域のマイクロレンズ増幅率 $\widetilde{F}(t)$、 任意のレンズ構成。 $\widetilde{F}(t)$ を構築することでこれを示します。 2 つのレンズ モデルの場合、つまり質点レンズ、特異等温球。 私たちは 代用マイクロレンズの評価時間と精度のベンチマーク テンプレートを使用し、実際にサロゲート モデリングが強力なツールであることを示します。 マイクロレンズ付き GW のコンテキストでの大規模パラメータ推定が実現可能。 |
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| Cosmological solitons are widely predicted by scenarios of the early Universe. In this work, we investigate the isotropic background and anisotropies of gravitational waves (GWs) induced by soliton isocurvature perturbations, especially considering the effects of non-Gaussianity in these perturbations. Regardless of non-Gaussianity, the energy-density fraction spectrum of isocurvature-induced GWs approximately has a universal shape within the perturbative regime, thus serving as a distinctive signal of solitons. We derive the angular power spectrum of isocurvature-induced GWs to characterize their anisotropies. Non-Gaussianity plays a key role in generating anisotropies through the couplings between large- and small-scale isocurvature perturbations, making the angular power spectrum to be a powerful probe of non-Gaussianity. Moreover, the isocurvature-induced GWs have nearly no cross-correlations with the cosmic microwave background, providing a new observable to distinguish them from other GW sources, e.g., GWs induced by cosmological curvature perturbations enhanced at small scales. Therefore, detection of both the isotropic background and anisotropies of isocurvature-induced GWs could reveal important implications for the solitons as well as the early Universe. | 宇宙論的ソリトンは、初期のシナリオによって広く予測されています。 宇宙。 この研究では、等方性バックグラウンドを調査し、 ソリトンの等曲率によって誘起される重力波 (GW) の異方性 摂動、特にこれらの非ガウス性の影響を考慮して 混乱。 非ガウス性とは関係なく、エネルギー密度分率 等曲率誘起 GW のスペクトルは、ほぼ内部で普遍的な形状を持っています。 したがって、ソリトンの特徴的な信号として機能します。 私たちは 特性を明らかにするために等曲率誘起 GW の角パワー スペクトルを導出する それらの異方性。 非ガウス性は異方性の生成に重要な役割を果たします 大規模な等曲率と小規模な等曲率の間の結合を通じて 摂動、角パワースペクトルを強力なプローブにします。 非ガウス性。 さらに、等曲率誘起 GW にはほとんど影響がありません。 宇宙マイクロ波背景放射との相互相関により、新しい 他のGW発生源、例えば、によって誘発されたGWと区別するために観察可能 宇宙論的な曲率の摂動は小さなスケールで強化されます。 したがって、 等方性バックグラウンドと異方性の両方の検出 等曲率誘起GWはソリトンに対する重要な意味を明らかにする可能性がある 初期の宇宙も同様です。 |
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| General relativistic effects are strong near the black hole of an X-ray binary and significantly impact the total energy released at the innermost accretion disk's region. Our goal is to fully incorporate the black hole's spin and all the general relativistic effects on the observed spectra coming from X-ray binary systems while maintaining the simplicity of the standard disk model. That is possible by appropriately shifting only the disk's inner radius. We employ some of the most efficient pseudo-Newtonian potentials around Kerr black holes and derive two generalized disk temperature profiles, thus incorporating the spin's contribution to the thermal spectra. Then, we associate the observed radiative efficiency with the emission pattern featuring all the relativistic effects included in the kerrbb model, obtaining an expression about the modified inner radius of the disk. Moreover, we apply this method to Cygnus X-1 by fitting the observational data obtained during its high/soft and hard/low spectral states. The fully relativistic spectra are reproduced to a very good approximation with an error margin of 0.03-4%. The disk is parameterized by a modified innermost radius within the range of $(0.2-2)R_{ISCO}$, depending on the source's viewing angle and black hole spin. Relativistic effects near the black hole make an otherwise standard accretion disk with inclination $\theta <60^{\circ}$ seem truncated to larger radii to a distant observer. On the other hand, an edge-on view of the disk gives the perspective of being pulled closer to the central object than the respective ISCO radius. In addition, we show that the observational data of Cygnus X-1 can be satisfactorily fitted by employing a reasonably simple lepto-hadronic jet model and a hybrid thermal/non-thermal corona along with the Kerr-adjusted standard accretion disk. | X線のブラックホール付近では一般相対論的効果が強い バイナリであり、最も内側で放出される総エネルギーに大きな影響を与えます。 降着円盤の領域。 私たちの目標は、ブラックホールの回転を完全に取り込むことです そして、観察されたスペクトルに対するすべての一般相対論的効果は、 標準ディスクのシンプルさを維持しながら X 線バイナリ システムを実現 モデル。 これは、ディスクの内半径のみを適切にシフトすることで可能になります。 私たちは、カーの周りで最も効率的な擬ニュートン ポテンシャルのいくつかを採用しています。 ブラック ホールを解析し、2 つの一般化されたディスク温度プロファイルを導き出します。 熱スペクトルへのスピンの寄与を組み込む。 それから、私たちは 観察された放射効率を特徴的な放射パターンと関連付けます。 kerrbb モデルに含まれるすべての相対論的効果を取得し、 ディスクの変更された内半径に関する式。 さらに、これを応用すると、 はくちょう座 X-1 の観測データをフィッティングすることにより、この方法を確立しました。 高/ソフトおよびハード/ローのスペクトル状態。 完全相対論的スペクトルは次のとおりです。 誤差範囲は 0.03 ～ 4% で、非常に良好な近似値で再現されました。 の ディスクは、範囲内の変更された最内半径によってパラメータ化されます。 $(0.2-2)R_{ISCO}$、ソースの視野角とブラック ホールの回転に応じて。 ブラックホール近くの相対論的効果は、それ以外の場合は標準的な降着を引き起こす $\theta <60^{\circ}$ の傾斜を持つ円盤は、半径が大きくなるにつれて切り詰められているように見えます。 遠くの観察者。 一方、ディスクを真横から見ると、 それぞれのオブジェクトよりも中心のオブジェクトに引き寄せられる視点 ISCO 半径。 さらに、はくちょう座 X-1 の観測データから、 合理的に単純なレプトハドロンジェットを採用することで満足のいくフィットが得られる モデルとハイブリッド熱/非熱コロナとカー調整 標準的な降着円盤。 |
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| Nonlinear simulations of neutron star mergers are complicated by the need to represent turbulent dynamics. As we cannot (yet) perform simulations that resolve accurately both the gravitational-wave scale and the smallest scales at which magneto/hydrodynamic turbulence plays a role, we need to rely on approximations. Addressing this problem in the context of large-eddy models, we outline a coherent Lagrangian filtering framework that allows us to explore the many issues that arise, linking conceptual problems to practical implementations and the interpretation of the results. We develop understanding crucial for quantifying unavoidable uncertainties in current and future numerical relativity simulations and consider the implications for neutron-star parameter estimation and constraints on the equation of state of matter under extreme conditions. | 中性子星合体の非線形シミュレーションは、以下の必要性により複雑になります。 乱流のダイナミクスを表現します。 私たちは（まだ）次のようなシミュレーションを実行できません。 重力波スケールと最小スケールの両方を正確に解決します。 磁気/流体力学的乱流がどのような役割を果たしているかに依存する必要があります。 近似。 大きな渦モデルのコンテキストでこの問題に対処するために、私たちは を探索できる一貫したラグランジュ フィルタリング フレームワークの概要を説明します。 概念的な問題を現実的な問題に結びつける、多くの問題が発生する 実装と結果の解釈。 私たちは理解を深めます 現在および将来の避けられない不確実性を定量化するために重要 数値相対性理論シミュレーションと中性子星への影響の検討 パラメータ推定と物質の状態方程式の制約 極限状態。 |
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| We present a proof-of-principle implementation of the first fully covariant filtering scheme applied to relativistic fluid turbulence. The filtering is performed with respect to special observers, identified dynamically as moving with the "bulk of the flow". This means that filtering does not depend on foliations of spacetime but rather on the intrinsic fibration traced out by the observers. The covariance of the approach means that the results may be lifted into an arbitrary, curved spacetime. This practical step follows theoretical work showing that the residuals introduced by filtering a fine-scale ideal fluid can be represented by a non-ideal fluid prescription at the coarse scale. We interpret such non-ideal terms using a simple first-order gradient model, which allows us to extract effective turbulent viscosities and conductivity. A statistical regression on these terms shows that the majority of their variation may be explained by the thermodynamic properties of the filtered fluid and invariants of its flow, such as the shear and vorticity. This serves as a validation of the method and enables us to fit a functional, power-law form for the non-ideal coefficients -- an approach that may be used practically to give a sub-grid closure model in large-eddy simulations. | 最初の完全共変の原理証明実装を紹介します。 相対論的流体乱流に適用されるフィルタリングスキーム。 フィルタリングは、 特別な観察者に対して実行され、移動しているものとして動的に識別される 「流れの大部分」で。 これは、フィルタリングが依存しないことを意味します。 時空の葉状構造ではなく、むしろ、 観察者たち。 アプローチの共分散は、結果が向上する可能性があることを意味します 任意の曲がった時空へ。 この実際的なステップは理論に従っています 細かいスケールの理想をフィルタリングすることによって残差が導入されることを示す研究 流体は、粗いスケールでの非理想的な流体処方によって表現される可能性があります。 このような非理想的な項を、単純な一次勾配モデルを使用して解釈します。 これにより、効果的な乱流粘度と導電率を抽出することができます。 あ これらの用語の統計的回帰では、その用語の大部分が 変動は、フィルタリングされたものの熱力学的特性によって説明される可能性があります。 流体とその流れの不変量（せん断や渦度など）。 これは役に立ちます メソッドの検証として機能し、関数的なべき乗則を当てはめることができます。 非理想的な係数の形式 -- 実際に使用できるアプローチ ラージ渦シミュレーションでサブグリッド閉包モデルを提供します。 |
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| We point out that the contribution to the $\mathcal{O}(G^4)$ angular momentum loss for two-body scattering involving two radiation modes, $J_\text{2rad}$, is determined by the radiation-reaction contribution to the one-loop waveform. The latter is proportional to the tree-level one, and this reduces the calculation of $J_\text{2rad}$ to cut two-loop integrals. We exploit this simplification, which follows from unitarity, to obtain a closed-form expression for $J_\text{2rad}$ for generic velocities, which resums all fractional post-Newtonian (PN) corrections to the $\mathcal{O}(G^4)$ angular momentum loss starting at 1.5PN. | $\mathcal{O}(G^4)$ 角運動量への寄与は 2 つの放射モードを含む二体散乱の損失 $J_\text{2rad}$ は次のようになります。 1 ループ波形への放射線反応の寄与によって決定されます。 の 後者はツリーレベルのものに比例し、これにより計算が削減されます。 $J_\text{2rad}$ の 2 ループ積分をカットします。 この単純化を利用して、 これはユニタリティーから導かれ、次の閉形式を取得します。 $J_\text{2rad}$ は一般的な速度の場合で、すべての小数部分を合計します。 $\mathcal{O}(G^4)$ 角運動量損失に対するポストニュートン (PN) 補正 1.5PNから。 |
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| We explore the connection of a general relativistic matter-energy momentum tensor with the polynomial degeneracies of higher order curvature invariants defined in Riemannian geometry. The degeneracies enforce additional constraints on the energy-momentum tensor components. Due to these constraints the formation of a curvature singularity, for instance during a gravitational collapse can no longer be treated as inevitable. We find that there can be a formation of singularity iff the interior fluid evolves into (i) a pressure-less dust, (ii) an isotropic sphere or (iii) a distribution with negative pressure. | 一般相対論的な物質とエネルギーの運動量の関係を探ります 高次の曲率不変量の多項式縮退を伴うテンソル リーマン幾何学で定義されています。 縮退により追加の制約が強制される エネルギー運動量テンソル成分に関する。 これらの制約により、 曲率特異点の形成、たとえば重力の影響による 崩壊はもはや避けられないものとして扱うことはできません。 可能性があることがわかりました。 内部流体が (i) a に進化した場合の特異点の形成 圧力のない塵、(ii) 等方性球、または (iii) 分布 負圧。 |
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| A Chern-Simons interaction between a pseudo-scalar field and a U(1) gauge field results in the generation of a chiral gravitational wave background. The detection of this signal is contrasted by the fact that this coupling also generates primordial scalar perturbations, on which strong limits exist, particularly at CMB scales. In this study, we propose a new extension of this mechanism characterized by a non-canonical kinetic term for the pseudo-scalar. We find that a decrease of the sound speed of the pseudo-scalar field highly suppresses the sourced scalar with respect to the sourced tensor modes, thus effectively allowing for the production of a greater tensor signal. Contrary to the case of a canonical axion inflaton, it is in this case possible for the sourced tensor modes to dominate over the vacuum ones without violating the non-Gaussianity constraints from the scalar sector, which results in a nearly totally polarized tensor signal at CMB scales. We also study the extension of this mechanisms to the multiple field case, in which the axion is not the inflaton. | 擬似スカラー場と U(1) ゲージ間のチャーン・シモンズ相互作用 場の結果としてキラル重力波背景が生成されます。 の この信号の検出は、この結合もまた、 強い制限が存在する原始スカラー摂動を生成します。 特にCMBスケールでは。 この研究では、これを新たに拡張したものを提案します。 擬似スカラーの非標準的な運動項によって特徴付けられるメカニズム。 擬似スカラー場の音速の減少が非常に大きいことがわかりました。 ソースのテンソル モードに関してソースのスカラーを抑制します。 効果的に、より大きなテンソル信号の生成が可能になります。 とは反対に カノニカルアクシオンインフレトンの場合、この場合、 ソースされたテンソル モードが、真空モードを侵害することなく支配されます。 スカラーセクターからの非ガウス性制約により、ほぼ CMB スケールでの完全に偏光したテンソル信号。 の拡張についても研究しています。 このメカニズムは、アクシオンがフィールドではない複数フィールドの場合に適用されます。 インフレトン。 |
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| We perform the thermal Renormalization Group (RG) study of the Asymptotically Safe (AS) quantum gravity in the Einstein-Hilbert truncation by relating the temperature parameter to the running RG scale as $T \equiv k_T = \tau k$ (in natural units) in order to determine its thermal evolution in terms of the dimensionless temperature $\tau$ which is associated with the temperature of the expanding Universe. Thus, $k_T$ and $k$ are understood as running cutoffs for thermal and quantum fluctuations, respectively. Quantum effects are taken into account by moving along the thermal RG trajectory with fixed value of $\tau$ producing the quantum effective action at a given dimensionless temperature. The $\tau$-evolution of the dimensionless Newton coupling $g(\tau)$ and the dimensionless cosmological constant $\lambda(\tau)$ results in a vanishing $g$-coordinate of the Reuter (i.e., non-Gaussian UV) fixed point in the high temperature limit ($\tau \to \infty$) which means that only the symmetric phase of AS gravity survives at $\tau = \infty$. | 漸近的に熱繰り込み群 (RG) スタディを実行します。 アインシュタイン・ヒルベルト切断における安全 (AS) 量子重力 実行中の RG スケールの温度パラメータを $T \equiv k_T = \tau k$ (in 自然単位）の観点からその熱進化を決定するために 無次元温度 $\tau$ は次の温度に関連付けられます。 広がり続ける宇宙。 したがって、$k_T$ と $k$ は実行中のカットオフとして理解されます。 それぞれ熱揺らぎと量子揺らぎの場合。 量子効果が取られる の固定値で熱 RG 軌道に沿って移動することによって考慮されます。 $\tau$ は与えられた無次元で量子有効作用を生成します 温度。 無次元ニュートン結合の $\tau$ 進化 $g(\tau)$ と無次元宇宙定数 $\lambda(\tau)$ の結果 ロイター (つまり、非ガウス UV) 固定点の消失 $g$ 座標内 高温限界 ($\tau \to \infty$) にあるということは、 AS 重力の対称位相は $\tau = \infty$ で存続します。 |
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| We derive soft theorems for on-shell scattering amplitudes from non-linearly realised global space-time symmetries, arising from the flat space and decoupling limits of the effective field theories (EFTs) of inflation, while taking particular care of on-shell limits, soft limits, time-ordered correlations, momentum derivatives, energy-momentum conserving delta functions and $i\varepsilon$ prescriptions. Intriguingly, contrary to common belief, we find with a preferred soft hierarchy among the soft momentum $q$, on-shell residue $p_a^0 \pm E_a$, and $\varepsilon$, the soft theorems do not have dependence on off-shell interactions, even in the presence of cubic vertices. We also argue that the soft hierarchy is a natural choice, ensuring the soft limit and on-shell limit commute. Our soft theorems depend solely on on-shell data and hold to all orders in perturbation theory. We present various examples including polynomial shift symmetries, non-linear realisation of Lorentz boosts and dilatations on how the soft theorems work. We find that the collection of exchange diagrams whose soft momenta are associated with cubic vertices, that are indeterminate in the soft limit, exhibits an enhanced soft scaling. The enhanced soft scaling explains why the sum of such diagrams do not enter the soft theorems non-trivially. We further apply the soft theorems to bootstrap the scattering amplitudes of the superfluid and scaling superfluid EFTs, finding agreement with the Hamiltonian analysis. | 非線形からシェル上散乱振幅のソフト定理を導き出します。 平らな空間から生じるグローバルな時空の対称性を実現し、 インフレの実効場理論（EFT）の限界を切り離す一方で、 シェル上の制限、ソフト制限、時間順に特に注意する 相関、運動量導関数、エネルギー運動量保存デルタ関数 そして$i\varepsilon$の処方箋。 興味深いことに、一般的な考えに反して、私たちは シェル上で、ソフトモメンタム $q$ の中から優先されるソフト階層を見つけます。 剰余 $p_a^0 \pm E_a$ と $\varepsilon$、ソフト定理には次の条件がありません。 立方体の頂点が存在する場合でも、オフシェル相互作用に依存します。 また、ソフト階層は自然な選択であり、ソフトな階層構造を保証すると主張します。 制限とオンシェル制限の通勤。 私たちのソフト定理はオンシェルのみに依存します データを取得し、摂動理論のすべての次数を保持します。 様々な事例をご紹介します 多項式シフト対称、ローレンツ ブーストの非線形実現を含む そしてソフト定理がどのように機能するかについて詳しく説明します。 のコレクションであることがわかります。 ソフトモーメンタが立方体の頂点に関連付けられている図を交換します。 ソフトリミットでは不定であり、強化されたソフトスケーリングを示します。 の 強化されたソフト スケーリングは、このような図の合計が 自明ではないソフト定理。 さらにソフト定理をブートストラップに適用します。 超流体 EFT とスケーリング超流体 EFT の散乱振幅、 ハミルトン分析との一致が見られます。 |
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| In any diffeomorphism invariant theory of gravity, one can define a Noether charge arising from the invariance of the Lagrangian under diffeomorphisms. We have determined the Noether charge for scalar-tensor theories of gravity, in which case the gravity is mediated by the metric tensor as well as by a scalar degree of freedom. In particular, we demonstrate that the total Noether charge within an appropriate spatial volume can be related to the heat content of the boundary surface. For static spacetimes, in these theories, there exist an ``equipartition" between properly defined bulk and surface degrees of freedom. While the dynamical evolution of spacetime in these theories of scalar-tensor gravity arises due to the departure from the equipartition regime. These results demonstrate that thermodynamical interpretations for gravitational theories transcend Einstein and Lovelock theories of gravity, holding true for theories with additional scalar degrees of freedom as well. Moreover, they hold in both the Jordan and the Einstein frames. However, it turns out that there are two dynamically equivalent representations of the scalar-tensor theory in the Jordan frame, differing by total derivatives in the action, which are thermodynamically inequivalent. This depicts the importance of having a thermodynamic description, which can be used in distinguishing various dynamically equivalent representations of gravity theories beyond Einstein. | 重力の微分同相不変理論では、ネーターを定義できます。 微分同相写像の下でのラグランジュの不変性から生じる電荷。 私たちは 重力のスカラーテンソル理論のネーター電荷を決定しました。 この場合、重力はスカラーだけでなく計量テンソルによっても媒介されます。 自由度。 特に、総ネーター電荷が 適切な空間体積内の熱量は、 境界面。 静的な時空の場合、これらの理論では、 適切に定義されたバルク自由度と表面自由度の間の「等分配」。 これらのスカラーテンソル理論における時空の動的進化は、 重力は、等分配体制からの逸脱により生じます。 これら 結果は、重力の熱力学的解釈を示しています。 理論はアインシュタインとラブロックの重力理論を超え、次のことに当てはまります。 追加のスカラー自由度を備えた理論も同様です。 さらに、彼らは、 ジョーダンとアインシュタインの両方のフレームで。 しかし、あることが判明しました は、次のスカラー テンソル理論の 2 つの動的に等価な表現です。 ジョーダン フレーム。 アクション内の微分合計によって異なります。 熱力学的に等価ではありません。 これは、 熱力学的記述。 さまざまな区別に使用できます。 アインシュタインを超えた重力理論の動的等価表現。 |
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| Based on the entropy of anti-de Sitter black hole, a new holographic dark energy model has been proposed. When the Hubble horizon and particle horizon are chosen as the IR cutoff, the late-time accelerated expansion of universe is realized. In this paper, we consider the Hubble horizon as the IR cutoff to investigate holographic inflation and slow-roll inflation in this model. We find that slow-roll inflation with the chaotic potential $V_{0}\phi^{n}$ is favored by Planck results for some special cases, such as $n=1/3$ and $n=1/2$, while holographic inflation is not supported by Planck results. Then, we use the dynamical analysis method, statefinder diagnostic pairs, and the Hubble diagram to analyze this model. Our results indicate that when $b^{2}$ takes a small value, this model cannot be distinguished from the standard $\Lambda$CDM model and can serve as an alternative to it. | 反ド・ジッターブラックホールのエントロピーに基づいた、新しいホログラフィックダーク というエネルギーモデルが提案されています。 ハッブル地平線と粒子地平線のとき が IR カットオフとして選択されている場合、宇宙の後期加速膨張は 気がついた。 この論文では、ハッブル地平線を赤外線カットオフとして考慮します。 このモデルでホログラフィック インフレーションとスローロール インフレーションを調査します。 私たちは カオス潜在力 $V_{0}\phi^{n}$ を伴うスローロールインフレが次であることを見つけてください。 $n=1/3$ や $n=1/2$ など、いくつかの特殊なケースではプランクの結果が優先されます。 一方、ホログラフィックインフレーションはプランクの結果によって裏付けられていません。 次に、使用します 動的解析手法、ステートファインダー診断ペア、およびハッブル このモデルを分析するための図。 私たちの結果は、$b^{2}$ が 値が小さいため、このモデルは標準の $\Lambda$CDM と区別できません モデルであり、その代替として機能します。 |
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| We show that encrypted cloning of unknown quantum states is possible. Any number of encrypted clones of a qubit can be created through a unitary transformation, and each of the encrypted clones can be decrypted through a unitary transformation. The decryption of an encrypted clone consumes the decryption key, i.e., only one decryption is possible, in agreement with the no-cloning theorem. A possible application of encrypted cloning is to enable encrypted quantum multi-cloud storage. Beyond applications in cryptography, encrypted cloning could provide a form of redundancy, parallelism, fault tolerance or scalability where direct duplication is forbidden by the no-cloning theorem. | 未知の量子状態の暗号化されたクローン作成が可能であることを示します。 どれでも ユニタリーを通じて量子ビットの暗号化されたクローンを多数作成できる 変換し、暗号化された各クローンは、 ユニタリ変換。 暗号化されたクローンを復号化すると、 復号化キー、つまり、 複製禁止定理。 暗号化されたクローン作成の応用として考えられるのは、 暗号化された量子マルチクラウド ストレージ。 暗号化の応用を超えて、 暗号化されたクローン作成は、ある種の冗長性、並列性、障害を提供する可能性があります 直接の複製が禁止されている場合の耐性またはスケーラビリティ 複製禁止定理。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We provide an improved definition of new conserved quantities derived from the energy-momentum tensor in curved spacetime by introducing an additional scalar function. We find that the conserved current and the associated conserved charge become geometric under a certain initial condition of the scalar function, and show that such a conserved geometric current generally exists in curved spacetime. Furthermore, we demonstrate that the geometric conserved current agrees with the entropy current in an effective theory of a perfect fluid, thus the conserved charge is the total entropy of the system. While the geometric charge can be regarded as the entropy for a nondissipative fluid, its physical meaning should be investigated for more general cases. | 私たちは、以下から導き出される新しい保存量の改良された定義を提供します。 追加の導入による湾曲時空のエネルギー運動量テンソル スカラー関数。 保存電流とそれに関連する電流が 保存電荷は、特定の初期条件下で幾何学的になります。 スカラー関数を使用し、そのような保存された幾何学的電流が一般的に存在することを示します。 曲がった時空に存在する。 さらに、幾何学的な 保存電流は、有効理論におけるエントロピー電流と一致します。 完全な流体であるため、保存電荷は系の全エントロピーとなります。 幾何学的電荷は非散逸のエントロピーとみなすことができますが、 流体である場合、その物理的意味は、より一般的な場合について調査する必要があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In June 2023, multiple pulsar timing array collaborations provided evidence for the existence of a stochastic gravitational wave background. Scalar induced gravitational waves (SIGWs), as one of the most likely sources of stochastic gravitational waves, have received widespread attention. When primordial curvature perturbations on small scales are sufficiently large, \acp{PBH} inevitably form, concurrently producing SIGWs with significant observable effects. These SIGWs can serve as an additional radiation component, influencing the relativistic degrees of freedom $N_{\text{eff}}$. Taking into account primordial non-Gaussianity, we study the energy density spectrum of SIGWs up to the third order and use the current observational data of $N_{\text{eff}}$ to constrain small-scale primordial curvature perturbations and the abundance of \acp{PBH}. | 2023 年 6 月、複数のパルサー タイミング アレイのコラボレーションにより証拠が提供されました 確率的重力波背景の存在のため。 スカラー誘導 確率論的発生源の可能性が最も高いものの 1 つとしての重力波 (SIGW) 重力波は広く注目を集めています。 原始的なとき 小さなスケールでの曲率摂動は十分に大きい、 \acp{PBH} 必然的に形成され、同時に重要な観測可能な SIGW が生成されます。 効果。 これらの SIGW は追加の放射コンポーネントとして機能できます。 相対論的自由度 $N_{\text{eff}}$ に影響を与えます。 取り込む 原始的な非ガウス性を考慮して、次のエネルギー密度スペクトルを研究します。 3 次までの SIGW を使用し、現在の観測データを使用します。 $N_{\text{eff}}$ は小規模な原始曲率摂動を制限します そして豊富な\acp{PBH}。 |
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| We construct several solutions of effective actions for string theories beyond the supergravity approximation utilizing the framework of the Double Field Theory (DFT). The DFT effective actions, which are well suited for accommodating abelian and non-abelian T dualities, are naturally written in terms of modified connections and curvatures with torsion. We construct the most general solutions with vanishing modified torsion, and such geometries don't receive quantum corrections. We also compute the leading $\alpha'$ corrections to several supergravity solutions, including a pair of geometries related by a non-abelian T duality. | 弦理論に対する効果的なアクションのいくつかの解決策を構築します Double のフレームワークを利用した超重力近似を超えた 場の理論 (DFT)。 DFT の効果的なアクションは、次のような場合に適しています。 アーベル T 双対性と非アーベル T 双対性を考慮したものは、当然次のように記述されます。 ねじれを伴う修正された接続と曲率の用語。 私たちは、 修正ねじれが消滅する最も一般的な解決策、およびそのようなジオメトリ 量子補正を受け取りません。 先頭の $\alpha'$ も計算します ジオメトリのペアを含む、いくつかの超重力ソリューションの修正 非アーベル T 双対性によって関連付けられます。 |
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| Through the Rossiter-McLaughlin effect, several hot Jupiters have been found to exhibit spin-orbit misalignment, and even retrograde orbits. The high obliquity observed in these planets can be attributed to two primary formation mechanisms, as summarized in the existing literature. First, the host star's spin becomes misaligned with the planetary disk during the late stages of star formation, primarily due to chaotic accretion and magnetic interactions between the star and the planetary disk. Second, the orbital inclination of an individual planet can be excited by dynamical processes such as planet-planet scattering, the Lidov-Kozai cycle, and secular chaos within the framework of Newtonian mechanics. This study introduces a third mechanism, where, within the framework of general relativity, the post-Newtonian spin-orbit coupling term induces precession of the host star's spin around the orbital angular momentum. The orbital inclination, relative to a reference plane, can expand the range of deviation in the spatial orientation of the bodies' spins from the plane's normal. The varying amplitude and period of spin precession for both the star and the planet are derived theoretically, and the results, which can be applied without restriction, agree well with numerical simulations. | ロシター・マクラフリン効果により、いくつかのホットジュピターが発見されている スピン軌道のずれ、さらには逆行軌道も見られます。 高い これらの惑星で観察される傾斜は、2 つの主な地層に起因すると考えられます。 既存の文献にまとめられているメカニズム。 まず、ホストスターの 星の後期段階でスピンが惑星円盤とずれるようになる 主にカオス的な降着とそれらの間の磁気相互作用による形成。 恒星と惑星円盤。 第二に、軌道傾斜角 個々の惑星は、惑星間のような力学的プロセスによって励起される可能性があります 散乱、リドフ・香西サイクル、そして世俗的カオスの枠組みの中で ニュートン力学。 この研究では 3 番目のメカニズムを導入しています。 一般相対性理論の枠組み、ポストニュートンスピン軌道結合項 軌道角運動量を中心とした主星の自転の歳差運動を引き起こします。 基準面に対する軌道傾斜角により、範囲を拡大できます。 物体のスピンの平面からの空間的方向の偏差 普通。 両方の星のスピン歳差運動の振幅と周期の変化 と惑星は理論的に導出され、その結果は応用可能です 制限なく、数値シミュレーションとよく一致します。 |
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| Modified Gravity Theories (MGTs) are extensions of General Relativity (GR) in its standard formulation. In light of this premise, we employ Heisenberg's non-perturbative approach to promote the three-dimensional Einstein-Hilbert theory to a modified $f(R)$ gravity. Within this context, we investigate a cosmological system composed of a black hole (BH) surrounded by Maxwell-Higgs vortices, forming the BH-vortex system. In the case of linear $f(R)$ gravity derived from quantum metric fluctuations, one shows the existence of a three-dimensional ring-like BH-vortex system with quantized magnetic flux. Within this system, one notes the BH at $r=0$ and its event horizon at $r= r_0$, while the magnetic vortices are at $r\in (r_0, \infty)$. A remarkable result is the constancy of the Bekenstein-Hawking temperature ($T_H$), regardless of MGTs and vortex parameters. This invariance of $T_H$ suggests that the BH-vortex system reaches thermodynamic stability. Unlike the standard theory of Maxwell-Higgs vortices in flat spacetime, in $f(R)$ gravity, the vortices suffer the influence of the BH's event horizon. This interaction induces perturbations in the magnetic vortex profile, forming cosmological ring-like magnetic structures. | 修正重力理論 (MGT) は、一般相対性理論 (GR) の拡張です。 その標準的な配合。 この前提に照らして、我々はハイゼンベルクの 3次元アインシュタイン・ヒルベルトを促進する非摂動的アプローチ 修正 $f(R)$ 重力理論。 この文脈の中で、私たちは次のことを調査します。 マクスウェル・ヒッグスに囲まれたブラックホール（BH）で構成される宇宙系 渦、BH 渦システムを形成します。 線形 $f(R)$ 重力の場合 量子計量の変動から導出されたものは、 量子化された磁束を備えた 3 次元のリング状 BH 渦システム。 この系内では、BH が $r=0$ にあり、その事象の地平線が $r= にあることがわかります。 r_0$、磁気渦は $r\in (r_0, \infty)$ にあります。 注目に値する 結果はベケンシュタイン・ホーキング温度 ($T_H$) の恒常性です。 MGT や渦パラメータには関係ありません。 $T_H$ の不変性は次のことを示唆しています。 BH 渦システムが熱力学的安定に達することを確認します。 標準とは異なります 平らな時空、 $f(R)$ 重力におけるマクスウェル・ヒッグス渦の理論 渦は BH の事象の地平線の影響を受けます。 このやりとり 磁気渦のプロファイルに摂動を引き起こし、宇宙論的な構造を形成します。 リング状の磁気構造。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we obtained exact solutions of Einstein's field equations for plane symmetric cosmological models by assuming that thy admit conformal motion. The space-time geometry of these solutions is found to be nonsingular, non-vacuum and conformally flat. We have shown that in the case of a perfect fluid, these solutions have an energy-momentum tensor possessing dark energy with negative pressure and the energy equation of state is $\rho +p=0$. We have shown that a fluid has acceleration, rotation, shear-free, vanishing expansion, and rotation. In the case of a cosmic string cloud, we found that the tension density and particle density decrease as the fluid moves along the direction of the strings, then vanish at infinity. We shown that the exact conformal solution for a static plane symmetric model reduces to the the well-known anti-De Sitter space time. We obtained that the space-time under consideration admits a conformal vector field orthogonal to the four-velocity vector and does not admits a vector parallel to the four-velocity vector. Some physical and kinematic properties of the resulting models are also discussed. | この研究では、次のアインシュタインの場方程式の正確な解を得ました。 等角を認めると仮定することによる面対称宇宙論モデル モーション。 これらの解の時空幾何学形状は特異ではないことがわかり、 非真空で共形的に平らです。 完璧な場合には、 流体であるため、これらの溶液には、暗黒エネルギーを有するエネルギー運動量テンソルが含まれています。 負圧の場合、エネルギー状態方程式は $\rho +p=0$ です。 我々は持っています 流体には加速、回転、せん断のない膨張、消失膨張があることが示されています。 そして回転。 宇宙ひも雲の場合、張力が 流体が次の方向に移動するにつれて、密度と粒子密度は減少します。 文字列は無限遠で消えます。 正確な等角であることを示しました。 静的平面対称モデルの解は、よく知られている次のようになります。 対デ・シッター時空。 検討中の時空が 4 速度ベクトルに直交する等角ベクトル場を認め、 4 速度ベクトルに平行なベクトルは認められません。 いくつかの物理的および 結果として得られるモデルの運動学的特性についても説明します。 |
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| We extract the complex frequency of the lowest quasi-normal mode from the holographically computed entropy density near thermodynamic equilibrium. The system consists of a purely thermal Supersymmetric Yang-Mills N=4 plasma in homogeneous isotropization dynamics. The initial state is far-from-equilibrium, proceeding to thermalization over time. The system evolves to equilibrium entropy forming a stairway pattern. The analysis reveals that the rate of increase of the stairway is twice the decay rate of the lowest quasi-normal mode. This leads us to propose a model explaining how this information is encoded in entropy. The model is extended to consider finite temperature, R-charge density and scalar condensate of the medium, disclosing an additional feature. The system's main dissipation channel may shift to one driven by the scalar condensate, depending on the chemical potential. | から最低の準正規モードの複素周波数を抽出します。 熱力学的平衡に近いホログラフィック計算されたエントロピー密度。 の システムは純粋に熱的な超対称ヤンミルズ N=4 プラズマで構成されています。 均一等方化ダイナミクス。 初期状態は平衡からはほど遠い状態ですが、 時間の経過とともに熱化が進みます。 システムは平衡状態に進化する 階段パターンを形成するエントロピー。 分析の結果、次のことが明らかになりました。 階段の増加は、最低の準正規の減衰率の 2 倍です モード。 これにより、この情報がどのように機能するかを説明するモデルが提案されます。 エントロピーでエンコードされます。 モデルは有限温度を考慮するように拡張され、 媒体の R 電荷密度とスカラー凝縮、追加の情報を明らかにする 特徴。 システムの主な放散チャネルは、 化学ポテンシャルに応じてスカラー凝縮。 |
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| In the framework of general relativity (GR), gravitational waves (GWs) travel at the speed of light across all frequencies. However, massive gravity and weak equivalence principle (WEP) violation may lead to frequency-dependent variations in the propagation speed of GWs, which can be examined by comparing the theoretical and observed discrepancies in the arrival times of GW signals at various frequencies. This provides us with an opportunity to test these theories. For massive gravity, we consider that gravitons may have a nonzero rest mass. For WEP violations, we hypothesize that different massless particles exposed to the same gravitational source should exhibit varying gravitational time delays. The gravitational time delay induced by massive gravitational sources is proportional to $\gamma+1$, where the parameter $\gamma=1$ in GR. Therefore, we can quantify these two deviations using phenomenological parameters $m_g$ and $|\Delta \gamma|$, respectively. In this study, we use selected GW data from binary black hole coalescences in the LIGO-Virgo catalogs GWTC-2.1 and GWTC-3 to place constraints on the parameters $m_g$ and $|\Delta \gamma|$. We analyze the relationship between $m_g$ and luminosity distance,as well as between $|\Delta \gamma|$ and both luminosity distance sky location of GW events to determine the presence of graviton mass and WEP violation. Nevertheless, we find no evidence of such relationships. We also compute Bayes factors for models that assume the existence of graviton mass and WEP violation compared to the standard GW model, respectively. The absolute value of the natural logarithm of the Bayes factor is generally less than 2. Our analysis reveals no significant preference for either model. Additionally, the Bayes factors between these two models do not provide obvious evidence in favor of either one. | 一般相対性理論 (GR) の枠組みでは、重力波 (GW) が伝わります。 すべての周波数にわたって光の速度で。 しかし、重力が大きくて弱いので、 等価原理 (WEP) 違反により、周波数に依存した問題が発生する可能性があります。 比較することで調べることができるGWの伝播速度の変化 GW 信号の到着時間の理論上の矛盾と観察された矛盾 さまざまな周波数で。 これにより、これらをテストする機会が得られます 理論。 大規模な重力の場合、重力子は非ゼロの値を持つ可能性があると考えられます。 残りのミサ。 WEP 違反の場合、さまざまな質量のない粒子が存在すると仮定します。 同じ重力源にさらされた場合でも、さまざまな重力を示すはずです。 時間の遅れ。 巨大な重力によって引き起こされる重力の時間遅れ ソースは $\gamma+1$ に比例します。 ここで、GR のパラメーター $\gamma=1$ です。 したがって、現象学的手法を使用してこれら 2 つの逸脱を定量化できます。 パラメータ $m_g$ と $|\Delta \gamma|$ をそれぞれ指定します。 この研究では、 LIGO-Virgo カタログのバイナリ ブラック ホール合体から選択された GW データ GWTC-2.1 および GWTC-3 はパラメータ $m_g$ および $|\Delta に制約を設定します \ガンマ|$。 $m_g$ と光度距離の関係を次のように分析します。 $|\Delta \gamma|$ と両方の光度距離の空の位置の間も 重力子の質量と WEP 違反の存在を判断するための GW イベント。 それにもかかわらず、そのような関係の証拠は見つかりません。 ベイズも計算します 重力子の存在とWEP違反を仮定したモデルの係数 標準GWモデルとそれぞれ比較。 の絶対値 ベイズ因子の自然対数は一般に 2 未満です。 私たちの分析 どちらのモデルにも大きな好みはありません。 さらにベイズは、 これら 2 つのモデル間の要因は、次のことを支持する明白な証拠を提供しません。 どちらかです。 |
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| Modifications of standard general relativity that bring torsion into a game have a long-standing history. However, no convincing arguments exist for or against its presence in physically acceptable gravity models. In this Letter, we provide an argument based on spectral geometry (using methods of pseudo-differential calculus) that suggests that the torsion shall be excluded from the consideration. We demonstrate that there is no well-defined functional extending to the torsion-full case of the spectral formulation of the Einstein tensor. | ゲームにねじれをもたらす標準的な一般相対性理論の修正 長い歴史があります。 しかし、または 物理的に許容される重力モデルにおけるその存在に反対します。 この手紙では、 スペクトル幾何学に基づいて引数を提供します（次のメソッドを使用します）。 疑似微分法）、ねじれを除外する必要があることを示唆しています。 考察から。 明確に定義された関数が存在しないことを実証します。 アインシュタインのスペクトル定式化のねじれが完全な場合に拡張 テンソル。 |
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| One of the fundamental problems in quantum gravity is to describe the experience of a gravitating observer in generic spacetimes. In this paper, we develop a framework for describing non-perturbative physics relative to an observer using the gravitational path integral. We apply our proposal to an observer that lives in a closed universe and one that falls behind a black hole horizon. We find that the Hilbert space that describes the experience of the observer is much larger than the Hilbert space in the absence of an observer. In the case of closed universes, the Hilbert space is not one-dimensional, as calculations in the absence of the observer suggest. Rather, its dimension scales exponentially with $G_N^{-1}$. Similarly, from an observer's perspective, the dimension of the Hilbert space in a two-sided black hole is increased. We compute various observables probing the experience of a gravitating observer in this Hilbert space. We find that an observer experiences non-trivial physics in the closed universe in contrast to what it would see in a one-dimensional Hilbert space. In the two-sided black hole setting, our proposal implies that non-perturbative corrections to effective field theory for an infalling observer are suppressed until times exponential in the black hole entropy, resolving a recently raised puzzle in black hole physics. While the framework that we develop is exemplified in the toy-model of JT gravity, most of our analysis can be extended to higher dimensions and, in particular, to generic spacetimes not admitting a conventional holographic description, such as cosmological universes or black hole interiors. | 量子重力の基本的な問題の 1 つは、 一般時空における重力観測者の経験。 本稿では、 非摂動物理学を相対的に記述するためのフレームワークを開発する 重力経路積分を使用する観測者。 私たちの提案を次のことに適用します。 閉じられた宇宙に住む観察者とブラックホールの背後に落ちた観察者 地平線。 の経験を記述するヒルベルト空間が存在することがわかります。 観測者は、観測者が存在しない場合のヒルベルト空間よりもはるかに大きくなります。 閉じた宇宙の場合、ヒルベルト空間は一次元ではありません。 観察者がいない場合の計算は示唆しています。 むしろその次元は $G_N^{-1}$ で指数関数的にスケールします。 同様に観察者からすると、 視点から見ると、両面ブラック ホールのヒルベルト空間の次元は次のようになります。 増えた。 私たちは、ある人の経験を調査するさまざまな観測値を計算します。 このヒルベルト空間の重力観測者。 観察者が 閉ざされた宇宙では、それとは対照的に自明ではない物理学を経験する 1次元のヒルベルト空間で見ることになります。 両面ブラックホールの中で この設定では、私たちの提案は、効果的な 落下する観測者の場の理論は指数関数的になるまで抑制される ブラックホールのエントロピーの中で、ブラックホールで最近提起されたパズルを解決する 物理。 私たちが開発するフレームワークは、おもちゃのモデルで例示されていますが、 JT 重力、私たちの分析のほとんどは高次元に拡張でき、 特に、従来のホログラフィックを許容しない一般的な時空に対して 宇宙論的な宇宙やブラック ホールの内部などの説明。 |
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| In this work, we start by examining a spherically symmetric black hole within the framework of non-commutative geometry and apply a modified Newman-Janis method to obtain a new rotating solution. We then investigate its consequences, focusing on the horizon structure, ergospheres, and the black hole's angular velocity. Following this, a detailed thermodynamic analysis is performed, covering surface gravity, Hawking temperature, entropy, and heat capacity. We also study geodesic motion, with particular emphasis on null geodesics and their associated radial accelerations. Additionally, the photon sphere and the resulting black hole shadows are explored. Finally, we compute the quasinormal modes for scalar perturbations using the 6th-order WKB approximation. | この研究では、内部の球対称ブラック ホールを調べることから始めます。 非可換幾何学のフレームワークを使用し、修正された Newman-Janis を適用します。 新しい回転解を得る方法。 その後、その結果を調査します。 地平線の構造、エルゴスフィア、ブラックホールの角度に焦点を当てる 速度。 これに続いて、詳細な熱力学的分析が実行されます。 表面重力、ホーキング温度、エントロピー、熱容量をカバーします。 私たちは また、特にヌル測地線に重点を置き、測地線の動きも研究します。 それらに関連する半径方向の加速度。 さらに、光子球と 結果として生じるブラックホールの影が調査されます。 最後に、準正規を計算します。 6 次 WKB 近似を使用したスカラー摂動のモード。 |
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| We propose a Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker cosmological model with a scalar field that represents dark energy. A new parametrization of the deceleration parameter is introduced of the form $q = 1 + \eta (1 + \mu a^{\eta})$ where $\eta$ and $\mu$ are model parameters. and the compatibility of the model is constrained by recent observational datasets, including cosmic chronometers, Pantheon+ and Baryon Acoustic Observations. By considering a variable deceleration parameter, we address the expansion history of the universe, providing a viable description of the transition from deceleration to acceleration. Using the Markov Chain Monte Carlo method, the parameters of the model are constrained and we examine the cosmological parameters. A comparison is then made with the $\Lambda$CDM model using the latest observations. We examine the history of the main cosmological parameters, such as the deceleration parameter, jerk parameter, snap parameter, density parameter, and equation-of-state parameter, by constraining and interpreting them to reveal insights into what has been dubbed "dynamical dark energy" under the assumptions made above. Our method provides a framework that is independent of the model to explore dark energy, leading to a deeper and more subtle understanding of the mechanisms driving late-time cosmic acceleration. | 我々は、次の条件を備えたフリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー宇宙論モデルを提案します。 ダークエネルギーを表すスカラーフィールド。 の新しいパラメータ化 減速パラメータは $q = 1 + \eta (1 + \mu) の形式で導入されます。 a^{\eta})$ ここで、$\eta$ と $\mu$ はモデル パラメーターです。 そして互換性 モデルの制約は、宇宙を含む最近の観測データセットによって決まります。 クロノメーター、パンテオン + およびバリオン音響観測。 を考慮することで、 可変減速パラメータを使用して、 宇宙、減速から宇宙への移行の実行可能な説明を提供します。 加速度。 マルコフ連鎖モンテカルロ法を使用すると、 モデルに制約を与え、宇宙論的パラメータを調べます。 比較 次に、最新の観測結果を使用して $\Lambda$CDM モデルで作成されます。 私たちは などの主要な宇宙論的パラメーターの歴史を調査します。 減速パラメータ、ジャークパラメータ、スナップパラメータ、密度パラメータ、 状態方程式パラメータを制約および解釈することで明らかにする 「動的ダークエネルギー」と呼ばれるものについての洞察 上記で立てた仮定。 私たちの手法は、次のものに依存しないフレームワークを提供します。 ダークエネルギーを探求し、より深く、より微妙な世界に導くモデル 後期の宇宙加速を引き起こすメカニズムの理解。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the pseudospectrum of the Kerr black hole, which indicates the instability of the spectrum of QNMs of the Kerr black hole. Methodologically, we use the hyperboloidal framework to cast the quasinormal mode (QNM) problem into a two-dimensional eigenvalue problem associated with a non-self-adjoint operator, and then the spectrum and pseudospectrum are solved by imposing the two-dimensional Chebyshev collocation method. The (energy) norm is constructed by using the conserved current method for the spin $s=0$ case. In order to study the convergence issues, an extra $H^k$-norm term is added into the original energy norm. For the finite rank approximation of the operator, it is found that as $k$ increases, the pseudospectrum becomes sharp when the complex number $\omega$ is close to the QNM spectra. In contrast, when $\omega$ moves away from the QNM spectra, the pseudospectrum becomes mild. Furthermore, we discussed the convergence of pseudospectra with different $H^k$-norms. As $k$ increases, the convergence of the pseudospectrum improves. However, at the same time, an increase in the imaginary part of $\omega$ can deteriorate the convergence of the pseudospectrum under the condition of the same norms. | カー ブラック ホールの擬似スペクトルを調査します。 カーブラックホールのQNMスペクトルの不安定性。 方法論的には、 双曲面フレームワークを使用して準正規モード (QNM) 問題をキャストします。 非自己共役に関連する 2 次元の固有値問題に変換する 演算子を適用し、スペクトルと擬似スペクトルは次の条件を課すことによって解決されます。 二次元チェビシェフ配置法。 (エネルギー) 規範が構築される スピン $s=0$ の場合に保存電流法を使用します。 するために 収束問題を研究すると、追加の $H^k$-norm 項が 本来のエネルギー基準。 演算子の有限ランク近似の場合、次のようになります。 $k$ が増加すると、複素数が増加すると擬似スペクトルが鋭くなることがわかりました。 数値 $\omega$ は QNM スペクトルに近いです。 対照的に、$\omega$ が移動すると、 QNM スペクトルから離れると、擬似スペクトルは穏やかになります。 さらに、私たちは、 異なる $H^k$ ノルムによる擬似スペクトルの収束について議論しました。 $k$として が増加すると、擬似スペクトルの収束が向上します。 しかし、同時に $\omega$ の虚数部が増加すると、状態が悪化する可能性があります。 同じ規範の条件下での擬似スペクトルの収束。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| An observer at rest with the expanding universe experiences some extra noise in the quantum vacuum, and so does an accelerated observer in a vacuum at rest (in Minkowski space). The literature mainly focuses on the ideal cases of exponential expansion (de-Sitter space) or uniform acceleration (Rindler trajectories) or both, but the real cosmic expansion is non-exponential and real accelerations are non-uniform. Here we use the frequency-time Wigner function of vacuum correlations to define time-dependent spectra. We found excellent Planck spectra for a class of realistic cosmological models, but also strongly non-Planckian, negative Wigner functions for a standard scenario testable with laboratory analogues. | 膨張する宇宙とともに静止している観測者は、余分なノイズを経験します 量子真空の中で、静止している真空中で加速された観測者も同様です (ミンコフスキー空間内)。 文献は主に次のような理想的なケースに焦点を当てています。 指数関数的膨張 (デシッター空間) または一様加速度 (リンドラー) 軌道）またはその両方ですが、実際の宇宙の膨張は非指数関数的であり、 実際の加速度は不均一です。 ここでは周波数-時間ウィグナーを使用します。 時間依存スペクトルを定義するための真空相関関数。 見つけました 現実的な宇宙論モデルのクラスとしては優れたプランク スペクトルですが、 標準シナリオの非常に非プランク性の負のウィグナー関数 実験室の類似物でテスト可能。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate the shadow and optical appearance of the hairy Kerr black hole illuminated by a thin accretion disk, the materials of which outside the innermost stable circular orbit (ISCO) move on the equatorial circular orbit, while inside the ISCO they quickly plunge into the black hole. The deformation parameter $\alpha$ and hair parameter $l_o$ are found to influence the motions of accretion as well as the redshift effect of the photon, such that they significantly affect the shadow and image of the hairy Kerr black hole. Especially, these two parameters have competing effects on the size of the black hole's shadow, and significantly increase the width of photon ring. This study provides a preliminary theoretical prediction that the image of the hairy Kerr black hole, especially the photon ring structure, may be used to constrain the hair parameters with future high-precision astronomical observation. | この論文では、毛深い部分の影と光学的外観を調査します。 カー ブラック ホールは薄い降着円盤によって照らされ、その材質は 最内安定円軌道 (ISCO) の外側で赤道上を移動 ISCO の内部では、彼らはすぐにブラックホールに突入します。 変形パラメータ $\alpha$ とヘア パラメータ $l_o$ は次のようになります。 降着の動きや赤方偏移効果に影響を与える 光子、毛深い影と画像に大きな影響を与える カーブラックホール。 特に、これら 2 つのパラメータは、 ブラックホールの影のサイズが大きくなり、光子の幅が大幅に増加します 指輪。 この研究は、画像が次のような予備的な理論的予測を提供します。 ヘアリーカーブラックホールの、特にフォトンリング構造が使用される可能性があります 将来の高精度天文学で髪のパラメータを制約する 観察。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In spatially uniform, but time-dependent dielectric media with equal electric and magnetic response, classical electromagnetic waves propagate exactly like in empty, flat space with transformed time, called conformal time, and so do quantum fluctuations. In empty, flat space the renormalized vacuum energy is exactly zero, but not in time-dependent media, as we show in this paper. This is because renormalization is local and causal, and so cannot compensate fully for the transformation to conformal time. The expanding universe appears as such a medium to the electromagnetic field. We show that the vacuum energy during cosmic expansion effectively reduces the weights of radiation and matter by characteristic factors. This quantum buoyancy naturally resolves the Hubble tension, the discrepancy between the measured and the inferred Hubble constant, and it might resolve other cosmological tensions as well. | 空間的には均一だが時間に依存する誘電体媒体内で、等しい電気的性質を持つ と磁気応答、古典的な電磁波はまったく同じように伝播します。 コンフォーマル時間と呼ばれる、変換された時間を持つ空の平坦な空間では、 量子ゆらぎ。 空の平らな空間では、繰り込み真空エネルギーは次のようになります。 正確にゼロですが、この論文で示すように、時間に依存するメディアではそうではありません。 これ 繰り込みは局所的で因果的なものであるため、完全に補償できないためです。 コンフォーマルな時間への変換のために。 膨張する宇宙が現れる 電磁場に対するそのような媒体。 真空エネルギーが 宇宙膨張中に放射線と物質の重量を効果的に減らす 特徴的な要因によって。 この量子浮力はハッブルを自然に解決します。 張力、測定されたハッブル定数と推定されたハッブル定数の間の差異、 そしてそれは他の宇宙論的緊張も同様に解決するかもしれない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate anisotropic and homogeneous cosmological models in the scalar-tensor theory of gravity with non-minimal kinetic coupling of a scalar field to the curvature given by the function $\eta\cdot(\phi/2)\cdot G_{\mu\nu}\,\nabla^\mu \nabla^\nu\phi$ in the Lagrangian. We assume that the space-times are filled a global unidirectional magnetic field that minimally interacts with the scalar field. The matter sector is not included, since the model is studied in relation to the early times of the Universe evolution. We limit ourselves to the period before and during primary inflation. The Horndeski theory allows anisotropy to grow over time. The question arises about isotropization. In the theory under consideration, a zero scalar charge imposes a condition on the anisotropy level, namely its dynamics develops in a limited region. This condition uniquely determines a viable branch of solutions of the field equations. The magnetic energy density that corresponds to this branch is a bounded function of time. The sign of parameter $l=1+\varepsilon\eta \Lambda/\mu$ determines the properties of cosmological models, where $\Lambda$ is the cosmological constant, $\mu=M^2_{PL}$ is the Planck mass squared. The sign $\varepsilon=\pm 1$ defines the canonical scalar field and the phantom field, respectively. An inequality $\varepsilon/\eta>0$ is a necessary condition for isotropization of models, but not sufficient. Three cases were considered: $l=0$, the isotropization does not occur; $l>0$, there is isotropization; $l<0$, there are two branches, one of which has the property of isotropization, and the other describes the Universe with collapse. The model with $l<0$ has an anisotropic bounce and the Universe evolution begins with a non-zero volume value. Models of an infinitely expanding Universe eventually go into inflation mode with the scale factor $a(t)\propto e^{h_\eta\cdot t}$. | 私たちは異方性と均一な宇宙論モデルを研究します。 スカラーの非最小運動結合を用いた重力のスカラーテンソル理論 関数 $\eta\cdot(\phi/2)\cdot によって与えられる曲率に対するフィールド ラグランジアンの G_{\mu\nu}\,\nabla^\mu \nabla^\nu\phi$。 と仮定します。 時空は地球規模の一方向磁場で満たされており、 スカラー場と相互作用します。 物質セクターは含まれていません。 モデルは宇宙進化の初期に関連して研究されています。 私たちは プライマリーインフレの前と最中に限定してください。 の ホーンデスキ理論では、時間の経過とともに異方性が増大します。 という疑問が生じます 等方化。 検討中の理論では、ゼロのスカラー電荷により次のことが課されます。 異方性レベルの条件、つまりそのダイナミクスは限られた範囲で発展します。 地域。 この条件は、解決策の実行可能な分岐を一意に決定します。 場の方程式。 この分岐に対応する磁気エネルギー密度は次のとおりです。 時間の有限関数。 パラメータ $l=1+\varepsilon\eta の符号 \Lambda/\mu$ は宇宙論的モデルの特性を決定します。 ここで、$\Lambda$ は宇宙定数、$\mu=M^2_{PL}$ はプランク質量の二乗です。 の sign $\varepsilon=\pm 1$ は正準スカラー場とファントムを定義します それぞれフィールド。 $\varepsilon/\eta>0$ という不等式が必要です。 モデルの等方化の条件は満たしていますが、十分ではありません。 3つのケースがありました $l=0$ を考慮すると、等方化は発生しません。 $l>0$、あります 等方化。 $l<0$ の場合、2 つの分岐があり、そのうちの 1 つは次のプロパティを持ちます。 等方化、もう 1 つは崩壊を伴う宇宙を記述します。 モデル $l<0$ の場合は異方性バウンスがあり、宇宙の進化は ゼロ以外のボリューム値。 無限に膨張する宇宙のモデルは最終的に消滅する スケール係数 $a(t)\propto e^{h_\eta\cdot t}$ を使用してインフレーション モードにします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate, in the framework of linearized quantum gravity, the quantum gravitational interaction between a gravitoelectrically polarizable object and a gravitomagnetically polarizable object. This interaction originates from the coupling between the instantaneous mass quadrupole moment and the mass-current quadrupole moment of the objects, induced by fluctuating gravitoelectric and gravitomagnetic fields in a vacuum. Using leading-order perturbation theory, we derive the explicit expression of the quantum gravitoelectric-gravitomagnetic interaction energy, which shows a distance dependence of $r^{-8}$ in the near regime and $r^{-11}$ in the far regime, where $r$ is the distance between the two objects. Remarkably, this interaction energy is positive, indicating that the force is repulsive. Since interactions between objects polarizable in the same gravitoelectric or gravitomagnetic manner are inherently attractive, for objects which are both gravitoelectrically and gravitomagnetically polarizable, the overall quantum gravitational interaction potential is reduced when the repulsive quantum gravitoelectric-gravitomagnetic interaction is taken into account. However, for two isotropically polarizable objects with identical gravitoelectric and gravitomagnetic polarizabilities and energy level spacing, the repulsive quantum interaction cannot surpass the attractive interactions. | 我々は、線形化された量子重力の枠組みの中で、量子 重力電気的に分極可能な物体との間の重力相互作用 重力磁気的に分極可能な物体。 この相互作用は、 瞬間質量四重極モーメントと質量電流間の結合 変動する重力電気と物体によって引き起こされる物体の四重極モーメント 真空中の重力磁場。 先行摂動理論を使用して、 量子重力電気-重力磁気の明示的な表現を導き出す 相互作用エネルギー、近距離で $r^{-8}$ の距離依存性を示す $r$ は、遠いレジームと $r^{-11}$ の間の距離です。 2つのオブジェクト。 注目すべきことに、この相互作用エネルギーは正であり、次のことを示しています。 力は反発力です。 物体間の相互作用は分極可能であるため、 同じ重力電気または重力磁気の様式は本質的に魅力的です。 重力電気的にも重力磁気的にも分極可能な物体、 全体的な量子重力相互作用の可能性は、 反発量子重力電気-重力磁気相互作用が考慮されます。 アカウント。 ただし、同一の 2 つの等方的に分極可能な物体の場合、 重力電気および重力磁気分極率とエネルギー準位間隔、 反発量子相互作用は引力相互作用を超えることはできません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Motivated by recent attempts to study the implications of Tsallis and Renyi statistics in gravitational, cosmological, and astrophysical systems, the possible relationships between H0 tension and generalized statistics are explored. It is obtained that, in the light of H0 tension, the energytime uncertainty relations in Tsallis and Renyi statistics constrain the values of Tsallis and Renyi parameters. Hence, the way to find the footprints of non-extensivity in the universe is paved. | Tsallis と Renyi の影響を研究する最近の試みが動機 重力系、宇宙論的系、天体物理系の統計。 H0 張力と一般化された統計の間に考えられる関係は次のとおりです。 探検した。 H0 張力を考慮すると、エネルギー時間は Tsallis 統計と Renyi 統計の不確実性関係は、次の値を制約します。 Tsallis および Renyi パラメータ。 したがって、足跡を見つける方法は、 宇宙の非拡張性は舗装されています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We examine a charged scalar field with a position-dependent mass \( m(\rho) = m_0 + \mathcal{S}(\rho) \), where \(\mathcal{S}(\rho)\) represents a Lorentz scalar potential, near a BTZ black hole in the presence of an external magnetic field. By deriving the Klein-Gordon equation for this setup, we explore two scenarios: (i) a mass-modified scalar field with \(m(\rho) = m_0 - a/\rho\) (an exactly solvable case), and (ii) a scenario involving both mass modification and an external magnetic field (conditionally exactly solvable). We identify quantum critical points (QCPs) associated with the coupling constant \(a\). In the first scenario, for massless charged scalar fields, critical points occur at \(a = n + 1/2\) for all radial quantum numbers \(n \geq 0\) and magnetic quantum numbers \(|m| \geq 0\). In the second scenario, these critical points shift to \(a = n + 3/2\) for \(n \geq 0\) and \(|m| > 0\), with the case \(m = 0\) excluded. For massive scalar fields, QCPs emerge at \(a = (n + 1/2)/2\), leading to non-propagating fields at zero frequency. At these QCPs, the field frequencies drop to zero, marking transitions from stable oscillatory modes to non-propagating states. Below the critical points, the system exhibits instability, characterized by negative imaginary frequencies that suggest rapid decay and high dissipation. Above the critical points, the modes stabilize and propagate, indicating a transition to a superconducting-like phase, where dissipation vanishes and stable excitations dominate. | 位置に依存する質量 \( m(\rho) = を持つ荷電スカラー場を調べます。 m_0 + \mathcal{S}(\rho) \)、ここで \(\mathcal{S}(\rho)\) はローレンツを表します 外部磁気の存在下での BTZ ブラック ホール近くのスカラー ポテンシャル 分野。 この設定のクライン・ゴードン方程式を導き出すことで、次の 2 つの点を探ります。 シナリオ: (i) \(m(\rho) = m_0 - a/\rho\) で質量変更されたスカラー場 ( 正確に解決可能なケース）、および (ii) 大量の変更の両方を含むシナリオ および外部磁場 (条件付きで正確に解決可能)。 私たちは識別します 結合定数 \(a\) に関連付けられた量子臨界点 (QCP)。 で 最初のシナリオでは、質量のない荷電スカラー場の場合、臨界点が発生します。 すべての動径量子数 \(n \geq 0\) と磁気について \(a = n + 1/2\) で 量子数 \(|m| \geq 0\)。 2 番目のシナリオでは、これらの重要な点が \(n \geq 0\) および \(|m| > 0\) の場合、 \(m = の場合) に \(a = n + 3/2\) にシフトします。 0\) は除外されます。 大規模なスカラー場の場合、QCP は \(a = (n + 1/2)/2\) で出現します。 ゼロ周波数で非伝播フィールドが発生します。 これらの QCP では、フィールド 周波数がゼロに低下し、安定した振動モードから次の状態への移行を示します。 非伝播状態。 臨界点を下回ると、システムは次のような症状を示します。 急速な変化を示唆する負の虚数周波数を特徴とする不安定性 減衰と高い損失。 臨界点を超えるとモードは安定し、 伝播し、超伝導のような相への転移を示します。 散逸がなくなり、安定した励起が支配的になります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the effects of two types of spiral dislocation (the distortion of the radial line, labeled as spiral dislocation I, and the distortion of a circle, labeled as spiral dislocation II) on the relativistic dynamics of the Klein-Gordon (KG) oscillator fields, both in the presence and absence of external magnetic fields. In this context, our investigations show that while spiral dislocation I affects the energies of the KG oscillators (with or without the magnetic field), spiral dislocation II has, interestingly, no effect on the KG oscillator's energies unless a magnetic field is applied. However, for both types of spiral dislocations, we observe that the corresponding wave functions incorporate the effects of the dislocation parameter. Our findings are based on the exact solvability and conditional exact solvability (associated with the biconfluent Heun polynomials) of the KG oscillators (with or without the magnetic field, respectively) for spiral dislocation I, and the exact solvability of the KG oscillators (with or without the magnetic field) for spiral dislocation II. The exact solvability of the latter suggests that the oscillator's frequency is solely determined by the magnetic field strength. | 2 種類のらせん転位 (歪み) の影響を調査します。 螺旋転位 I とラベル付けされた放射状の線の歪みと、 螺旋転位 II) の相対論的力学に関する円。 クライン・ゴードン (KG) 振動場 (存在下と非存在下の両方) 外部磁場。 これに関連して、私たちの調査によると、 螺旋転位 I は、KG 振動子のエネルギーに影響を与えます (または 磁場なし）、らせん転位 II には、興味深いことに、 磁場が印加されない限り、KG 発振器のエネルギーに影響を与えません。 ただし、どちらのタイプのらせん転位でも、 対応する波動関数には転位の影響が組み込まれています パラメータ。 私たちの調査結果は、正確な可解性と条件に基づいています。 KG の正確な可溶性 (バイコンフルエントな Heun 多項式に関連する) スパイラル用の発振器（それぞれ磁場の有無にかかわらず） 転位 I、および KG 振動子の正確な可溶性 (ありまたはなし) 磁場）螺旋転位の場合 II．の正確な可溶性 後者は、発振器の周波数が単に次の要素によって決定されることを示唆しています。 磁場の強さ。 |
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| This paper investigates how rotating traversable wormholes incorporate two cosmic strings at the throat of the wormhole. Building on arXiv:gr-qc/9803098v2 for rotating traversable wormholes and arXiv:gr-qc/0401036 analysis of scalar perturbations, a modified metric that accounts for these cosmic string perturbations is presented. This paper evaluates the Null Energy Condition in the presence of these string perturbations and focuses mainly on the scalar field dynamics in this modified spacetime. Using localized Gaussian perturbations to model cosmic string effects, this paper discusses the impact of angular and radial distributions from the cosmic strings on the spacetime geometry. Regularization has been applied to the shape function and energy condition violations at the wormhole throat, helping to eliminate divergences. The paper concludes with the result that the presence of cosmic strings induces unique anisotropic contributions. Future work could explore gravitational wave signatures associated with similar systems. | この論文では、回転する横断可能なワームホールに 2 つの要素がどのように組み込まれているかを調査します。 ワームホールの喉元にある宇宙の糸。 arXiv:gr-qc/9803098v2 でのビルド 回転横断可能なワームホールとスカラーの arXiv:gr-qc/0401036 分析用 摂動、これらの宇宙ひもを説明する修正された計量 摂動が提示される。 この論文では、次のようなヌルエネルギー条件を評価します。 これらの文字列摂動の存在を調べ、主にスカラーに焦点を当てます。 この変更された時空におけるフィールドダイナミクス。 ローカライズされたガウスの使用 宇宙ひも効果をモデル化するための摂動、この論文ではその影響について議論します 時空上の宇宙ひもからの角度分布と動径分布の 幾何学。 形状関数とエネルギーに正則化を適用 ワームホールスロートでの条件違反を除去し、発散を排除するのに役立ちます。 この論文は、宇宙ひもが存在すると、 ユニークな異方性の貢献。 将来の研究では重力波を探究する可能性がある 同様のシステムに関連付けられたシグネチャ。 |
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| The analytical orbit equation of the lightlike geodesics through any fixed spatial point in Schwarzschild spacetime is explicitly presented in terms of the impact parameter, and with the result, the algorithms for generating and analyzing the black hole images under various accretion models are constructed. For the static and infalling spherical shell models of optically thin accretion, the integrated intensity observed by a distant observer is derived based on the backward ray tracing method. By taking the monochromatic emission pattern with a $1/r^{2}$ radial profile as example, the black hole images for the spherical shell with different boundaries are plotted, and then, the geometrical features and luminosity variations of these images are summarized. A notable feature of the black hole images for the infalling spherical shell model is that when the inner boundary of the spherical shell is sufficiently large, the doppler effects can strengthen the luminosity in the small adjacent region outside the shadow. The circular annulus models of optically and geometrically thin accretion are further explored. For a lightlike geodesic, the transfer functions establishing the connection between the emitting and receiving points are first provided in the algebraic manner, and the redshift factors in the static, infalling, and rotating circular annulus models are then deduced. With these results, in the three models, the integrated intensities observed by a distant observer viewing the circular annulus at an inclination angle are derived, and the corresponding black hole images for each emission pattern furnished in Phys. Rev. D \textbf{100} (2019) 024018 are plotted. Finally, the geometrical features and the luminosity variations of these images are also summarized. | 任意の固定を通る光のような測地線の解析軌道方程式 シュヴァルツシルト時空の空間点は、次のように明示的に表現されます。 影響パラメータ、およびその結果を生成するためのアルゴリズムと、 さまざまな降着モデルに基づくブラックホール画像の解析が構築されています。 光学的に薄い静的球殻モデルおよび落下球殻モデル用 降着、遠くの観測者によって観測される積分強度が導出されます バックワードレイトレーシング法に基づいています。 単色発光を取ることで $1/r^{2}$ 放射状プロファイルのパターンを例として、ブラック ホール画像 異なる境界を持つ球殻がプロットされ、その後、 これらの画像の幾何学的特徴と明るさの変化がまとめられています。 落下する球殻のブラックホール画像の注目すべき特徴 モデルは、球殻の内側の境界が十分に大きい場合です。 大きい場合、ドップラー効果により、隣接する小さい領域の明るさが強化される可能性があります。 影の外側の領域。 光学的に円環モデルを作成し、 幾何学的に薄い付着物はさらに調査されます。 光のような測地線の場合、 発信と発信の間の接続を確立する伝達関数 受信点は最初に代数的な方法で提供され、赤方偏移は 静的、下降的、回転円環モデルの因子は次のようになります。 推測される。 これらの結果から、3 つのモデルでは、積分強度は 円環を斜めに見ている遠くの観察者によって観察される 角度が導出され、各発光に対応するブラック ホール画像が得られます。 物理学で提供されるパターン。 Rev. D \textbf{100} (2019) 024018 がプロットされています。 最後に、これらの画像の幾何学的特徴と明るさの変化 についてもまとめています。 |
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| The microhertz frequency band of gravitational waves probes the merger of supermassive black holes as well as many other gravitational wave phenomena. However, space-interferometry methods that use test masses would require substantial development of test-mass isolation systems to detect anticipated astrophysical events. We propose an approach that avoids inertial test masses by situating spacecraft in the low-acceleration environment of the outer Solar System. We show that for Earth-spacecraft and inter-spacecraft distances of $\gtrsim 10$ AU, the accelerations on the spacecraft would be sufficiently small to potentially achieve sensitivities determined by stochastic gravitational wave backgrounds. We further argue, for arm lengths of $10-30$ AU and $10$ Watt transmissions, that stable phase locks should be achievable with 20 cm mirrors or 5 m radio dishes. We discuss designs that send both laser beams and radio waves between the spacecraft, finding that despite the $\sim10^4\times$ longer wavelengths, even a design with radio transmissions could reach stochastic background-limited sensitivities at $\lesssim 0.3\times 10^{-4}$ Hz. Operating in the radio significantly reduces many spacecraft design tolerances. Our baseline concept requires two arms to do interferometry. However, if one spacecraft carries a clock with Allan deviations at $10^4$ seconds of $10^{-17}$, a comparable sensitivity could be achieved with a single arm. Finally, we discuss the feasibility of achieving similar gravitational wave sensitivities in a `Doppler tracking' configuration where the single arm is anchored to Earth. | 重力波のマイクロヘルツ周波数帯は、地球の合体を調査します。 超大質量ブラックホールや他の多くの重力波現象。 ただし、テスト質量を使用する空間干渉法では、 予想されるものを検出するためのテストマス隔離システムの大幅な開発 天体物理現象。 慣性試験質量を回避するアプローチを提案します 太陽系外縁の低加速環境に宇宙船を設置することにより システム。 地球と宇宙船および宇宙船間の距離について、 $\gtrsim 10$ AU、宇宙船の加速は十分です 確率論的に決定される感度を達成できる可能性があるほど小さい 重力波の背景。 私たちはさらに、腕の長さが$10-30$ AUであると主張します。 10ドルワットの送信では、安定した位相ロックが達成できるはずです 20cmの鏡や5mのラジオ皿。 両方のレーザーを送信する設計について説明します 宇宙船間のビームと電波を調べたところ、 $\sim10^4\倍$ 長い波長、無線伝送を備えた設計でも $\lesssim 0.3\time で確率的バックグラウンド制限感度に達する可能性があります 10^{-4}$ Hz。 無線での運用により、多くの宇宙船が大幅に減少します 設計公差。 私たちの基本コンセプトでは、干渉法を行うために 2 つのアームが必要です。 ただし、1 つの宇宙船が $10^4$ のアラン偏差を持つ時計を搭載しているとします。 $10^{-17}$ 秒間、同等の感度を 1 回の測定で達成できます。 アーム。 最後に、同様の重力を達成する実現可能性について議論します。 シングルアームを使用する「ドップラー追跡」構成における電波感度 地球に固定されています。 |
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| Recent arguments based on the quantum extremal surface formula or the gravitational path integral have given fairly compelling evidence that the Hilbert space of quantum gravity in a closed universe is one-dimensional and real. How can this be consistent with the complexity of our own experiences? In this paper we propose that the experiences of any observer $Ob$ in a closed universe can be approximately described by a quantum mechanical theory with a Hilbert space whose dimension is roughly $e^{S_{Ob}}$, where $S_{Ob}$ is the number of degrees of freedom of $Ob$. Moreover we argue that the errors in this description are exponentially small in $S_{Ob}$. We give evidence for this proposal using the gravitational path integral and the coding interpretation of holography, and we explain how similar effects arise in black hole physics in appropriate circumstances. | 量子極表面公式または 重力経路積分は、次のかなり説得力のある証拠を与えています。 閉じた宇宙における量子重力のヒルベルト空間は一次元であり、 本物。 これは私たち自身の経験の複雑さとどうやって一致するのでしょうか?で この論文では、閉じた空間でのあらゆる観察者 $Ob$ の経験は次のとおりであると提案します。 宇宙は量子力学理論によって近似的に記述できます。 次元がおよそ $e^{S_{Ob}}$ であるヒルベルト空間。 $S_{Ob}$ は $Ob$ の自由度の数。 さらに、我々は、この誤りは次のように主張する。 $S_{Ob}$ では記述が指数関数的に小さくなります。 これについて証拠を示します 重力経路積分を使用した提案とコード解釈 ホログラフィーと同様の効果がブラックホール物理学でどのように生じるかを説明します。 適切な状況。 |
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| I prove a scalar curvature rigidity theorem for spheres. In particular, I prove that geodesic balls of radii strictly less than $\frac{\pi}{2}$ in $n+1~(n\geq 2)$ dimensional unit sphere are rigid under smooth perturbations that increase scalar curvature preserving the intrinsic geometry and the mean curvature of the boundary, and such rigidity result fails for the hemisphere. The proof of this assertion requires the notion of a real Killing connection and solution of the boundary value problem associated with its Dirac operator. The result serves as the sharpest refinement of the now-disproven Min-Oo conjecture. | 球のスカラー曲率剛性定理を証明します。 特に私は、 半径が $\frac{\pi}{2}$ より厳密に小さい測地球であることを証明してください $n+1~(n\geq 2)$ 次元の単位球は滑らかな摂動下では剛体です 固有の幾何学形状と平均を維持しながらスカラー曲率を増加させる 境界の曲率、およびそのような剛性の結果は半球では失敗します。 この主張の証明には、実際の Killing 接続の概念が必要です およびそのディラック演算子に関連する境界値問題の解決。 その結果は、現在反証されている Min-Oo を最も鋭く改良したものとなっています。 推測。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose that modifications to the Higgs potential within a narrow atmospheric layer near the event horizon of an astrophysical black hole could significantly enhance the rate of sphaleron transitions, as well as transform the Chern-Simons number into a dynamic variable. As a result, sphaleron transitions in this region occur without suppression, in contrast to low-temperature conditions, and each transition may generate a substantially greater baryon number than would be produced by winding around the Higgs potential in Minkowski spacetime. This effect amplifies baryon number violation near the black hole horizon, potentially leading to a considerable generation of matter. Given the possibility of a departure from equilibrium during the absorption of matter and the formation of relativistic jets in supermassive black holes, we conjecture that this process could contribute to the creation of a significant amount of matter around such black holes. This phenomenon may offer an alternative explanation for the rapid growth of supermassive black holes and their surrounding galaxies in the early Universe, as suggested by recent observations from the JWST. Furthermore, this mechanism may provide insights into the low-mass gap puzzle, addressing the observed scarcity of black holes with masses near the Oppenheimer-Volkoff limit. | 我々は、狭い範囲内でヒッグスポテンシャルを変更することを提案します。 天体物理学的ブラックホールの事象の地平線近くの大気層は、 スファレロンの移行速度を大幅に向上させるだけでなく、 チャーン・シモンズ数を動的変数に変換します。 その結果、スファレロンは、 この領域の遷移は抑制されずに発生します。 低温条件では、各遷移が大幅な影響を引き起こす可能性があります。 ヒッグス粒子の周囲に巻き付くことによって生成されるバリオン数よりも大きなバリオン数 ミンコフスキー時空の可能性。 この効果はバリオン数違反を増幅します ブラックホールの地平線近くにあり、かなりの世代が発生する可能性がある 問題の。 期間中に均衡から逸脱する可能性を考えると、 超大質量における物質の吸収と相対論的ジェットの形成 ブラックホールの生成には、このプロセスが寄与しているのではないかと考えられます。 このようなブラックホールの周囲には大量の物質が存在します。 この現象は、 超大規模な黒人の急速な成長について別の説明を提供する によって示唆された、初期宇宙の穴とその周囲の銀河 JWST からの最近の観察。 さらに、このメカニズムにより、 低質量ギャップのパズルについての洞察、観察された物質の不足に対処する オッペンハイマー・ヴォルコフ限界に近い質量を持つブラックホール。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A traversable wormhole generally violates the averaged null energy condition, usually requiring exotic matter. Recently, it has been found that the traversable wormhole can be realized by non-exotic matter in Einstein-Dirac-Maxwell theories in flat space. This paper generalizes discussions to the AdS spacetime and finds traversable wormholes with spherical and planar topologies. Furthermore, based on the AdS/CFT correspondence, we compute the entanglement entropy of strips and disks on two AdS boundaries of the wormhole. We find that entanglement entropy undergoes a phase transition as the subsystem size increases. | 通過可能なワームホールは通常、平均ヌル エネルギー条件に違反します。 通常はエキゾチックな物質を必要とします。 最近、次のことが判明しました。 通過可能なワームホールは、非エキゾチック物質によって実現できます。 平面空間におけるアインシュタイン・ディラック・マクスウェル理論。 この論文は一般化します AdS 時空への議論を行い、球状の通過可能なワームホールを発見します。 そして平面トポロジー。 さらに、AdS/CFT対応を踏まえ、 の 2 つの AdS 境界上のストリップとディスクのエンタングルメント エントロピーを計算します。 ワームホール。 もつれエントロピーは次のように相転移することがわかります。 サブシステムのサイズが増加します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute the renormalized expectation value of the stress-energy tensor operator for a quantum scalar field propagating on three-dimensional global anti-de Sitter space-time. The scalar field has general mass and nonminimal coupling to the Ricci scalar curvature, and is subject to Dirichlet, Neumann or Robin boundary conditions at the space-time boundary. We consider both vacuum and thermal states, and explore whether the weak and null energy conditions are satisfied by the quantum stress-energy tensor. We uncover a rather complicated picture: compliance with these two energy conditions depends strongly on the mass and coupling of the scalar field to the curvature, and the boundary conditions applied. | 応力エネルギーテンソルの繰り込み期待値を計算します。 3 次元グローバル上を伝播する量子スカラー場の演算子 反ド・シッター時空。 スカラー場は一般質量と非最小値を持ちます。 リッチのスカラー曲率と結合し、ディリクレ、ノイマン、または 時空境界におけるロビン境界条件。 両方の真空を考慮します と熱状態を調べ、弱いエネルギー状態とヌルエネルギー状態が適切かどうかを調査します。 量子応力エネルギーテンソルによって満たされます。 かなり複雑な問題を明らかにします 写真: これら 2 つのエネルギー条件の順守は、次の条件に大きく依存します。 スカラー場の質量と曲率への結合、および境界 条件が適用されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Einstein's General Theory of Relativity predicted the existence of gravitational waves (GWs), which offer a way to explore cosmic events like binary mergers and could help resolve the Hubble Tension. The Hubble Tension refers to the discrepancy in the measurements of the Hubble Constant, Ho, obtained through different methods and missions over various periods. By analyzing gravitational wave data, particularly from mergers that also emit light (electromagnetic radiation), such as Bright Sirens, we aim to reduce this tension. This paper will investigate the properties of GWs produced by these binary mergers and utilize a mathematical framework to tackle the Hubble Tension. Future advancements in gravitational wave astronomy, particularly with initiatives like LIGO-India and LISA, promise to enhance research outcomes. The ground-based LIGO-India will increase sensitivity and improve localization, while the space-based LISA will target lower frequency ranges of GWs, enabling the detection of signals from a wider array of sources. | アインシュタインの一般相対性理論は、 重力波 (GW) は、次のような宇宙の出来事を調査する方法を提供します。 二国間合併が起こり、ハッブル緊張の解決に役立つ可能性があります。 ハッブル緊張 ハッブル定数 Ho の測定値の不一致を指します。 さまざまな期間にわたってさまざまな方法やミッションを通じて獲得されました。 による 重力波データ、特に放出も伴う合体からの重力波データの分析 ブライトサイレンなどの光（電磁放射）を低減することを目指しています。 張力。 本稿では、これらによって生成される GW の特性を調査します。 二元併合と数学的フレームワークを利用してハッブルに対処する 張力。 重力波天文学の将来の進歩、特に LIGO-India や LISA のような取り組みは、研究成果の向上を約束します。 の 地上ベースのLIGO-Indiaは感度を高め、位置特定を改善します。 一方、宇宙ベースの LISA は GW のより低い周波数範囲をターゲットにし、 より幅広いソースからの信号を検出します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The description of the gravitation energy is a long standing problem. Although some success has been achieved, there is no satisfactory solution to this problem yet. Probably the most promising approach to this problem is given by teleparallelism. Many consistent and interesting results have been obtained in the context of the so-called Teleparallel Equivalent of General Relativity, including results obtained with spacetimes that are neither static nor asymptotically flat. One example is the analysis of the plus-polarized $pp$-waves that has been made recently [Phys. Rev. D 108, 044043 (2023)]. In this paper, this analysis is extended to arbitrary polarization and some new results that shows the consistency of the teleparallel approach is obtained. | 重力エネルギーの説明は長年の問題です。 ある程度の成功は得られていますが、満足のいく解決策はありません。 この問題はまだ。 おそらくこの問題に対する最も有望なアプローチが与えられています テレパラレリズムによって。 多くの一貫した興味深い結果が得られています いわゆる一般相対性理論のテレパラレル相当の文脈では、 静的でも、非静的でもない時空で得られた結果も含まれます。 漸近的に平らになります。 一例として、プラス二極化の分析が挙げられます。 最近作られた $pp$-waves [Phys. Rev. D 108、044043 (2023)]。 で この論文では、この分析は任意の分極化といくつかの新しいものに拡張されています。 テレパラレルアプローチの一貫性を示す結果が得られました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| If an ultralight scalar interacts with the electromagnetic fields of a compact rotating star, then a long-range scalar field is developed outside the star. The Coulomb-like profile of the scalar field is equivalent to an effective scalar charge on the star. In a binary star system, the scalar-induced charge would result in a long-range force between the stars, with the scalar field acting as the mediator. The scalar-photon interactions would modify Maxwell's equations for electromagnetic fields in vacuum, resulting in a modified dispersion relation. This could be observed as an apparent redshift for photons emitted by such sources. The scalar field would also induce additional electric and magnetic fields and hence affect the electromagnetic energy radiated from such compact objects. A scalar field sourced by time-varying electromagnetic fields can also carry away energy from a compact star in the form of radiation, and hence contribute to its spin-down luminosity. We constrain the scalar-photon coupling from the measurements of the electromagnetic radiation of the compact star and its spin-down luminosity. We also project the prospective bounds on these couplings with future measurements of the apparent redshifts of compact stars and of the long-range force between two magnetars in a binary. We analyze the systems of the binary pulsar PSR J0737-3039, the Crab pulsar, the soft gamma repeater SGR 1806-20, and the gamma ray burst GRB 080905A. The bounds on the coupling can be significantly improved by future measurements of compact stars with large magnetic fields, experiments with better sensitivity, and precision clock measurements. | 超軽量スカラーが電磁場と相互作用すると、 コンパクトな回転星が存在すると、その外側に長距離のスカラー場が発達します。 星。 スカラー場のクーロン状のプロファイルは、 星の実効スカラー電荷。 連星系では、 スカラー誘起電荷は星間に長距離力をもたらすだろう。 スカラーフィールドが仲介者として機能します。 スカラーと光子の相互作用 真空中の電磁場のマクスウェル方程式を修正します。 その結果、分散関係が修正されます。 これは次のように観察できます。 そのような光源から放出された光子の見かけの赤方偏移。 スカラーフィールドは、 また、追加の電場と磁場も誘発するため、 このようなコンパクトな物体から放射される電磁エネルギー。 スカラーフィールド 時間とともに変化する電磁場を源とするエネルギーも、 放射線の形をしたコンパクトな星であるため、そのスピンダウンに寄与する 明るさ。 の測定値からスカラー光子結合を制約します。 コンパクト星の電磁放射とそのスピンダウンの明るさ。 また、これらのカップリングの将来の限界も予測します。 コンパクトな星や長距離の見かけの赤方偏移の測定 連星における 2 つのマグネター間の力。 バイナリのシステムを解析します パルサー PSR J0737-3039、クラブ パルサー、ソフト ガンマ リピーター SGR 1806-20、 そしてガンマ線バーストGRB 080905A。 カップリングの境界は次のとおりです。 将来の大型の小型星の測定により、大幅に改善されました。 磁場、より感度の高い実験、そして高精度の時計 測定。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The de Sitter conjecture yields a severe bound on possible vacua for a consistent quantum gravity. We extend the de Sitter conjecture by taking into account dynamics of the scalar field. We then apply such an extended de Sitter conjecture to a quintessence model of inflation for which dynamics of the scalar field is essential, and obtain an allowed region of parameters of the scalar potential wider than previously considered cases with the conventional de Sitter conjecture. The new bounds in the swampland conjecture could have implications in several situations to construct compactification models. | ド・シッター予想は、真空の可能性について厳しい制限を与えます。 一貫した量子重力。 以下を取り入れてド・シッター予想を拡張します。 スカラーフィールドのアカウントダイナミクス。 次に、このような拡張された de Sitter を適用します。 インフレの本質的なモデルに対する推測。 スカラー フィールドは必須であり、パラメータの許可された領域を取得します。 従来の方法で以前に考慮されたケースよりも広いスカラーポテンシャル ド・シッター予想。 湿地予想の新たな限界は、 コンパクト化モデルを構築するためにいくつかの状況に影響を及ぼします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The spectrum of Hawking radiation from black holes can be partially observed due to the spacetime curvature of the black hole behaving like a potential barrier. This spectrum can be described by arranging the Klein-Gordon equation on curved spacetime into the Regge-Wheeler equation. The transmission probabilities of Hawking radiation from this incident are called the greybody factor. In this work, the greybody factor of a massive scalar field in the Reissner-Nordstr\"om black hole is investigated using the Wentzel-Kramers-Brillouin (WKB) approximation and rigorous bound methods. As a result, we found that transmission probability and behavior of potential are directly related in such a way that the higher the potential the lower the greybody factor. Both methods achieve a similar conclusion, which states that the greybody factor and mass of the scalar field have an inverse relationship. This can be interpreted in a similar way in quantum mechanics, namely the scalar field with the higher mass will encounter a stronger interaction from the potential and then it is more difficult to penetrate through the potential barrier. | ブラックホールからのホーキング放射のスペクトルが部分的に観測できる ブラックホールの時空湾曲がポテンシャルのように振る舞うため バリア。 このスペクトルは、クライン・ゴードン方程式を整理することで説明できます。 曲がった時空を Regge-Wheeler 方程式に当てはめます。 送信 この事件によるホーキング放射の確率はグレイボディと呼ばれます 要素。 この研究では、大規模なスカラー場のグレイボディ因子は、 Reissner-Nordstr\"om ブラック ホールは、 Wetzel-Kramers-Brillouin (WKB) 近似と厳密制限法。 として その結果、電位の伝達確率と挙動は次のとおりであることがわかりました。 ポテンシャルが高いほど、ポテンシャルは低くなります。 グレイボディ因子。 どちらの方法でも同様の結論が得られます。 グレイボディ係数とスカラー場の質量は逆の関係にあります。 これは、量子力学でも同様の方法で解釈できます。 質量が大きいスカラー場は、からのより強い相互作用に遭遇します。 潜在力を貫通すると、その潜在力を貫通するのがさらに難しくなります バリア。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The eikonal correspondence between the quasi-normal modes (QNMs) of asymptotically flat static spherically symmetric black holes and the properties of unstable null circular geodesics is studied in the case of higher dimensional Lovelock black holes (BHs). It is known that such correspondence does not generically hold for gravitational QNMs associated with BHs in Lovelock theories. In the present work, we revisit this correspondence and establish the relationship between the eikonal QNMs and the causal properties of the gravitational field equations in Lovelock theories of gravity. | 準正規モード (QNM) 間のエイコナル対応 漸近的に平坦な静的球対称ブラック ホールとその性質 不安定なヌル円測地線の研究は、より高い場合に行われます。 次元ラブロック ブラック ホール (BH)。 このような対応が知られている は、BH に関連付けられた重力 QNM には一般的に当てはまりません。 ラブロック理論。 今回の研究では、この対応を再検討し、 eikonal QNM と因果関係の関係を確立する ラブロックの重力理論における重力場方程式。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this letter, we investigate the strong gravitational lensing effects around two classes of rotating regular black holes, which behave as non-singular Minkowski core at the center. Starting from the null geodesic in the equatorial plane of the regular black holes, we analyze the deflection angle for both prograde photons and retrograde photons, which are found to significantly shift from that for Kerr black hole. Then we suppose the rotating regular black holes as the supermassive M87* and SgrA* black holes, respectively, and evaluate the lensing observables such as the image position, separation, magnification and the time delays between the relativistic images for the black holes. In both cases, the time delay differences between the regular black holes and Kerr black hole seem to be measurable, especially for the M87* black hole, but the deviations of outermost relativistic image and the asymptotic relativistic image for the two rotating regular black holes from those for Kerr black hole are less than 10 $\mu as$. This means that it is difficult to probe the regularity of the black hole via the current observations, but we can expect the next generation Event Horizon Telescope to test more precise properties of strong field regime. | この手紙では、強い重力レンズ効果を調査します。 回転する通常のブラック ホールの 2 つのクラスの周りで、次のように動作します。 中心に非特異ミンコフスキーコア。 ヌル測地線から開始 通常のブラックホールの赤道面の偏向を分析します 順行光子と逆行光子の両方の角度。 カーブラックホールのそれとは大きく異なります。 次に、回転すると仮定します。 超大質量 M87* および SgrA* ブラック ホールのような通常のブラック ホール、 それぞれ、像の位置などのレンズ観察可能性を評価します。 相対論的画像間の分離、拡大、および時間遅延 ブラックホールのために。 どちらの場合も、時間遅延の差は、 通常のブラック ホールとカー ブラック ホールは、特に M87* ブラックホールですが、最も外側の相対論的像と 回転する 2 つの規則的なブラック ホールの漸近相対論的画像 カー ブラック ホールの値は 10 $\mu as$ 未満です。 ということは、 電流を介してブラックホールの規則性を探ることは困難 観測は行われていますが、次世代のイベント ホライズン テレスコープでは、 強い磁場体制のより正確な特性をテストします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In \href{https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.92.103004}{Phys. Rev. D 92 (2015) 103004}, simple analytical solutions of the Friedman equations were obtained for a universe having stiff matter component in the early universe together with a dark matter, and a dark energy component. In this analysis, the universe is considered to be made of a dark fluid which behaves as a stiff matter in the early phase of the universe (when the internal energy dominates). It is also more logical to consider quantum gravitational effects in the early phase of the cosmological evolution. In this analysis, following \href{https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.65.043508}{Phys. Rev. D 65 (2002) 043508}, we consider renormalization group improved modified Friedmann equations where the Newton's gravitational constant ($G$) and the cosmological constant ($\Lambda$) flows with the momentum scale $k$ of the universe. It is observed that for a universe undergoing a stiff matter era, radiation era, and matter era, inflation is absent in the early time regime of the universe when the flow of the Newton's gravitational constant and cosmological constant is under consideration. Using the identification of the momentum scale with the scale factor of the universe, we then explore the era $t>t_{\text{Pl}}$ which indicates a primarily matter dominated era with accelerated expansion due to the presence of dark energy. Finally, considering the total equation of state as a combination of linear equation of state along with a polytropic equation of state, we observe that after the Planck-time the universe can undergo an inflationary phase and we find out that the inflation is enhanced by quantum gravitational effects arising due to the consideration of renormalization group approach to quantum gravity. | \href{https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.92.103004}{Phys. Rev. D 92 (2015) 103004}、フリードマン方程式の単純な解析解は次のとおりです。 初期宇宙の剛物質成分を含む宇宙について得られた 暗黒物質、暗黒エネルギー成分も含まれます。 この分析では、 宇宙は、硬いものとして振る舞う暗い液体でできていると考えられています。 宇宙の初期段階（内部エネルギーが支配的なとき）の物質。 また、初期の量子重力効果を考慮することはより論理的です。 宇宙進化の段階。 この分析では、次のようになります \href{https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.65.043508}{物理学。 Rev. D 65 (2002) 043508} では、繰り込み群改良型フリードマンを考慮します。 ニュートンの重力定数 ($G$) と宇宙論的な方程式 定数 ($\Lambda$) は宇宙の運動量スケール $k$ とともに流れます。 それは 宇宙では硬い物質の時代、放射線の時代、そして 物質の時代、宇宙の初期の時間体制にはインフレーションは存在しません。 ニュートンの重力定数と宇宙定数の流れは 検討中です。 運動量スケールの同定を使用して、 宇宙のスケールファクターを調べてから、$t>t_{\text{Pl}}$ の時代を探索します。 主に物質が支配する時代を示し、 ダークエネルギーの存在。 最後に、全体の状態方程式を考慮します。 線形状態方程式とポリトロープ方程式の組み合わせとして 状態の変化を観察すると、プランク時間の後、宇宙は次の状態に陥る可能性があります。 インフレ段階では、インフレは量子によって強化されることがわかります。 繰り込み群の考慮により生じる重力効果 量子重力へのアプローチ。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate exact solutions of the Einstein field equations in higher-dimensional, spatially homogeneous Bianchi type-I spacetimes, introducing a real parameter $\lambda$ that correlates the expansion rates of external and internal spaces. Extending beyond Robertson--Walker spacetime, our approach includes positive and negative correlations, suggesting a broader and isotropic/anisotropic cosmological model space. Positively correlated dimensions manifest as a cosmological constant at late times, while at early times, they mimic stiff-fluid-like dark energy that dilutes faster than radiation, paralleling early dark energy models. This suggests a pathway for alleviating the Hubble tension by tailoring higher-dimensional dynamics to reduce the sound horizon. When anisotropic expansion is allowed, these models achieve isotropization more efficiently than predicted by Wald's cosmic no-hair theorem. Negative correlations, in contrast, yield a higher-dimensional steady-state universe where the shear scalar remains constant, effectively emulating a negative cosmological constant. These distinct behaviors arise from a simple signature change: positive correlation accelerates shear scalar decay, while negative correlation stabilizes it. We demonstrate that the solutions admit analytic continuation from the Lorentzian to Euclidean regime ($t \to -i\tau$), revealing a wormhole-like topology that connects two asymptotic regions via a throat, with $\lambda \to -\lambda$. | アインシュタイン場方程式の正確な解を調査します。 高次元で空間的に均一なビアンキ I 型時空、 の膨張率を相関させる実数パラメータ $\lambda$ を導入します。 外部空間と内部空間。 ロバートソンを超えて広がるウォーカー時空、私たちの このアプローチには正の相関関係と負の相関関係が含まれており、より広範かつ広範な相関関係が示唆されています。 等方性/異方性の宇宙モデル空間。 正の相関がある 次元は遅い時には宇宙定数として現れますが、早い時には宇宙定数として現れます。 時には、それらはより速く希釈される硬い流体のような暗黒エネルギーを模倣します。 初期のダークエネルギーモデルに匹敵する放射線。 これは次の経路を示唆しています 高次元のダイナミクスを調整することでハッブル張力を緩和する 音の地平線を狭めます。 異方性拡張が許可されている場合、これらのモデルは Wald の宇宙の無毛によって予測されたよりも効率的に等方化を達成する 定理。 対照的に、負の相関はより高次元の相関をもたらします。 シアースカラーが効果的に一定に保たれる定常状態の宇宙 負の宇宙定数をエミュレートします。 これらの異なる動作は次のような理由から生じます。 単純なシグネチャの変化: 正の相関によりせん断スカラー減衰が加速されます。 一方、負の相関はそれを安定させます。 私たちは解決策を実証します ローレンツ体制からユークリッド体制への解析的継続を認める ($t \to -i\tau$)、2 つの漸近線を接続するワームホールのようなトポロジを明らかにします。 $\lambda \to -\lambda$ を使用して喉を介して領域を生成します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent observations of two nearby black hole low-mass X-ray binaries have suggested possible indication of dark matter density spikes. While the evidence is compelling, one issue with this interpretation is that light black holes formed from stellar collapse are not expected to form dark matter spikes, and so it is unclear how the stellar-mass black holes in these binaries could have acquired such features. Since primordial black holes are expected to form ultra-dense dark matter mini-spikes, in this article we explore the possibility of a primordial origin for these light black holes. | 近くにある 2 つのブラックホール低質量 X 線連星の最近の観測により、 暗黒物質密度のスパイクの可能性を示唆しました。 証拠がありながら、 この解釈には説得力がありますが、この解釈に関する 1 つの問題は、軽いブラック ホールであるということです。 星の崩壊によって形成された暗黒物質スパイクは形成されないと予想されており、 したがって、これらの連星の中の恒星質量ブラックホールがどのようにしてできたのかは不明です。 といった特徴を獲得しました。 原始ブラックホールが形成されると予想されているため、 超高密度の暗黒物質ミニスパイク、この記事ではその可能性を探ります これらの軽いブラックホールの根源的な起源。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Strong gravitational lenses come in many forms, but are typically divided into two populations: galaxies, and groups and clusters of galaxies. When calculating the properties of the images we expect to see from these lenses, it is typically assumed that each lens is roughly a singular isothermal sphere. In reality, the largest objects in the Universe (i.e. galaxy clusters) are highly irregular and composed of many components due to a history of (or active) hierarchical mergers. In this work, we analyze the discrepancies in the observables of strongly lensed transients in both scenarios, namely relative magnifications, time delays, and image multiplicities. Focusing on gravitational waves, we compare the detection rates between the single spherical dark matter halo models found in the literature, and publicly available state-of-the-art cluster lens models. We find there to be approximately an order of magnitude fewer detection of strongly lensed transients in the realistic model case, likely caused by their loss of overall strong lensing optical depth. We also report detection rates in the weak lensing or single-image regime. Additionally, we find a systemic shift towards lower time delays between the brightest image pairs in the cases of the realistic models, as well as higher fractions of positive versus negative parity images, as seen elsewhere in the literature. This significant deviation in the joint relative magnification factor-time delay distribution will hinder the feasibility of the reconstruction of lenses through time domain transients alone, but can still provide a lower limit on the lens mass. | 強力な重力レンズにはさまざまな形がありますが、通常はいくつかに分けられます。 銀河と銀河のグループとクラスターの 2 つの集団に分けられます。 いつ これらのレンズから見えると期待される画像の特性を計算すると、 通常、各レンズはほぼ単一の等温球であると想定されます。 で 現実には、宇宙の最大の天体（つまり銀河団）は、 不規則で、（またはアクティブな）履歴により多くのコンポーネントで構成されています。 階層的な合併。 この研究では、 両方のシナリオで強くレンズされた過渡状態の観測値、つまり相対 倍率、時間遅延、画像の多重度など。 に焦点を当てる 重力波の検出率を単一の波の間で比較します。 文献や公的に発見された球状暗黒物質ハローモデル 最先端のクラスターレンズモデルをご用意しております。 あることが分かりました 強力なレンズの検出が約 1 桁減少します。 現実的なモデルケースにおける過渡現象は、おそらく全体的な損失によって引き起こされます。 強力なレンズ光学深度。 弱者の検出率も報告します レンズ方式または単一画像方式。 さらに、次のような体系的な変化が見られます。 の場合、最も明るい画像ペア間の遅延時間が短くなります。 現実的なモデル、およびポジティブとネガティブのより高い割合 文献の他の場所で見られるようなパリティ イメージ。 この重大な逸脱は ジョイントの相対倍率係数の時間遅延分布は妨げになります 時間領域の過渡現象によるレンズの再構成の実現可能性 単独でも、レンズ質量の下限を設けることができます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We shed a new light on the longstanding problem of covariant charges in diffeomorphism invariant theories like General Relativity (GR) by noting the other important feature of the theory, the background independence. To this end, we develop covariant phase space formalism in which we allow for the boundaries of spacetime to have arbitrary fluctuations. Within this formalism we show non-covariance of charges appear in inevitable integration constants which also break background independence in the expression of charges. We then apply the same formalism to black hole thermodynamics. We generalize the seminal Iyer-Wald derivation the first law of bl1ack hole thermodynamics by relaxing the need for the assumptions at a bifurcation surface and asymptotic infinity, as well as addressing questions regarding the integrability of charges. We also present a first principles derivation of the Smarr relation within our framework. | 私たちは、長年にわたる共変電荷の問題に新たな光を当てました。 一般相対性理論 (GR) のような微分同相不変理論は、 理論のもう 1 つの重要な特徴は、背景の独立性です。 これに 最後に、次のことを許容する共変位相空間形式主義を開発します。 時空の境界は任意の変動を持ちます。 この形式主義の中で 電荷の非共分散が不可避の積分定数に現れることを示します それはまた、罪状の表現における背景の独立性を破壊します。 そのとき私たちは 同じ形式主義をブラック ホールの熱力学にも適用します。 一般化すると、 独創的なアイヤー・ヴァルトによるブラック ホール熱力学の第一法則の導出 分岐面での仮定の必要性を緩和し、漸近します。 無限大の可積性に関する質問に対処するだけでなく、 料金。 また、Smarr 関係の第一原理の導出も示します。 私たちの枠組みの中で。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Superradiance clouds of kinetically-mixed dark photons around spinning black holes can produce observable multi-messenger electromagnetic and gravitational wave signals. The cloud generates electric fields of up to a Teravolt-per-meter, which lead to a cascade production of charged particles, yielding a turbulent quasi-equilibrium plasma around the black hole, and resulting in electromagnetic fluxes ranging from supernova to pulsar-like luminosities. For stellar mass black holes, such systems resemble millisecond pulsars and are expected to emit pulsating radio waves and continuous gravitational waves (CWs) within the LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) sensitivity band. We select 44 sources with approximately coincident frequencies or positive frequency drifts from existing pulsar catalogs as potential candidates of long-lasting superradiance clouds around old galactic black holes. For a subset of 34 sources that are well measured and have not been previously targeted, we perform the first search for CW emission in LVK data from the third observing run. We find no evidence of a CW signal and place 95% confidence level upper limits on the emitted strain amplitude. We interpret these results, together with limits from previous searches, in terms of the underlying dark photon theory by performing an analysis of the expected signals from superradiance clouds from galactic black holes. We find that, even for moderately spinning black holes, the absence of an observed CW signal disfavors a discrete set of dark photon masses between about $10^{-13}$ $\rm{eV}/c^2$ and $10^{-12}$ $\rm{eV}/c^2$ and kinetic mixing couplings in the range of $10^{-9}$-$10^{-7}$, subject to assumptions about the properties of the black hole population and the cloud's electromagnetic emission. | 回転する黒の周りで運動学的に混合された暗い光子の超放射雲 穴は、観測可能な電磁気的および重力的なマルチメッセンジャーを生成する可能性がある 波信号。 クラウドは最大 100 mA の電場を生成します。 テラボルト/メートル、これは荷電粒子のカスケード生成につながります。 ブラックホールの周囲に乱流の準平衡プラズマを生成し、 その結果、超新星からパルサーのような電磁束が発生します。 明るさ。 恒星質量ブラックホールの場合、そのようなシステムはミリ秒に似ています パルサーであり、脈動する電波と連続的な電波を放出すると予想されています。 LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) 感度帯域内の重力波 (CW)。 ほぼ一致する周波数または正の周波数を持つ 44 個のソースを選択します。 潜在的な候補としての既存のパルサーカタログからの周波数ドリフト 古い銀河のブラックホールの周りに長く続く超放射雲。 サブセットの場合 34 の情報源のうち、十分に測定され、これまでターゲットにされていなかった情報源を調査しました。 3回目の観測からLVKデータのCW放射の最初の検索を実行します。 走る。 CW 信号の証拠は見つからず、95% の信頼レベルを上に設定しました。 放出されるひずみの振幅の制限。 これらの結果を一緒に解釈します 根底にあるダークフォトンに関して、以前の検索からの制限付き 超放射から予想される信号の分析を実行することによる理論 銀河のブラックホールからの雲。 中程度の回転でも、 ブラック ホールの場合、観測された CW 信号が存在しないと、離散的な一連のブラック ホールが不利になります。 約$10^{-13}$ $\rm{eV}/c^2$と$10^{-12}$の間の暗い光子の質量 $\rm{eV}/c^2$ と $10^{-9}$-$10^{-7}$ の範囲の動的混合結合、 ブラックホール集団の特性に関する仮定の影響を受けます。 雲の電磁放射。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The physical and mathematical properties of charged black holes that are linearly coupled to charged massive scalar fields are studied analytically. In particular, we prove that, in the eikonal large-mass regime $M\mu\gg1$, the compact dimensionless inequality $\Phi_{\text{H}}>Q/M$ provides a sufficient condition for the development of superradiant instabilities in the curved black-hole spacetime [here $\{M,Q,\Phi_{\text{H}}\}$ are respectively the mass, the electric charge, and the horizon electrostatic potential of the central black hole and $\mu$ is the proper mass of the field]. The familiar charged Reissner-Nordstr\"om black hole does not satisfy this inequality. On the other hand, we explicitly prove that all charged Ay\'on-Beato-Garc\'ia (ABG) black-hole spacetimes satisfy this analytically derived sufficient condition and may therefore become superradiantly unstable to perturbations of charged massive scalar fields. | 帯電ブラックホールの物理的および数学的特性は次のとおりです。 荷電した大規模なスカラー場との線形結合が解析的に研究されています。 で 特に、エイコナル大質量体制 $M\mu\gg1$ では、 コンパクトな無次元不等式 $\Phi_{\text{H}}>Q/M$ は十分な値を提供します 曲面における超放射不安定性の発生条件 ブラックホール時空 [ここで $\{M,Q,\Phi_{\text{H}}\}$ はそれぞれ質量、 中心の電荷と地平線の静電ポテンシャル ブラック ホールと $\mu$ は場の適正質量]。 おなじみの充電 Reissner-Nordstr\"om ブラック ホールはこの不等式を満たしません。 ちなみに、我々は、すべてのAy\'on-Beato-Garc\'ia (ABG)が起訴されたことを明示的に証明しています。 ブラックホール時空は、分析的に導かれたこの十分条件を満たします。 したがって、荷電粒子の摂動に対して超放射的に不安定になる可能性があります。 大規模なスカラー フィールド。 |