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| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational lensing magnification is maximal around caustics. At these source locations, an incoming wave from a point source would formally experience an infinite amplification in the high-frequency or geometric optics limit. This divergence reflects the break-down of the mathematical formalism, which is regularized by either the finite size of the source or its wavelength. We explore diffraction around caustics and their implications for the distortion of waveforms from point sources, focusing on three types of caustics: point singularities, folds, and cusps. We derive analytical results for the amplitude and phase of the diffracted waves, and compare those against the stationary phase approximation. We then study the observational signatures and detectability of these distortions on gravitational waves. We find that the lensing distortions could be detectable, but that the stationary phase approximation is still a good description of the system even close to the caustic, when the repeated gravitational wave chirps interfere with each other. We also quantify the possibility of distinguishing lensed signals from different caustics by performing Bayesian parameter estimation on simulated signals. Our results demonstrate that the universal distortions due to diffraction around caustics could be used to single out a gravitational wave event as lensed. | 重力レンズの倍率はコースティクス付近で最大になります。 これらで 音源の位置、点音源からの到来波は形式的には 高周波または幾何光学における無限の増幅を体験する 限界。 この乖離は数学的形式主義の崩壊を反映しています。 これは、ソースの有限サイズまたはその波長によって正規化されます。 コースティックスに関する回折とその影響を調査します。 点音源からの波形の歪みを3種類に焦点を当てて解析 コースティクス: 点特異点、襞、カスプ。 分析結果を導き出します 回折波の振幅と位相を求め、それらを比較します。 固定相の近似。 次に、観察された兆候を研究します そして、重力波におけるこれらの歪みの検出可能性。 我々は、 レンズ歪みは検出できる可能性がありますが、固定相は 近似は、たとえ コースティック、繰り返される重力波チャープが互いに干渉するとき。 また、レンズ効果のある信号を区別できる可能性も定量化します。 シミュレートされたものに対してベイジアン パラメーター推定を実行することによるさまざまなコースティクス 信号。 私たちの結果は、次のような原因による普遍的な歪みが存在することを示しています。 コースティクス周辺の回折を利用して重力波を特定できる可能性がある レンズ付きのイベント。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The hypothesis that classical scalar fields could constitute dark matter on galactic and cosmic scales has garnered significant interest. In scenarios where supermassive black holes (SMBHs) form through the accretion of matter onto black hole seeds, a critical question arises: what role does dark matter play in this process? We conduct a numerical investigation into the nonlinear dynamical evolution of black hole shadows and gravitational lensing effects resulting from the accretion of an ultralight, real scalar field onto a non-rotating black hole. The scalar field is minimally coupled to Einstein's gravity, and our simulations focus on wave packets, parameterized by their wave number and width, as they interact with and are accreted by a dynamic black hole. Our results demonstrate significant growth in the apparent horizon, photon ring, and Einstein ring sizes compared to those of a Schwarzschild black hole. These findings suggest that the observed photon ring and black hole shadow in Sgr\,A*, and M87* may be influenced by the gravitational interaction between the black hole and ultralight scalar field dark matter. | 古典的なスカラー場が地球上の暗黒物質を構成する可能性があるという仮説 銀河および宇宙のスケールは大きな関心を集めています。 シナリオ内 超大質量ブラックホール (SMBH) が物質の降着によって形成される場所 ブラックホールの種については、ダークマターはどのような役割を果たしているのかという重大な疑問が生じます。 このプロセスでプレイしますか？非線形現象の数値的調査を行います。 ブラックホールの影と重力レンズ効果の動的進化 超軽量の実数スカラー場の付加から生じる 回転しないブラックホール。 スカラー場はアインシュタインの 重力、そして私たちのシミュレーションは波によってパラメータ化された波束に焦点を当てています 動的な黒と相互作用し、追加されるときの数と幅 穴。 私たちの結果は、見かけの地平線における大幅な成長を示しています。 フォトンリングとアインシュタインリングのサイズとシュヴァルツシルトブラックのサイズとの比較 穴。 これらの発見は、観測されたフォトンリングとブラックホールが、 Sgr\、A*、M87* の影は重力相互作用の影響を受ける可能性があります ブラックホールと超軽量スカラー場の暗黒物質の間。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a $f(G,T)$ gravity-based reconstruction of Barrow Holographic Dark Energy (BHDE). This approach extends the conventional HDE model by replacing the Bekenstein-Hawking entropy with Barrow entropy, which encapsulates quantum gravitational corrections to the geometry of black hole horizons. We explore the cosmological dynamics of a flat FRW background filled with a pressureless dust fluid, considering both conserved and non-conserved energy-momentum tensor models. To this end, we employ the Hubble horizon as the infrared cutoff and adopt a power-law ansatz for the scale factor. We then investigate the evolution of key cosmological parameters, including the equation-of-state parameter \( \omega_{GT} \), the deceleration parameter \( q \), and the squared sound speed $v_s^2$. Furthermore, we explore the dynamical behavior in the $\omega_{GT}-\omega'_{GT}$ space. In the case of conserved energy-momentum tensor, our findings indicate that the BHDE model evolves from a quintessence-like regime into the phantom domain. This transition supports the current accelerated expansion of the Universe and offers an improvement over the original HDE model, which does not adequately account for the observed phenomenology. The corresponding $\omega_{GT}-\omega'_{GT}$ trajectory lies within the freezing region. On the other hand, within the non-conserved framework, the BHDE model exhibits phantom-like behavior in the early Universe, subsequently evolving toward either a cosmological constant-like state or a quintessence-like regime. Notably, unlike the conserved scenario, the squared sound speed $v_s^2$ asymptotically attains positive values in the far future. Moreover, the trajectory in the $\omega_{GT}-\omega'_{GT}$ phase space displays a thawing behavior. Finally, we evaluate the observational viability of our results and compare them with predictions from alternative reconstructed DE models. | バロー ホログラフィック ダークの $f(G,T)$ 重力ベースの再構成を提示します。 エネルギー (BHDE)。 このアプローチは、従来の HDE モデルを置き換えることによって拡張します。 量子をカプセル化するベケンシュタイン・ホーキングエントロピーとバローエントロピー ブラックホールの地平線の形状に対する重力補正。 私たちは探検します 無圧力で満たされた平らなFRW背景の宇宙力学 保存エネルギーと非保存エネルギー運動量テンソルの両方を考慮したダスト流体 モデル。 この目的のために、赤外線カットオフとしてハッブル地平線を採用し、 スケールファクターにはべき乗則アンザッツを採用します。 次に、 状態方程式を含む主要な宇宙論的パラメーターの進化 パラメータ \( \omega_{GT} \)、減速パラメータ \( q \)、 音速の二乗 $v_s^2$。 さらに、次のような動的挙動を調べます。 $\omega_{GT}-\omega'_{GT}$ 空間。 エネルギー運動量が保存された場合 テンソル、私たちの調査結果は、BHDE モデルがテンソルから進化したことを示しています。 真髄のような体制を幻の領域へ。 この移行によりサポートされるのは、 現在、宇宙の膨張は加速しており、これまでよりも改善が見られます。 元の HDE モデルでは、観察された現象が適切に考慮されていません。 現象学。 対応する $\omega_{GT}-\omega'_{GT}$ 軌道は次のとおりです。 氷点下領域内。 一方、非保存領域では、 このフレームワークでは、BHDE モデルは初期宇宙でファントムのような動作を示します。 その後、宇宙定数のような状態か、 典型的な体制。 特に、保存されたシナリオとは異なり、二乗 音速 $v_s^2$ は、遠い将来に漸近的に正の値に達します。 さらに、$\omega_{GT}-\omega'_{GT}$ 位相空間の軌道は次のように表示されます。 解凍動作。 最後に、観測上の実行可能性を評価します。 結果を再構築した代替 DE からの予測と比較します。 モデル。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| While wormholes may be just as good a prediction of Einstein's theory as black holes, they are subject to severe restrictions from quantum field theory. In particular, a wormhole can only be held open by violating the null energy condition, calling for the existence of "exotic matter." An equally serious problem is the enormous radial tension at the throat of a typical Morris-Thorne wormhole unless the wormhole has an extremely large throat size. It has been proposed that noncommutative geometry, an offshoot of string theory, may be the proper tool for addressing these issues. The purpose of this paper is two-fold: (1) to refine previous arguments to make a stronger and more detailed case for this proposal and (2) to obtain a complete wormhole solution from the given conditions. | ワームホールはアインシュタインの理論を予測するのと同じくらい優れた予測であるかもしれないが、 ブラックホールは場の量子論による厳しい制限を受けます。 特に、ワームホールはヌル エネルギーに違反することによってのみ開いたままにすることができます。 この状態では、「エキゾチックマター」の存在が求められます。 同様に深刻な 問題は、典型的なモリス・ソーンのスロートにある巨大な半径方向の張力です。 ワームホールのスロートサイズが極端に大きい場合を除きます。 それはそうだった は、弦理論から派生した非可換幾何学が、 これらの問題に対処するための適切なツール。 この文書の目的は 2 つあります。 (1) これまでの議論を改良して、より強力かつ詳細な主張を行うこと。 この提案と、(2) 指定されたコードから完全なワームホールの解決策を取得すること。 条件。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive the model of the Schwarzschild black hole immersed into a dark matter halo with a relativistic Hernquist profile, the Schwarzschild-Hernquist black hole, and obtain its tidal Love numbers and quasi-normal modes. We thoroughly compare our odd and even parity perturbation equations with the literature and point out that two distinct choices of matter perturbations lead to distinct spectra. We establish that the quasi-normal modes admit qualitatively distinct scaling laws in terms of dark matter densities for non-relativistic and relativistic halos. We develop a stable numerical scheme for computing tidal Love numbers based on asymptotic series expansions. We further comment upon the existence of matter configurations obeying the dominant energy condition that lead to multiple light rings. | 暗闇に沈んだシュヴァルツシルト ブラック ホールのモデルを導き出します。 相対論的ヘルンクイストプロファイル、シュヴァルツシルト・ヘルンクイストを備えた物質ハロー ブラックホールを観察し、その潮汐愛数と準正規モードを取得します。 私たちは 奇数パリティおよび偶数パリティの摂動方程式を、 文献を参照し、物質の摂動の 2 つの異なる選択が結果を導くことを指摘しています。 明確なスペクトルに。 準正規モードが次のことを許容することを確立します。 暗黒物質密度に関する定性的に異なるスケーリング則 非相対論的ハローと相対論的ハロー。 安定した数値スキームを開発します 漸近級数展開に基づいて潮汐愛数を計算するため。 私たちは に従う物質配置の存在についてさらにコメントする 複数の光の輪を引き起こす支配的なエネルギー状態。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that using a Taylor expansion for the dark energy equation-of-state parameter and limiting it to the zeroth and first-order terms, i.e., the so-called Chevallier-Polarski-Linder (CPL) parametrization, instead of allowing for higher-order terms and then marginalizing over them, adds extra information not present in the data and leads to markedly different and potentially misleading conclusions. Fixing the higher-order terms to zero, one concludes that vacuum energy that is currently non-dynamical (e.g., the cosmological constant) is excluded at several $\sigma$ significance as the explanation of cosmic acceleration, even in Dark Energy Spectroscopic Survey (DESI) DR1 data. Meanwhile, instead marginalizing over the higher-order terms shows that we know neither the current dark energy equation of state nor its current rate of change well enough to make such a claim. This issue has become more prominent now with the recent release of high-quality Stage IV galaxy survey data. The results of analyses using simple Taylor expansions should be interpreted with great care. | 暗黒エネルギーの状態方程式にテイラー展開を使用すると、 パラメータを使用し、それを 0 次と 1 次の項に制限します。 いわゆる Chevallier-Polarski-Linder (CPL) パラメータ化を許可する代わりに 高次の項を調べてからそれらを無視すると、追加の情報が追加されます データには存在せず、著しく異なる、潜在的な結果につながります。 誤解を招く結論。 高次の項をゼロに固定すると、次のように結論付けられます。 現在非動的である真空エネルギー (例: 宇宙論的エネルギー) 定数) の説明として、いくつかの $\sigma$ 重要度で除外されます。 暗黒エネルギー分光調査 (DESI) DR1 データでも宇宙の加速度が測定されます。 一方、高次の項を無視することは、次のことを示しています。 現在のダークエネルギーの状態方程式も、その現在の速度も そのような主張をするのに十分な変化があります。 この問題はさらに顕著になってきました 最近、高品質のステージ IV 銀河調査データがリリースされました。 の 単純なテイラー展開を使用した解析の結果は、次のように解釈される必要があります。 素晴らしい配慮。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent DESI DR2 results provide compelling evidence that the dark energy equation of state evolves from $w<-1$ at high redshift to $w>-1$ today, reinforcing interest in null energy condition (NEC) violation. While NEC violation may be crucial for dark energy and solving the cosmological singularity problem, it generically leads to ghost or gradient instabilities. It is well established in the study of nonsingular cosmology that the effective field theory (EFT) operator $\delta g^{00} R^{(3)}$ enables fully stable NEC violation and represents ``beyond Horndeski'' physics. We investigate its implications in the observable Universe and confirm within the EFT framework that $\delta g^{00} R^{(3)}$ can also stabilize NEC violation in dark energy, as indicated by the latest DESI DR2 BAO observations. Furthermore, our results show that current data already impose a nontrivial constraint on the EFT coefficient $\tilde{m}^2_4$ associated with $\delta g^{00} R^{(3)}$, indicating $\tilde{m}^2_4 \neq 0$ at approximately $2\sigma$. This finding suggests an unexpected possible connection between the primordial Universe and the late observable Universe. | 最近の DESI DR2 の結果は、暗黒エネルギーが 状態方程式は、高赤方偏移時の $w<-1$ から今日の $w>-1$ まで進化します。 ヌルエネルギー条件（NEC）違反への関心が高まっている。 NECながら この違反は、暗黒エネルギーと宇宙論の解決にとって重要である可能性があります。 特異点の問題は、一般にゴーストまたは勾配の不安定性につながります。 非特異宇宙論の研究では、効果的なものであることが十分に確立されています。 場の理論 (EFT) 演算子 $\delta g^{00} R^{(3)}$ により、完全に安定した NEC が実現します 違反であり、「ホーンデスキを超えた」物理学を表します。 私たちはそれを調査します 観測可能な宇宙における影響を確認し、EFT フレームワーク内で確認する $\delta g^{00} R^{(3)}$ はダークエネルギーにおける NEC 違反も安定化できるということ、 最新の DESI DR2 BAO 観測によって示されています。 さらに、私たちの結果は、 現在のデータが既に EFT に非自明な制約を課していることを示す $\delta g^{00} R^{(3)}$ に関連付けられた係数 $\tilde{m}^2_4$ は、次のことを示します $\チルダ{m}^2_4 \neq 0$ は約 $2\sigma$ です。 この発見は、次のことを示唆しています。 原始宇宙と後期宇宙の間に予想外のつながりがある可能性 観測可能な宇宙。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Many searches for continuous gravitational waves face significant computational challenges due to the need to explore large parameter spaces characterized by unknown parameters. Parameter-space metrics are used to predict the relative loss of signal power when the searched parameters differ from the true signal parameters. In this paper we present generalized parameter-space metrics for the $\mathcal{F}$-statistic (a detection statistic used in many searches) that improve upon previous idealized metrics by incorporating realistic effects such as data gaps and varying noise floors. We derive a new marginalized $\mathcal{F}$-statistic metric that is more accurate than the previous averaged $\mathcal{F}$-statistic metric, especially for short coherent segments. We also derive a more accurate semi-coherent metric that properly accounts for the signal-power variability over segments. We provide numerical tests illustrating that the new generalized metrics provide more accurate mismatch predictions than previous expressions. More accurate metrics can result in a reduced number of templates needed for a given search, a feature that could improve the sensitivity of future searches. | 連続重力波の多くの探索は重要な課題に直面している 大きなパラメータ空間を探索する必要があるため、計算上の課題が生じる 未知のパラメータによって特徴付けられます。 パラメータ空間メトリックは次の目的で使用されます。 検索されたパラメータが異なる場合の信号パワーの相対的な損失を予測します 真の信号パラメータから。 この論文では一般化したものを紹介します $\mathcal{F}$-statistic (検出統計) のパラメータ空間メトリクス 多くの検索で使用されます）、以前の理想化された指標を改善します。 データギャップやさまざまなノイズフロアなどの現実的な効果を組み込んでいます。 私たちは より正確な新しい周辺化された $\mathcal{F}$-statistic 指標を導出する 以前の平均 $\mathcal{F}$-statistic メトリクス、特に短いものより 一貫したセグメント。 また、より正確なセミコヒーレントメトリクスも導き出します。 セグメント間の信号電力の変動を適切に考慮します。 私たちが提供するのは 新しい一般化された指標がより多くのことを提供することを示す数値テスト 以前の式よりも正確な不一致予測。 より正確な指標 結果として、特定の検索に必要なテンプレートの数が減少する可能性があります。 今後の検索の感度を向上させる可能性のある機能。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Since black holes lack a straightforward notion of geometrical volume due to their event horizon structure and coordinate dependence, various approaches have been proposed to introduce a meaningful geometric and thermodynamic volume. There is no volume in classical black hole thermodynamics, the nonextensivity of black holes is a consequence. Extensivity of such systems can be restored by introducing a new thermodynamic state variable, typically the volume, the mass or the number of particles. Smarr relations show that black hole thermodynamics is nonextensive. However, restored extensivity leads to a volume which corresponds to geometric concepts and is also meaningful from a physical point of view. The article examines various volume definitions in the context of Anti-de Sitter (AdS) black holes and their implications for phase transitions, focusing on the Hawking-Page transition in Kerr-AdS spacetime, including the Christodoulou-Rovelli volume. | ブラック ホールには幾何学的な体積の単純な概念が欠けているため、 事象の地平面の構造と座標依存性、さまざまなアプローチ 意味のある幾何学的および熱力学を導入することが提案されています。 音量。 古典的なブラックホールの熱力学には体積はありません。 ブラックホールの非伸長性はその結果です。 このようなシステムの拡張性により、 新しい熱力学的状態変数、通常は 体積、質量、または粒子の数。 スマートな関係は黒さを示しています 穴の熱力学は非拡張性です。 ただし、拡張性が回復すると、 幾何学的概念に対応し、また、幾何学的な概念からも意味のある体積。 物理的な観点。 この記事では、 Anti-de Sitter (AdS) ブラック ホールのコンテキストと位相への影響 カー-AdS時空におけるホーキング-ページ遷移に焦点を当てた遷移、 Christodoulou-Rovelli の巻を含む。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In a recent series of publications we have started to investigate possible points of contact between the canonical (CQG) and the asymptotically safe (ASQG) approach to quantum gravity, despite the fact that the CQG approach is exclusively for Lorentzian signature gravity while the ASQG approach is mostly for Euclidean signature gravity. Expectedly, the simplest route is via the generating functional of time ordered N-point functions which requires a Lorentzian version of the Wetterich equation and heat kernel methods employed in ASQG. In the present contribution we consider gravity coupled to Gaussian dust matter. This is a generally covariant Lorentzian signature system, which can be considered as a field theoretical implementation of the idealisation of a congruence of collision free test observers in free fall, filling the universe. The field theory version correctly accounts for geometry -- matter backreaction and thus in principle serves as a dark matter model. Moreover, the intuitive geometric interpretation selects a preferred reference frame that allows to disentangle gauge degrees of freedom from observables. The CQG treatment of this theory has already been considered in the past. For this particular matter content it is possible to formulate the quantum field theory of observables as a non-linear $\sigma$ model described by a highly non-linear conservative Hamiltonian. This allows to apply techniques from Euclidean field theory to derive the generating functional of Schwinger N-point functions which can be treated with the standard Euclidean version of the heat kernel methods employed in ASQG. The corresponding Euclidean action is closely related to Euclidean signature gravity but not identical to it despite the fact that the underlying Hamiltonian is for Lorentzian signature gravity. | 最近の一連の出版物で、私たちは可能性を調査し始めました。 正規 (CQG) と漸近安全な間の接点 CQG アプローチは量子重力に対する (ASQG) アプローチであるにもかかわらず、 ローレンツ署名重力のみを対象としていますが、ASQG アプローチは主に ユークリッド署名重力の場合。 予想されるとおり、最も簡単なルートは次のとおりです。 時間順序付けされた N 点関数の汎関数を生成するには、 ローレンツ版のウェッテリッヒ方程式とヒート カーネル法を採用 ASQGで。 今回の寄稿では、ガウスダストと結合した重力を考察します。 案件。 これは一般的に共変のローレンツ署名システムであり、次のようにすることができます。 の理想化の現場理論的実装として考慮されます。 自由落下における衝突のない実験観測者の合同であり、宇宙を満たす。 場の理論バージョンでは、幾何学 - 物質の反作用が正しく説明されています したがって、原理的には暗黒物質モデルとして機能します。 さらに、直感的には、 幾何学的な解釈により、次のことを可能にする優先基準フレームが選択されます。 ゲージの自由度を観測対象から解きほぐします。 CQG治療は、 この理論は過去にすでに検討されています。 この特定の事柄の内容については、量子を定式化することが可能です。 によって記述される非線形 $\sigma$ モデルとしてのオブザーバブルの場の理論 高度に非線形な保守的なハミルトニアン。 これによりテクニックを応用できるようになります ユークリッド場の理論からシュウィンガー関数の母関数を導き出す 標準ユークリッド版で扱える N 点関数 ASQG で採用されているヒート カーネル メソッド。 対応するユークリッド作用は次のとおりです。 ユークリッド署名重力と密接に関連していますが、それと同一ではありません。 基礎となるハミルトニアンがローレンツ署名重力のものであるという事実。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we derive exact black hole solutions within the framework of fourth-order quasitopological gravity (4QTG) coupled to power-law Maxwell electrodynamics in five-dimensional spacetimes. We explore the thermodynamic properties of these solutions, including entropy, temperature, and electric potential, and verify the validity of the first law of thermodynamics. Our analysis spans asymptotically anti-de Sitter (AdS), de Sitter (dS), and flat spacetimes, revealing that thermal stability is exclusively achievable in asymptotically AdS black holes, while dS and flat solutions exhibit universal instability. The study highlights the unique role of higher-curvature terms in modifying black hole thermodynamics and horizon structures, providing new insights into the interplay between geometry, thermodynamics, and quantum gravity via the AdS/CFT correspondence. Furthermore, we demonstrate that 4QTG supports multi-horizon black holes even in the absence of charge, a feature absent in Einstein gravity. These findings underscore the importance of higher-curvature corrections in resolving classical limitations of general relativity and offer new avenues for exploring quantum gravity and holographic duality. | この論文では、次のフレームワーク内で正確なブラック ホールの解を導き出します。 マクスウェルべき乗則と結合した 4 次準位相重力 (4QTG) 5次元時空における電気力学。 熱力学を探ります エントロピー、温度、電気などのソリューションの特性 ポテンシャルを計算し、熱力学第一法則の妥当性を検証します。 私たちの 分析は漸近的にアンチ デ シッター (AdS)、デ シッター (dS)、およびフラットに広がります 熱安定性は時空でのみ達成可能であることが明らかになりました。 AdS ブラック ホールは漸近的ですが、dS およびフラット ソリューションは普遍性を示します。 不安定。 この研究は、高曲率項の独特な役割を強調しています。 ブラックホールの熱力学と地平線の構造を修正し、新しいものを提供する 幾何学、熱力学、量子の相互作用についての洞察 AdS/CFT 対応による重力。 さらに、4QTG が 電荷がない場合でもマルチホライズン ブラック ホールをサポートする機能 アインシュタインの重力には存在しない。 これらの調査結果は、次の重要性を強調しています。 一般的な古典的な制限を解決するための高曲率補正 相対性理論を解明し、量子重力とホログラフィックを探求するための新たな道を提供する 二元性。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Cosmological first-order phase transition (FOPT) sources the stochastic gravitational wave background (SWGB) through bubble collisions, sound waves, and turbulence. So far, most studies on the fluid profile of an expanding bubble are limited to transitions that complete in a much shorter time scale than the cosmic expansion. In this study, we investigate gravitational effects on the fluid profile beyond the self-similar regime. For this purpose we combine a hydrodynamic scheme in the presence of gravity with a fluid computation scheme under energy injection from the bubble wall. By performing (1+1)d simulations of spherical bubble for constant wall velocities, we find that the fluid generally develops a thinner shell in our cosmological setup, which qualitatively agrees with previous studies discussing the late-time behavior of fluid in expanding spacetime. We also observe reduction in the energy budget for the fluid kinetic energy. Furthermore, we find that the fluid profile develops sub-structure for accelerating bubble walls. We also comment on the possible broadening of the SGWB spectral plateau. | 宇宙論的一次相転移 (FOPT) は確率論的ソース 気泡衝突、音波、 そして乱気流。 これまでのところ、膨張する流体の流体プロファイルに関するほとんどの研究は、 バブルは、はるかに短い時間スケールで完了する遷移に限定されます 宇宙の膨張よりも。 この研究では、重力の影響を調査します。 自己相似領域を超えた流体プロファイルについて。 この目的のために、私たちは 重力の存在下での流体力学スキームと流体を組み合わせる 泡壁からのエネルギー注入の下での計算スキーム。 実行することで 壁速度が一定の場合の球形気泡の (1+1)d シミュレーションにより、次のことがわかります。 私たちの宇宙論的設定では、流体は一般的により薄い殻を発達させます。 これは、後期について議論した以前の研究と定性的に一致しています。 膨張する時空における流体の挙動。 また、 流体運動エネルギーのエネルギーバジェット。 さらに、流体が プロファイルは、気泡壁を加速するための下部構造を開発します。 コメントもさせていただきます SGWBスペクトルプラトーの拡大の可能性について。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In a recent paper, the NANOGrav collaboration studied new physics explanations of the observed pulsar timing residuals consistent with a stochastic gravitational wave background (SGWB), including cosmic strings in the Nambu-Goto (NG) approximation. Analysing one of current models for the loop distribution, it was found that the cosmic string model is disfavored compared to other sources, for example, super massive black hole binaries (SMBHBs). When both SMBHB and cosmic string models are included in the analysis, an upper bound on a string tension $G\mu \lesssim 10^{-10}$ was derived. However, the analysis did not accommodate results from cosmic string simulations in an underlying field theory, which indicate that at most a small fraction of string loops survive long enough to emit GW. Following and extending our previous study, we suppose that a fraction $f_{\rm NG}$ of string loops follow NG dynamics and emit only GWs, and study the three different models of the loop distribution discussed in the LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) collaboration analyses. We re-analyze the NANOGrav 15yrs data with our signal models by using the NANOGrav $\texttt{ENTERPRISE}$ analysis code via the wrapper $\texttt{PTArcade}$. We find that loop distributions similar to LVK Model B and C yield higher Bayes factor than Model A analyzed in the NANOGrav paper, as they can more easily accommodate a blue-tilted spectrum of the observed amplitude. Furthermore, because of the degeneracy of $G\mu$ and $f_{\rm NG}$ in determining the signal amplitude, our posterior distribution extends to higher values of $G\mu$, and in some cases the uppermost value of credible intervals is close to the Cosmic Microwave Background limit $G\mu \lesssim 10^{-7}$. Hence, in addition to the pulsar timing array data, further information about the fraction of long-lived loops in a cosmic string network is required to constrain the string tension. | 最近の論文では、NANOGrav との共同研究により新しい物理学が研究されました。 観測されたパルサー タイミング残差の説明は、 宇宙ひもを含む確率的重力波背景 (SGWB) 南部後藤 (NG) 近似。 ループの現在のモデルの 1 つを分析する 分布を比較すると、宇宙ひもモデルは不利であることが判明しました。 他のソース、たとえば超大規模ブラック ホール バイナリ (SMBHB) へ。 いつ SMBHB モデルと宇宙ひもモデルの両方が分析に含まれています。 弦張力 $G\mu \lesssim 10^{-10}$ に拘束されることが導出されました。 ただし、 解析では、宇宙ひもシミュレーションの結果が考慮されていませんでした。 基礎となる場の理論は、文字列のほんの一部しか存在しないことを示しています。 ループは GW を放出するのに十分な期間存続します。 前回の内容を踏襲し、拡張したもの 研究では、文字列ループの一部 $f_{\rm NG}$ が NG に続くと仮定します ダイナミクスを調べて GW のみを放出し、ループの 3 つの異なるモデルを研究します。 LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) 連携分析で議論された分布。 私たちは NANOGrav を使用して、信号モデルを使用して NANOGrav 15 年間のデータを再解析します。 ラッパー $\texttt{PTArcade}$ による $\texttt{ENTERPRISE}$ 分析コード。 私たちは LVK モデル B および C と同様のループ分布がより高いベイズを生成することを発見 NANOGrav 論文で分析されたモデル A よりも簡単に係数を設定できるため、 観測された振幅の青に傾斜したスペクトルに対応します。 さらに、 信号を決定する際の $G\mu$ と $f_{\rm NG}$ の縮退のため 振幅、事後分布は $G\mu$ のより高い値まで拡張され、 場合によっては、信頼区間の上限値が宇宙の値に近いこともあります。 電子レンジのバックグラウンド制限 $G\mu \lesssim 10^{-7}$。 したがって、それに加えて、 パルサー タイミング アレイ データ、長寿命部分に関する詳細情報 宇宙の弦ネットワーク内のループは、弦の張力を制約するために必要です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This thesis presents advancements in the detection of gravitational waves from compact binary coalescences, utilising the most sensitive observatories constructed to date. The research focuses on enhancing gravitational-wave signal searches through the development of new tools and the application of existing methodologies to increase the sensitivity of live gravitational-wave searches. We introduced a novel noise artefact model, which enabled the identification and removal of glitches, thereby facilitating the recovery of previously missed gravitational-wave injections. This pioneering approach established a glitch search pipeline that adapted techniques typically used in gravitational-wave searches to address the unique characteristics of glitches. Additionally, we implemented an exponential noise model within the PyCBC Live search framework, significantly improving the detection ranking statistics for gravitational-wave signals and demonstrating the potential for substantial increases in detection sensitivity. Furthermore, we analysed and proposed enhancements for the PyCBC Live Early Warning search to maximise the detection of gravitational-wave events in the early warning regime. Our findings highlighted deficiencies in the current ranking statistic and led to recommendations for optimising coincidence timing windows and refining phase-time-amplitude histograms. These adjustments aim to increase the detection of gravitational-wave signals, particularly binary neutron star events, in early warning scenarios. The results underscore the importance of advancing search techniques in gravitational-wave astronomy, which can operate independently of detector improvements. By refining search methodologies, we enhance the capacity to detect a greater number of events, contributing significantly to our understanding of the Universe. | この論文は重力波の検出における進歩を紹介します 最も感度の高い天文台を利用した、コンパクトな連星合体から 現在までに構築されました。 研究は重力波の強化に焦点を当てています 新しいツールの開発とアプリケーションによる信号検索 ライブ重力波の感度を高める既存の方法論 検索します。 新しいノイズアーティファクトモデルを導入しました。 不具合の特定と除去により、復旧が容易になります。 以前は重力波の注入を見逃していた。 この先駆的なアプローチ 一般的に使用される技術を適応させたグリッチ検索パイプラインを確立しました。 グリッチの固有の特性に対処するための重力波検索。 さらに、PyCBC Live 内に指数関数的ノイズ モデルを実装しました。 検索フレームワークにより、検出ランキング統計が大幅に改善されました。 重力波信号と大規模な可能性を実証 検出感度が上がります。 さらに分析して提案したのが、 検出を最大限に高めるための PyCBC Live Early Warning 検索の機能強化 早期警戒体制における重力波現象の解析。 私たちの調査結果 現在のランキング統計の不備を浮き彫りにし、 一致タイミングウィンドウの最適化と調整のための推奨事項 位相-時間-振幅ヒストグラム。 これらの調整は、 重力波信号、特に連星中性子星の検出 早期警告シナリオのイベント。 この結果は、次の重要性を強調しています。 重力波天文学における高度な探索技術。 検出器の改良とは無関係に。 検索方法を洗練することで、 より多くのイベントを検出する能力を強化し、 私たちの宇宙の理解に大きく影響します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In order to describe properly the gravity interactions including the mass currents, in the gravitomagnetism we construct four Maxwell type gravitational equations which are shown to be analogs of the Maxwell equations in the electromagnetism. Next, exploiting the Maxwell type gravitational equations, we explicitly predict the mass magnetic fields for both the isolated system of the spinning Moon orbiting the spinning Earth and that of the Sun and solar system planets orbiting the spinning Sun, whose phenomenological values have not been evaluated in the precedented Newtonian gravity formalisms. In the gravitomagnetism we also phenomenologically investigate the mass magnetic general relativity (GR) forces associated with the mass magnetic fields, to find that they are extremely small but non-vanishing compared to the corresponding mass electric Newtonian forces. Moreover, the directions of the mass magnetic GR forces for the solar system planets except Venus and Uranus are shown to be anti-parallel to those of their mass electric Newtonian forces. Next we investigate the mass magnetic dipole moment related with the B-ring of Saturn, to evaluate $\vec{m}_{M}(Ring)=-1.141\times 10^{4}~{\rm m^{3}~sec^{-1}}~\hat{\omega}$ with $\hat{\omega}$ being the unit vector along the axis direction of the spinning B-ring. The predicted value of $\vec{m}_{M}(Ring)$ is shown to be directly related with the Cassini data on the total mass of the rings of Saturn. | 質量を含めた重力相互作用を適切に記述するために 電流、重力磁気学では 4 つのマクスウェル型重力を構築します。 のマクスウェル方程式の類似物であることが示されている方程式。 電磁気。 次に、マクスウェル型重力方程式を利用して、 両方の孤立系の質量磁場を明示的に予測します。 自転する地球、そして太陽と太陽系の周囲を周回する自転する月 自転する太陽の周りを周回する惑星だが、その現象学的価値はまだ解明されていない 先行するニュートン重力形式で評価されます。 で 重力磁気、質量磁気も現象学的に調査します 一般相対性理論 (GR) 質量磁場に関連する力、 それらは非常に小さいですが、消滅していないことがわかります。 対応する質量電気ニュートン力。 また、その方向性は、 金星と天王星を除く太陽系惑星の質量磁気GR力 それらの質量電気ニュートン力と逆平行であることが示されています。 次に、B リングに関連する質量磁気双極子モーメントを調べます。 土星、$\vec{m}_{M}(Ring)=-1.141\times 10^{4}~{\rm を評価します m^{3}~sec^{-1}}~\hat{\omega}$、$\hat{\omega}$ は単位ベクトルです 回転するBリングの軸方向。 の予測値 $\vec{m}_{M}(Ring)$ は、上のカッシーニ データと直接関係していることが示されています。 土星の輪の総質量。 |
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| We study axial perturbations of static black holes with primary hair in a family of degenerate higher-order scalar-tensor (DHOST) theories. These solutions possess a scalar charge, fully independent of the mass, leading to a continuous one-parameter deformation of the standard Schwarzschild black hole. Starting from these solutions, we also construct new black holes, solutions of other DHOST theories, obtained via disformal transformations of the metric. In particular, we investigate two specific types of disformal transformations: the first leading to a theory where gravitational waves propagate at the speed of light, the second to a Horndeski theory, where the equations of motion remain second order. The dynamics of axial perturbations can be formally related to the general relativistic equations of motion of axial perturbations in an effective metric. The causal structure of the effective metric differs from that of the background metric, leading to distinct gravitational and luminous horizons. Using a WKB approximation, we compute the quasi-normal modes for the Schr\"odinger-like equation associated with the effective metric outside the gravitational horizon. | 私たちは、一次毛をもつ静的ブラックホールの軸方向の摂動を研究します。 縮退高次スカラーテンソル (DHOST) 理論のファミリー。 これら 溶液は質量とは完全に独立したスカラー電荷を持っているため、 標準シュヴァルツシルト ブラック ホールの連続 1 パラメーター変形。 これらの解を出発点として、新しいブラック ホール、 他の DHOST 理論。 計量の変形変換によって得られます。 で 特に、私たちは 2 つの特定のタイプの変形変形を調査します。 最初に重力波が次の速度で伝播するという理論につながりました。 光、運動方程式が残るホーンデスキ理論の 2 つ目 2番目の注文。 軸方向の摂動のダイナミクスは、形式的には次のように関連付けることができます。 一般相対論的な軸摂動の運動方程式 効果的な指標。 有効な指標の因果構造は異なる 背景メトリックのそれにより、明確な重力と光が得られます。 地平線。 WKB 近似を使用して、次の準正規モードを計算します。 範囲外の有効指標に関連付けられたシュルオーディンガーのような方程式 重力の地平線。 |
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| Recent horizon-scale observations of the Sgr A* might open up a new window to study spacetime geometry and accretion matter in the strong-field regime of gravity. Due to the short gravitational timescale for Sgr A*, variable emissions near the galactic center are expected in the observations, including variability in the Sgr A* images and flare motions within ten times gravitational radius. In this paper, we investigate the spatiotemporal auto- and cross-correlations for multiple images of a long-lived corotating hotspot near the black hole. Using the recently developed efficient ray-tracing scheme for point-like sources, we extensively consider multiple images from primary to eighth-order in the correlations. We show that these correlations exhibit a repeated inclined band-like structure in the $\Delta \Phi$-$\Delta t$ plane. And there is a periodic modulation of width of the correlated bands, with the maximum bandwidth increasing with the inclination angles. The point-slope of correlated bands is determined by the lapse in azimuthal angle and time of multiple images, as well as the apparent rotation speed of hotspots. By comparing correlations for lower-order with those for higher-order images, it is found that the fixed points for cross-correlations between lower-order images depend on the orbital configurations of hotspots. It challenges the use of correlations for lower-order images to infer black hole geometries. Additionally, we also examine the influence from hotspot shapes based on semi-analytical formulas. Although the emission shape can significantly influence light curves, it does not change the correlated bands of the correlations. | Sgr A* の最近の地平線スケールの観測は、新しい窓を開く可能性があります。 の強磁場領域における時空幾何学と降着物質を研究する 重力。 Sgr A* の重力時間スケールは短いため、変数 観測では、銀河中心近くの放出が予想されています。 10回以内のSgr A*画像とフレアモーションの変動 重力半径。 この論文では、時空間自動 長寿命の共回転ホットスポットの複数の画像の相互相関 ブラックホールの近く。 最近開発された効率的なレイ トレーシング スキームの使用 点状のソースの場合、一次画像から画像までの複数の画像を広範囲に考慮します。 相関関係では 8 次。 これらの相関関係が次のことを示すことを示します。 $\Delta \Phi$-$\Delta t$ 平面内で繰り返される傾斜した帯状構造。 そして、相関バンドの幅には周期的な変調があり、 最大帯域幅は傾斜角度とともに増加します。 の点の傾き 相関バンドは方位角の経過と時間によって決定されます。 複数の画像、およびホットスポットの見かけの回転速度。 による 低次の画像の相関を高次の画像の相関と比較すると、 低次間の相互相関の固定点が存在することがわかります。 画像はホットスポットの軌道構成に依存します。 使用に挑戦します ブラック ホールの形状を推測するための低次画像の相関関係。 さらに、ホットスポット形状の影響も調べます。 半分析式。 発光形状は大きく変化しますが、 ライトカーブに影響を与えますが、相関バンドは変わりません。 相関関係。 |
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| A recent proposal reinterprets the eikonal as the scattering generator, which computes scattering observables through an action as a symmetry generator. The aim of this study is to incorporate dissipative effects from radiation into this framework, where the eikonal is generalised to the radiation eikonal by including mediator field degrees of freedom. The proposed generalisation is tested through several post-Minkowskian scattering observables; scattering waveform, radiated momentum, and (time asymmetric) radiation loss in the impulse. | 最近の提案では、エイコナールを散乱発生器として再解釈しています。 対称ジェネレーターとしてのアクションを通じて散乱オブザーバブルを計算します。 の この研究の目的は、放射線による散逸効果を身体に組み込むことです。 このフレームワークでは、eikonal は次のように放射線 eikonal に一般化されます。 メディエーターフィールドの自由度を含む。 提案された一般化は次のとおりです いくつかのポストミンコフスキー散乱観測物を通してテスト。 散乱 波形、放射運動量、および（時間非対称）放射損失 衝動。 |
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| For a system with a Hamiltonian constraint, we demonstrate that its dynamics is invariant under different choices of the lapse function, regardless of whether the Hamiltonian incorporates quantum corrections. Applying this observation to the interior of black-to-white holes, we analyze its dynamics with different choices of the lapse function. The results explicitly show that the leading-order expansion of both metrics proposed by Rovelli et al. (Class. Quant. Grav. \textbf{35}, 225003 (2018); Class. Quant. Grav. \textbf{35}, 215010 (2018)) and Ashtekar et al. (Phys. Rev. Lett. \textbf{121}, 241301 (2018); Phys. Rev. D \textbf{98}, 126003 (2018)) exhibit identical behavior near the transition surface. Therefore, in this sense the black-to-white hole model proposed by Rovelli et al., (Class. Quant. Grav. \textbf{35}, 225003 (2018); Class. Quant. Grav. \textbf{35}, 215010 (2018)) may be interpreted as a coarse-grained version of the solution within the framework of loop quantum gravity. The black-to-white hole solutions with exact symmetry between the black hole and white hole regions are constructed by appropriately fixing the quantum parameters in the effective theory of loop quantum gravity. This approach circumvents the issue of amplification of mass, which could arise from a mass difference between the black hole and white hole, and provides a way to link the solutions obtained by minisuperspace quantization to those in the covariant approach. Finally, the black-to-white hole solutions with a cosmological constant are constructed. The numerical solutions for the interior of the black-to-white hole with a cosmological constant are obtained, and their symmetric behavior is also discussed. | ハミルトニアン制約を持つシステムの場合、そのダイナミクスが は、ラプス関数のさまざまな選択の下では、関係なく不変です。 ハミルトニアンに量子補正が組み込まれているかどうか。 これを応用すると ブラック・トゥ・ホワイト・ホールの内部を観察し、そのダイナミクスを解析します ラプス機能のさまざまな選択が可能です。 結果は次のことを明確に示しています Rovelli et al. によって提案された両方の指標の主要な次数展開。 （クラス。 量的。 グラブ。 \textbf{35}、225003 (2018);クラス。 量的。 グラブ。 \textbf{35}、 215010 (2018)) および Ashtekar et al. (Phys. Rev. Lett. \textbf{121}、241301 （2018年）;物理学。 Rev. D \textbf{98}, 126003 (2018)) は同一の動作を示します 転移面付近。 したがって、この意味では、ブラック トゥ ホワイト ホール Rovelli らによって提案されたモデル (Class.Quant.Grav.\textbf{35}, 225003) （2018年）;クラス。 量的。 グラブ。 \textbf{35}, 215010 (2018)) として解釈される場合があります。 ループ量子のフレームワーク内のソリューションの粗粒版 重力。 ブラック ホールからホワイト ホールまでの正確な対称性を持つソリューション ブラック ホールとホワイト ホールの領域は、適切に固定することによって構築されます。 ループ量子重力の有効理論における量子パラメータ。 これ このアプローチは、次のような理由から生じる可能性のある質量の増幅の問題を回避します。 ブラック ホールとホワイト ホールの質量差を調べ、 ミニ超空間量子化によって得られた解を、 共変アプローチ。 最後に、ブラックからホワイト ホールへの解決策は、 宇宙定数が構築されます。 インテリアの数値解法 宇宙定数を伴うブラックからホワイト ホールの値が得られ、その 対称的な動作についても説明します。 |
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| We elaborate the problem of magnetized particle motion in the spacetime of a static, spherically symmetric black hole influenced by weak magnetic fields stemming from visible and dark matter sectors. The Wald's procedure for obtaining the weakly magnetized solution, generalized to the case of dark photon - Einstein-Maxwell gravity was implemented. The collision process analysis of two particles in the background of the black hole has been studied in order to find the signature of dark matter presence in the nearby of the object in question. | 我々は、磁化された粒子の時空における運動の問題を詳しく説明します。 弱い磁場の影響を受ける静的な球対称ブラックホール 可視物質セクターと暗黒物質セクターに由来します。 Wald の手順 暗い場合に一般化された、弱い磁化の解決策を取得します。 光子 - アインシュタイン・マクスウェル重力が実装されました。 衝突プロセス ブラックホールの背景にある2つの粒子の分析が研究されています 近くに暗黒物質が存在する痕跡を見つけるために 問題のオブジェクト。 |
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| In this paper, we extend the study of wave packets from the AdS$_3$/CFT$_2$ correspondence to AdS$_4$/CFT$_3$ and examine properties of their energy density. We find that, while the energy still localizes on the light cone, its spatial distribution exhibits momentum dependence and is no longer localized in higher dimensions. This result is significant as it reflects leading $1/N$ corrections to the generalized free field theory associated with the free bulk theory at $N=\infty$. Our findings are consistent with previous studies on entanglement wedge reconstruction including $1/N$ corrections, and also provide new insights into the structure of wave packets in higher-dimensional holography. | この論文では、AdS$_3$/CFT$_2$ からのウェーブ パケットの研究を拡張します。 AdS$_4$/CFT$_3$ に対応し、そのエネルギーの特性を調べる 密度。 私たちは、エネルギーがまだ光円錐上に局在している間、その 空間分布は運動量依存性を示し、もはや局所的ではありません。 より高い次元。 この結果は、主要な $1/N$ を反映しているため、重要です。 自由バルクに関連する一般化された自由場の理論に対する修正 $N=\infty$ の理論。 私たちの発見は、これまでの研究と一致しています。 $1/N$ 補正を含むもつれウェッジの再構築、および提供も提供 高次元の波束の構造についての新たな洞察 ホログラフィー。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the spectrum of the interior length and the horizon timeshift of a two-sided black hole by constructing non-perturbative length and timeshift operators in Jackiew-Teitelboim gravity. We first construct projection operators onto the fixed length or fixed horizon timeshift subspaces using the replica trick. We calculate the densities of state for the length and the timeshift, which are found to be finite. This finiteness implies the discreteness in the spectrum of these quantities. We then construct the non-perturbative length and timeshift operators, and apply them to study the time evolution of the two-sided black hole. We find that at early time, the probability distribution of the interior length and the timeshift are sharply peaked at the classical values, while after the Heisenberg time, the distribution is completely uniform over all possible values of the length and the timeshift, indicating maximal uncertainty. In particular, the probability of having the negative timeshift states, which corresponds to the white hole probability, is $O(1)$ after the Heisenberg time. | 私たちは内部長のスペクトルと地平線のタイムシフトを研究します。 非摂動的な長さとタイムシフトを構築することによる両面ブラック ホール ジャッキーウ・タイテルボイム重力のオペレーター。 まず投影を構築します を使用して、固定長または固定ホライズンのタイムシフト サブスペースに演算子を追加します。 レプリカのトリック。 長さとの状態密度を計算します。 タイムシフトは有限であることが判明しています。 この有限性が意味するのは、 これらの量のスペクトルの離散性。 次に、 非摂動的な長さとタイムシフト演算子を使用し、それらを適用して研究します。 両面ブラックホールの時間発展。 早い段階で、 内部長の確率分布とタイムシフトが急激に変化 古典的な価値観でピークに達したが、ハイゼンベルクの時代以降、 分布はすべての可能な長さの値にわたって完全に均一であり、 タイムシフト、最大の不確実性を示します。 特に確率は、 ホワイト ホールに対応する負のタイムシフト状態を持つこと ハイゼンベルク時間後の確率は $O(1)$ です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the Klein--Gordon equation $\Box\psi-\mu^2_{\textit{KG}}\psi=0$ on subextremal Kerr de Sitter black hole backgrounds with parameters $(a,M,l)$, where $l^2=\frac{3}{\Lambda}$. We prove a "relatively non degenerate integrated" decay estimate assuming an appropriate mode stability statement for real frequency solutions of Carter's radial ode. Our results, in particular, apply unconditionally in the very slowly rotating case $|a|\ll M,l$, and in the case where $\psi$ is axisymmetric. Exponential decay for $\psi$ to a constant is a consequence of this estimate. To prove our result, we introduce a novel pseudodifferential commutation operator $\mathcal{G}$ that generalizes our previous purely physical space commutation \cite{mavrogiannis} and we use it in conjunction with the Morawetz estimate of our companion \cite{mavrogiannis4}. This pseudodifferential operator is defined using Fourier decomposition with respect to time frequencies $\omega$ and azimuthal frequencies $m$, but does not require Carter's full separation. | クライン-ゴードン方程式 $\Box\psi-\mu^2_{\textit{KG}}\psi=0$ を研究します。 パラメータ $(a,M,l)$ を持つ極値以下のカー・デ・シッター ブラック ホールの背景、 ここで、$l^2=\frac{3}{\Lambda}$。 私たちは「比較的非退化」であることを証明します。 適切なモード安定性ステートメントを仮定した「積分された」減衰推定値 カーターの放射状オードの実周波数解。 特に私たちの結果は、 非常にゆっくり回転する $|a|\ll M,l$ の場合と、 $\psi$ が軸対称の場合。 $\psi$ の定数への指数関数的減衰 はこの推定の結果です。 私たちの結果を証明するために、新しい擬似差動整流を導入します。 以前の純粋に物理的な空間を一般化する演算子 $\mathcal{G}$ 変換 \cite{mavrogiannis} であり、これを Morawetz と組み合わせて使用します。 私たちの仲間 \cite{mavrogiannis4} の推定値。 この疑似微分 演算子は時間に関するフーリエ分解を使用して定義されます 周波数 $\omega$ と方位周波数 $m$ ですが、必須ではありません カーターの完全な別居。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the Klein--Gordon equation $\Box_{g_{a,M,l}}\psi-\mu^2_{\textit{KG}}\psi=0$ on subextremal Kerr--de Sitter black hole backgrounds with parameters $(a,M,l)$, where $l^2=\frac{3}{\Lambda}$. We prove boundedness and Morawetz estimates assuming an appropriate mode stability statement for real frequency solutions of Carter's radial ode. Our results in particular apply in the very slowly rotating case $|a|\ll M,l$, and in the case where the solution~$\psi$ is axisymmetric. This generalizes the work of Dafermos--Rodnianski \cite{DR3} on Schwarzschild--de~Sitter. The boundedness and Morawetz results of the present paper will be used in our companion \cite{mavrogiannis2} to prove a `relatively non-degenerate integrated estimate' for subextremal Kerr--de Sitter black holes~(and as a consequence exponential decay). In a forthcoming paper \cite{mavrogiannis3}, this will immediately yield nonlinear stability results for quasilinear wave equations on subextremal Kerr--de Sitter backgrounds. | クライン-ゴードン方程式を研究します $\Box_{g_{a,M,l}}\psi-\mu^2_{\textit{KG}}\psi=0$ (極値以下のカー--デ・シッター) パラメーター $(a,M,l)$ を持つブラック ホールの背景、ここで $l^2=\frac{3}{\Lambda}$。 有界性とモラウェッツ推定値を次の仮定で証明します。 の実周波数解に対する適切なモード安定性ステートメント カーターの放射状の賛歌。 私たちの結果は特に非常にゆっくりとした状況に適用されます。 $|a|\ll M,l$ の回転の場合、および解 ~$\psi$ が次の場合 軸対称。 これは、ダフェルモス-ロドニアンスキー \cite{DR3} の研究を一般化したものです。 シュヴァルツシルト--デ~シッター。 本論文の有界性とモラウェッツの結果は、私たちの研究で使用されます。 コンパニオン \cite{mavrogiannis2} は、「比較的非退化的な統合」を証明します 極値未満のカー -- ド・ジッター ブラック ホール ~ (そしてその結果) の推定 指数関数的減衰)。 今後の論文 \cite{mavrogiannis3} では、これは次のようになります。 準線形波動方程式の非線形安定性の結果を即座に生成します。 極度以下のカー・ド・シッターの背景。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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Cosmic microwave background (CMB) temperature and polarization observations
indicate that in the best-fit $\Lambda$ Cold Dark Matter model of the Universe,
the local geometry is consistent with at most a small amount of positive or
negative curvature, i.e., $\vert\Omega_K\vert\ll1$. However, whether the
geometry is flat ($E^3$), positively curved ($S^3$) or negatively curved
($H^3$), there are many possible topologies. Among the topologies of $S^3$
geometry, the lens spaces $L(p,q)$, where $p$ and $q$ ($p>1$ and $0| 宇宙マイクロ波背景放射 (CMB) の温度と偏光の観測
宇宙の最適な $\Lambda$ Cold Dark Matter モデルでは、
局所的な幾何学形状は、最大でも少量の正または
負の曲率、つまり $\vert\Omega_K\vert\ll1$。 ただし、
ジオメトリは平坦 ($E^3$)、正に湾曲 ($S^3$)、または負に湾曲しています
($H^3$) のように、多くのトポロジーが考えられます。 $S^3$ のトポロジーのうち
ジオメトリ、レンズ空間 $L(p,q)$、ここで $p$ と $q$ ($p>1$ および $0 | |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we present an exact solution for a spherically symmetric Schwarzschild black hole surrounded by perfect fluid dark matter (PFDM) in the presence of a quintessence field. We investigate the impact of dark matter on the black hole's thermodynamic and optical properties, as well as its quasinormal modes. Our analysis reveals a critical radius where the heat capacity becomes positive, indicating the thermodynamic stability of the black hole. Notably, this critical radius increases with the dark matter parameter $\alpha$. Additionally, we find that as the effects of dark matter increase, the black hole's shadow radius decreases. Using the WKB approximation, we show that the quasinormal mode spectrum differs from that of a standard Schwarzschild black hole due to the influence of PFDM. Moreover, we demonstrate that as $\alpha$ increases, both the real part and the magnitude of the imaginary part of the quasinormal mode frequencies increase. This suggests that field perturbations decay more rapidly in the presence of PFDM compared to those in a Schwarzschild black hole. | この論文では、球対称の厳密な解法を示します。 シュワルツシルト ブラック ホールは完全流体暗黒物質 (PFDM) に囲まれています。 真髄フィールドの存在。 私たちは暗黒物質が地球に与える影響を調査しています。 ブラックホールの熱力学的性質と光学的性質、そしてその 準正規モード。 私たちの分析により、熱が発生する臨界半径が明らかになりました。 容量が正になり、黒の熱力学的安定性を示します。 穴。 注目すべきことに、この臨界半径は暗黒物質パラメータとともに増加します $\アルファ$。 さらに、暗黒物質の影響が増大するにつれて、 ブラックホールの影の半径は減少します。 WKB 近似を使用すると、次のようになります。 準正規モードのスペクトルが標準モードのスペクトルとは異なること PFDMの影響によるシュヴァルツシルトブラックホール。 さらに、私たちはデモンストレーションします $\alpha$ が増加すると、実部と大きさの両方が増加します。 準正規モード周波数の虚数部が増加します。 これは次のことを示唆しています 場の摂動は、PFDM の存在下では、PFDM の存在下でより急速に減衰します。 シュヴァルツシルトブラックホールの中にあるもの。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Some stars orbiting supermassive black holes (SMBH) are expected to undergo a gravitational-wave (GW)-driven inspiral and initiate mass transfer on nearly circular orbits. However, the stability and duration of such phases remain unexplored. In this work, we focus on the evolution of a low-mass, radiative-envelope subgiant star being stripped by an SMBH. We find that such systems can undergo a long-lasting, stable mass-transfer phase, even if none of the angular momentum of the transferred material returns to the orbit to counterbalance the GW-driven decay. We show an example where a 2 Msun subgiant is stripped before entering the LISA band and loses almost its entire hydrogen envelope. The remaining helium core undergoes a prolonged GW-driven inspiral, becoming a loud LISA source. If formed in our galaxy, the system would be detectable for several hundred thousand years, ultimately reaching extreme signal-to-noise ratios of a million. Hydrogen shell flashes in the residual envelope cause temporary radial expansions of the stripped star. As a result, a few additional phases of rapid mass transfer occur at orbital periods of 20 - 30 hours. Eventually, the core possibly undergoes circular partial tidal disruption at an orbital period of ~10 minutes, corresponding to a GW emission frequency of a few mHz. We estimate a chance of about 1% that such a detectable LISA source exists in our own galactic center. The loud final GW transient may lead to a few detections reaching as far as ~1 Gpc, including, e.g., the Abell clusters. | 超大質量ブラックホール (SMBH) を周回するいくつかの星は、大規模なブラックホールの影響を受けると予想されています。 重力波 (GW) によって引き起こされる吸気と物質移動の開始 円軌道。 ただし、そのようなフェーズの安定性と期間は残ります。 未踏の。 この研究では、低質量の進化に焦点を当てています。 SMBHによって剥ぎ取られる放射包絡型亜巨星。 そのようなことが分かりました システムは、たとえ何も起こらなくても、長期にわたる安定した物質移動段階を経ることができます。 移送された物質の角運動量は軌道に戻り、 GW による減衰を相殺します。 2 Msun の亜巨人が存在する例を示します。 LISA バンドに入る前に除去され、水素のほぼ全体が失われます。 封筒。 残りのヘリウムコアは長期にわたるGW駆動の吸気を受け、 大音量の LISA ソースになります。 私たちの銀河系で形成された場合、このシステムは次のようになります。 数十万年にわたって検出可能であり、最終的には極度に達する 信号対雑音比は100万です。 残留物中での水素シェルのフラッシュ エンベロープは、剥ぎ取られたスターの一時的な半径方向の膨張を引き起こします。 その結果、 急速な物質移動の追加のいくつかの段階は、20 - の軌道周期で発生します。 30時間。 最終的に、コアは円形の部分潮汐を経験する可能性があります GW放射に相当する約10分の軌道周期での撹乱 数mHzの周波数。 このようなものが検出される可能性は約 1% であると推定されます。 LISA 源は私たち自身の銀河中心に存在します。 最後の GW 過渡現象が大きくなる可能性があります。 たとえば、Abell など、最大 1 Gpc に達するいくつかの検出につながります。 クラスター。 |
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| We consider and compare the Bondi and Novikov-Thorne accretion mechanisms in spherically symmetric regular black holes. To do so, we model the dark matter distribution adopting two main approaches. The first takes into account a cosmologically-inspired dark fluid, whose pressure turns out to be constant, whereas the density and equation of state depend on the radial coordinate. The second case employs an exponential dark matter energy distribution that describes the dark matter cloud in the accretion process. Accordingly, we quantify the mass accreted by regular solutions with the above information on the energy-momentum tensor and their luminosity and thermal properties, derived from the background models. Numerical simulations of the accretion processes are then reported, comparing regular black holes with Schwarzschild and Schwarzschild-de Sitter metrics. In so doing, we consider the Hayward, Bardeen, Dymnikova and Fang-Wang solutions, where the addiction of a further parameter determines regularity. Implications and physical consequences of using the Novikov-Thorne and Bondi accretion backgrounds are thus critically discussed in varying the free parameters of each spacetime. | ボンダイ降着機構とノビコフ・ソーン降着機構を考察し、比較します。 球面対称の通常のブラックホール。 そのために、暗黒物質をモデル化します。 配布には 2 つの主なアプローチが採用されています。 最初の考慮事項は、 宇宙論にインスピレーションを得た黒い流体で、その圧力は一定であることが判明しています。 一方、密度と状態方程式は動径座標に依存します。 の 2 番目のケースでは、指数関数的な暗黒物質エネルギー分布が使用されます。 降着過程における暗黒物質雲を説明します。 したがって、私たちは、 上記の情報を使用して、通常の溶液によって増加する質量を定量化します。 導出されたエネルギー運動量テンソルとその光度および熱特性 背景モデルから。 降着過程の数値シミュレーション その後、通常のブラックホールとシュワルツシルトを比較して報告され、 シュヴァルツシルト・デ・ジッター指標。 そうすることで、ヘイワード、バーディーン、 Dymnikova と Fang-Wang のソリューションでは、さらなるパラメーターの中毒が発生します。 規則性を決定します。 の使用による影響と物理的影響 したがって、ノビコフ・ソーンとボンダイ降着の背景は、以下で批判的に議論されています。 各時空の自由パラメータを変更します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce a systematic method to derive the effective action for domain walls directly from the scalar field theory that gives rise to their solitonic solutions. The effective action for the Goldstone mode, which characterizes the soliton's position, is shown to consist of the Nambu-Goto action supplemented by higher-order curvature invariants associated to its worldvolume metric. Our approach constrains the corrections to a finite set of Galileon terms, specifying both their functional forms and the procedure to compute their coefficients. We do a collection of tests across various models in $2+1$ and $3+1$ dimensions that confirm the validity of this framework. Additionally, the method is extended to include bound scalar fields living on the worldsheet, along with their couplings to the Goldstone mode. These interactions reveal a universal non-minimal coupling of these scalar fields to the Ricci scalar on the worldsheet. A significant consequence of this coupling is the emergence of a parametric instability, driven by interactions between the bound states and the Goldstone mode. | ドメインに対する効果的なアクションを導き出すための体系的な手法を紹介します。 ソリトニックな理論を生み出すスカラー場理論から直接の壁 解決策。 ゴールドストーンモードの特徴的なアクション。 ソリトンの位置は、南部-後藤作用を補足したもので構成されていることが示されています。 ワールドボリュームメトリクスに関連付けられた高次の曲率不変量によって。 私たちの このアプローチは、修正をガリレオン項の有限セットに制限します。 それらの関数形式とその計算手順の両方を指定します。 係数。 $2+1$ でさまざまなモデルにわたる一連のテストを実行します。 このフレームワークの有効性を裏付ける $3+1$ の次元。 さらに、 メソッドは、ワールドシート上に存在するバインドされたスカラー フィールドを含むように拡張されます。 ゴールドストーン モードへのカップリングも含めて。 これらの相互作用により、 これらのスカラー フィールドと Ricci スカラーの普遍的非最小結合 ワールドシート。 この結合の重要な結果は、 パラメトリック不安定性は、束縛状態と境界状態の間の相互作用によって引き起こされます。 ゴールドストーンモード。 |
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| We study Weyl conformal geometry as a general gauge theory of the Weyl group (of Poincar\'e and dilatations symmetries) in a manifestly Weyl gauge covariant formalism in which this geometry is automatically metric and physically relevant. This gives a realistic (quadratic) gauge theory of gravity, with Einstein-Hilbert gravity recovered in its spontaneously broken phase, motivating our interest in this geometry. For the most general action we compute the manifestly Weyl gauge covariant equations of motion and present the conservation laws for the energy-momentum tensor and Weyl gauge current. These laws are valid both in Weyl conformal geometry (with respect to the Weyl gauge covariant derivative) but also in the Riemannian geometry equivalent picture (with respect to its associated covariant derivative). This interesting result is a consequence of gauged diffeomorphism invariance of the former versus usual diffeomorphism invariance of the latter. These results are first derived in $d=4$ dimensions. We then successfully derive the conservation laws and equations of motion in Weyl conformal geometry in arbitrary $d$ dimensions, while maintaining manifest Weyl gauge invariance/covariance. The results are useful in physical applications with this symmetry. | ワイル群の一般ゲージ理論としてワイル等角幾何学を研究します。 (ポアンカレと膨張対称性の) 明らかにワイル ゲージ共変における この幾何学が自動的にメートル法および物理的になる形式主義 関連する。 これにより、重力の現実的な (二次) ゲージ理論が得られます。 アインシュタイン・ヒルベルト重力は自然に壊れた段階で回復し、 この幾何学形状に対する私たちの興味が動機付けられています。 最も一般的なアクションとしては、 明らかにワイルゲージの共変運動方程式を計算し、 エネルギー運動量テンソルとワイルゲージ電流の保存則。 これら 法則はワイル等角幾何学の両方で有効です（ワイルゲージに関して） 共変微分）だけでなく、リーマン幾何学の等価図でも (関連する共変導関数に関して)。 この興味深い結果は 前者と通常のゲージ微分同相不変性の結果です 後者の微分同相不変性。 これらの結果は最初に導出されます。 $d=4$ の寸法。 その後、保存則を導き出すことに成功し、 任意の $d$ 次元におけるワイル等角幾何の運動方程式、 明示的なワイルゲージ不変性/共分散を維持しながら。 結果は次のとおりです この対称性を備えた物理的なアプリケーションに役立ちます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Type N spacetimes of the Kundt class are presented as solutions to Einstein's equations sourced by a real scalar field whose equation of motion is conformally invariant and that generalizes the standard conformal scalar field. The specific spacetimes considered model gravitational waves with uniform and totally geodesic wave fronts, propagating in a maximally symmetric background, and are characterized by the value of their constant scalar curvature and by the so-called wave profile function. All subclasses of such spacetimes are analyzed. It is shown that the scalar field solutions generically divide into two branches, of which one has a strikingly different behavior from that of the standard conformal case. The scalar field contributes to the equation satisfied by the wave profile function by adding new singular terms. Closed form and mode solutions for the wave profile function are found for different scenarios. The resulting energy-momentum tensor has a null eigenvector, but is more general than the pure radiation type usually coupled with this kind of spacetimes. | Kundt クラスの N 型時空は、アインシュタインの解として提示されます。 運動方程式が次のとおりである実数スカラー場をソースとする方程式 共形不変であり、標準の共形スカラー場を一般化します。 特定の時空は、均一かつ均一な重力波をモデル化すると考えられます。 最大限に対称的な背景を伝播する完全な測地線の波面、 一定のスカラー曲率の値と、 いわゆる波形プロファイル関数です。 そのような時空のすべてのサブクラスは、 分析されました。 スカラー場の解は一般的に次のように分割されることが示されています。 2 つのブランチのうちの 1 つは、ブランチとは著しく異なる動作をします。 標準的なコンフォーマルケース。 スカラー場は満たされる方程式に寄与します 新しい単数項を追加することにより、波形プロファイル関数によって作成されます。 閉じた形式とモード 波形プロファイル関数のソリューションは、さまざまなシナリオで見つかります。 の 結果として得られるエネルギー運動量テンソルはヌル固有ベクトルを持ちますが、より一般的です 通常、この種の時空と組み合わされた純粋な放射線タイプよりも優れています。 |
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| In this work we perform a systematic study of the singularity structure of inflationary correlations at 1-loop. We explicitly compute a few diagrams and find a pattern emerging in the singularities produced. Motivated by this, we derive diagrammatic rules to extract the singularities of any two-site 1-loop diagram. Using these rules, the poles and branch cuts produced can be predicted by simply identifying the energies flowing through certain subgraphs, without having to perform complicated integrals. We demonstrate how these rules follow by analyzing the general structure of the time and momentum integrals of the correlators. An interesting feature of de-Sitter correlators at 1-loop is the presence of an off-shell total energy branch point, which is present in dimensional regularization as well as cutoff regularization. We probe the source of this branch cut in detail, while revisiting the cosmological KLN theorem (arXiv:2308.00680) in this context. Finally, we show that the branch cuts produced in a renormalised correlator always repackage themselves in a dilatation invariant form to produce logarithms of ratios of comoving scales. | この研究では、次の特異点構造の体系的な研究を行います。 1 ループでのインフレ相関。 いくつかの図を明示的に計算し、 生成された特異点に現れるパターンを見つけます。 これを原動力に、私たちは、 任意の 2 サイト 1 ループの特異点を抽出するための図式ルールを導き出す 図。 これらのルールを使用すると、生成されるポールと枝のカットを予測できます。 特定のサブグラフを流れるエネルギーを識別するだけで、 複雑な積分を実行する必要があります。 これらのルールがどのように従うかを示します の時間積分と運動量積分の一般的な構造を分析することによって、 相関関係者。 1 ループにおけるデシッター相関器の興味深い機能は、 殻外の全エネルギー分岐点の存在。 次元正則化とカットオフ正則化。 私たちは、 この分岐のソースは、宇宙論的な KLN を再考しながら詳細にカットされています このコンテキストでは定理 (arXiv:2308.00680) を参照してください。 最後に、ブランチが 繰り込み相関器で生成されたカットは、常にそれ自体を再パッケージ化します。 共動スケールの比の対数を生成するための膨張不変形式。 |
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| We investigate the spectral behavior of scalar fluctuations generated by gravity during inflation and the subsequent reheating phase. We consider a non-perturbative Bogoliubov treatment within the context of pure gravitational reheating. We compute both long and short-wavelength spectra, first for a massless scalar field, revealing that the spectral index in part of the infrared (IR) regime varies between $-6$ and $-3$, depending on the post-inflationary equation of state (EoS), $0\leq w_\phi\leq1$. Furthermore, we study the mass-breaking effect of the IR spectrum by including finite mass, $m_{\chi}$, of the daughter scalar field. We show that for $m_{\chi}/H_{\rm e} \gtrsim 3/2$, where $H_{\rm e}$ is the Hubble parameter during inflation, the IR spectrum of scalar fluctuations experiences exponential mass suppression, while for smaller masses, $m_{\chi}/\He<3/2$, the spectrum remains flat in the IR regime regardless of the post-inflationary EoS. For any general EoS, we also compute a specific IR scale, $k_m$, of fluctuations below which the IR spectrum will suffer from this finite mass effect. In the UV regime, oscillations of the inflaton background lead to interference terms that explain the high-frequency oscillations in the spectrum. Interestingly, we find that for any EoS, $1/9 \lesssim w_\phi \lesssim 1$, the spectral behavior turns out to be independent of the EoS, with a spectral index $ -6$. We have compared this Bogoliubov treatment for the UV regime to perturbative computations with solutions to the Boltzmann equation and found an agreement between the two approaches for any EoS, $0 \lesssim w_\phi \lesssim 1$. We also explore the relationship between the gravitational reheating temperature and the reheating EoS employing the non-perturbative analytic approach, finding that reheating can occur for $w_\phi \gtrsim 0.6$. | によって生成されるスカラーゆらぎのスペクトル挙動を調査します。 膨張中の重力とその後の再加熱段階。 私たちは次のように考えます 純粋な重力の文脈内での非摂動的なボゴリューボフ治療 再加熱中。 まず長波長と短波長の両方のスペクトルを計算します。 無質量スカラー場の一部のスペクトルインデックスが明らかになりました。 赤外線 (IR) 体制は、環境に応じて $-6$ から $-3$ の間で変動します。 インフレ後の状態方程式 (EoS)、$0\leq w_\phi\leq1$。 さらに、私たちは、 有限の質量を含めることによる IR スペクトルの質量破壊効果を研究する、 $m_{\chi}$、娘スカラーフィールドの。 $m_{\chi}/H_{\rm e} の場合を示します。 \gtrsim 3/2$、$H_{\rm e}$ はインフレーション時のハッブル パラメータです。 スカラー変動の IR スペクトルは指数関数的な質量抑制を受けます。 一方、より小さい質量 $m_{\chi}/\He<3/2$ では、スペクトルは平坦なままです。 インフレ後のEoSに関係なくIR制度。 一般的な EoS については、次のことも行います。 IR スペクトルが下回る変動の特定の IR スケール $k_m$ を計算します。 この有限質量効果の影響を受けることになります。 UV 領域では、 インフレトンのバックグラウンドは、高周波を説明する干渉項につながります。 スペクトルの振動。 興味深いことに、どの EoS でも 1/9 ドルであることが分かりました。 \lesssim w_\phi \lesssim 1$、スペクトルの挙動は独立していることが判明 EoS のスペクトル指数は $ -6$ です。 このボゴリュボフを比較しました の解を用いた摂動計算に対する UV レジームの処理 ボルツマン方程式を計算し、あらゆる点について 2 つのアプローチが一致することを発見しました。 EoS、$0 \lesssim w_\phi \lesssim 1$。 との関係についても調査します。 重力再加熱温度と再加熱EoS 非摂動的な分析アプローチにより、再加熱が発生する可能性があることを発見 $w_\phi \gtrsim 0.6$。 |
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| In the Fuzzy Dark Matter (FDM) scenario, the dark matter is composed of an ultra-light scalar field with coherence length and wave interference on astrophysical scales. Scalar fields generically have quartic self-interactions that modify their dispersion relation and the associated evolution of density perturbations. We perform the first dedicated analysis of the role of wave interference on this evolution due to self-interactions in FDM and vice versa, developing a perturbative treatment applicable at early times and then comparing against a suite of fully nonlinear benchmark simulations, varying the dark matter density, interaction strength, and fiducial momentum scale. We explicitly simulate the limit where this momentum scale is relatively high compared with the scale of the simulation volume, applicable to cases where the dark matter is initially ``warm" due to causal constraints on a post-inflationary production or in virialized halos and other ``thermalized" cases with initially cold production. We find that in such scenarios, density perturbations are unable to grow on the expected self interaction time scale because of interference effects, instead saturating on the much shorter de Broglie crossing time, with a dependence on the sign of the interaction. Finally, we comment on the implications of our results for astrophysical systems such as high-density ultra-faint dwarf galaxies where wave interference plays an important role. | ファジー暗黒物質 (FDM) シナリオでは、暗黒物質は次のもので構成されています。 コヒーレンス長と波干渉を伴う超軽量スカラー場 天体物理学的スケール。 スカラー場には一般に 4 次の自己相互作用があります 分散関係とそれに伴う密度の変化を変更するもの 混乱。 波の役割について初めての専用分析を実行します FDM における自己相互作用によるこの進化への干渉、またはその逆、 早期に適用可能な摂動的な治療法を開発し、その後 一連の完全非線形ベンチマーク シミュレーションと比較し、 暗黒物質密度、相互作用強度、基準運動量スケール。 私たちは この運動量スケールが比較的高い限界を明示的にシミュレートします シミュレーションボリュームのスケールと比較して、 暗黒物質は、因果関係の制約により最初は「暖かい」です。 インフレ後の生産、またはウイルス化されたハローやその他の「熱化された」もの 最初は冷間生産のケース。 このようなシナリオでは、密度が 摂動は予想される自己相互作用の時間スケールで成長できません 干渉効果のため、代わりにはるかに短い de で飽和します。 相互作用の符号に依存するブロイ交差時間。 最後に、私たちの結果が天体物理学に与える影響についてコメントします。 波が干渉する高密度の超微光矮銀河などの系 重要な役割を果たします。 |
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| Source inference for deterministic gravitational waves is a computationally demanding task in LISA. In a novel approach, we investigate the capability of Gaussian Processes to learn the posterior surface in order to reconstruct individual signal posteriors. We use GPry, which automates this reconstruction through active learning, using a very small number of likelihood evaluations, without the need for pretraining. We benchmark GPry against the cutting-edge nested sampler nessai, by injecting individually three signals on LISA noisy data simulated with Balrog: a white dwarf binary (DWD), a stellar-mass black hole binary (stBHB), and a super-massive black hole binary (SMBHB). We find that GPry needs $\mathcal O(10^{-2})$ fewer likelihood evaluations to achieve an inference accuracy comparable to nessai, with Jensen-Shannon divergence $D_{\scriptscriptstyle \mathrm{JS}} \lesssim 0.01$ for the DWD, and $D_{\scriptscriptstyle \mathrm{JS}} \lesssim 0.05$ for the SMBHB. Lower accuracy is found for the less Gaussian posterior of the stBHB: $D_{\scriptscriptstyle \mathrm{JS}} \lesssim 0.2$. Despite the overhead costs of GPry, we obtain a speed-up of $\mathcal O(10^2)$ for the slowest cases of stBHB and SMBHB. In conclusion, active-learning Gaussian process frameworks show great potential for rapid LISA parameter inference, especially for costly likelihoods, enabling suppression of computational costs without the trade-off of approximations in the calculations. | 決定論的重力波の波源推論は計算上 LISA での要求の厳しいタスク。 新しいアプローチで、私たちは次の機能を調査します。 再構成するために後面を学習するガウス過程 個々の信号事後信号。 この再構築を自動化する GPry を使用します。 非常に少数の尤度評価を使用したアクティブラーニングを通じて、 事前トレーニングは必要ありません。 GPry を最先端のものと比較してベンチマークします ネストされたサンプラー nessai、LISA に 3 つの信号を個別に注入することによるノイズ Balrog でシミュレートされたデータ: 白色矮星連星 (DWD)、恒星質量黒色 ホールバイナリ (stBHB)、および超大質量ブラックホールバイナリ (SMBHB)。 私たちは見つけます GPry が達成するのに $\mathcal O(10^{-2})$ 少ない尤度評価が必要であること Jensen-Shannon 発散による nessai に匹敵する推論精度 DWD の場合 $D_{\scriptscriptstyle \mathrm{JS}} \lesssim 0.01$、および SMBHB の場合 $D_{\scriptscriptstyle \mathrm{JS}} \lesssim 0.05$。 より低い stBHB のよりガウスの事後分布の精度が求められます。 $D_{\scriptscriptstyle \mathrm{JS}} \lesssim 0.2$。 諸経費がかかるにもかかわらず GPry を使用すると、最も遅い場合でも $\mathcal O(10^2)$ の高速化が得られます。 stBHB と SMBHB。 結論として、アクティブラーニング ガウス プロセス フレームワーク 迅速な LISA パラメータ推論、特にコストのかかる推論に大きな可能性を示す 可能性を考慮して、トレードオフなしで計算コストを抑制できるようにする 計算における近似値。 |