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In this paper we study an Oppenheimer-Snyder (OS)-like gravitational collapse in the general framework of scale-dependent gravity. We explore the collapse in spherically symmetric solutions suggested both by asymptotically safe gravity (characterized by a positive $\om$-parameter) and by scale-dependent gravity (negative $\om$-parameter), when a singularity at a finite positive radial coordinate is developed. The inner geometry of the collapsing star is described, as usual, by a spatially flat Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) metric, and matter is uniformly distributed without any assumptions about its equation of state. The outer asymptotically-safe/scale-dependent black hole metric is smoothly matched to the inner geometry, and this yields the equation of motion of the star surface, the energy density, pressure, and equation of state of the collapsing matter. We study in detail the proper-time evolution of the event and apparent horizons. Finally, the constraints of the energy conditions on the equation of state, and its properties, are considered and discussed. | この論文では、オッペンハイマー・スナイダー (OS) のような重力崩壊を研究します。 スケールに依存する重力の一般的な枠組みの中で。 私たちは崩壊を探ります 漸近的に安全な重力によって提案される球対称の解 (正の $\om$ パラメータによって特徴付けられます) とスケールに依存する重力によって特徴付けられます (負の $\om$-parameter)、有限の正の動径に特異点がある場合 コーディネートが展開されます。 崩壊する星の内部幾何学は次のとおりです。 いつものように、空間的に平坦なフリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカーによって記述される (FLRW) 測定基準、物質は何の仮定もなしに均一に分布する その状態方程式について。 外側の漸近的に安全/スケール依存 ブラック ホールの計量は内部の幾何学形状と滑らかに一致しており、これにより次のことが得られます。 星の表面の運動方程式、エネルギー密度、圧力、 崩壊する物質の状態方程式。 適正時期を詳しく調査 出来事の展開と明らかな地平線。 最後に、 状態方程式のエネルギー条件とその性質を考慮する と話し合った。 |
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We explore two-point and four-point correlation functions of a massive scalar field on the flat de Sitter background in the long-wavelength approximation. By employing the Yang-Feldman-type equation, we compute the two-point correlation function up to the $\lambda^3$ order and the four-point correlation function up to the $\lambda^2$ one. In contrast to the standard theory of a massive scalar field based on the de Sitter-invariant vacuum, we develop the vacuum-independent reasoning that may not possess de Sitter invariance but results in a smooth massless limit of the correlation function's infrared part. Our elaboration affords to calculate correlation functions of a free massive scalar field and to proceed with quantum corrections, relying only on the known two-point correlation function's infrared part of a free massless one. Remarkably, the two-point correlation function of a free massive scalar field coincides with the Ornstein-Uhlenbeck stochastic process's one and has a clear physical interpretation. We compared our results with those obtained with the Schwinger-Keldysh diagrammatic technique, Starobinsky's stochastic approach, and the Hartree-Fock approximation. At last, we have constructed a renormalization group-inspired autonomous equation for the two-point correlation function. Integrating its approximate version, one obtains the non-analytic expression with respect to a self-interaction coupling constant $\lambda$. That solution reproduces the correct perturbative series up to the two-loop level. At the late-time limit, it almost coincides with the result of Starobinsky's stochastic approach in the whole interval of a new dimensionless parameter $0 \leq \tfrac{\pi^2 m^4}{3\lambda H^4} < \infty$. | 大規模スカラーの 2 点相関関数と 4 点相関関数を探索します 長波長近似における平らなデ・ジッター背景上のフィールド。 による Yang-Feldman タイプの方程式を使用して、2 点相関を計算します。 $\lambda^3$ 次数までの関数と 4 点相関関数まで $\lambda^2$ のものに。 大規模スカラーの標準理論とは対照的に ド・シッター不変真空に基づいた場を開発し、 真空に依存しない推論は、ド・シッター不変性を持たない可能性がありますが、 結果として、相関関数の赤外線部分の滑らかな質量のない限界が得られます。 私たちの精緻化により、自由大規模な相関関数を計算することができます。 スカラー場を利用し、既知のもののみに依存して量子補正を続行します。 二点相関関数の自由質量の赤外線部分。 注目すべきことに、自由大規模スカラー場の 2 点相関関数 オーンシュタイン・ウーレンベックの確率過程と一致し、明確な 物理的な解釈。 私たちの結果と、 シュウィンガー・ケルディシュ図法手法、スタロビンスキーの確率論的アプローチ、 そしてハートリー・フォック近似。 ついに、私たちは 繰り込み群にヒントを得た 2 点の自律方程式 相関関数。 その近似バージョンを統合すると、次の結果が得られます。 自己相互作用結合定数に関する非解析式 $\ラムダ$。 この解決策は、次の値までの正しい摂動級数を再現します。 2ループレベル。 レイトタイムリミットでは の結果とほぼ一致 新しい無次元空間の全区間におけるスタロビンスキーの確率論的アプローチ パラメータ $0 \leq \tfrac{\pi^2 m^4}{3\lambda H^4} < \infty$。 |
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We study the continuous quantum measurement of gravitational radiation. This is typically done by coupling the radiation to a meter, such as a resonant mass detector or an interferometer, which is subsequently read out by a detector. We find that the detector employed determines whether the gravitational field exhibits wave or particle characteristics. A linear detector, such as a homodyne detector, yields no signal for a field in a Fock state and a signal proportional to the amplitude of a field in a coherent state. Such a linear detector thus supports a wave-like interpretation. By contrast, the signal from a detector coupled to the meter's energy is non-zero only when the incident radiation contains at least a single graviton, resulting in a quantum jump in energy equal to the energy of the absorbed graviton. Our results extend the principle of complementarity to quantized gravitational radiation, demonstrating the detector dependence of the graviton, and indicates that conceptually simple modifications to gravitational-wave detectors can make them graviton counters. | 私たちは重力放射線の連続量子測定を研究しています。 これ 通常、放射を共鳴質量などのメーターに結合することによって行われます。 検出器または干渉計で構成され、その後検出器によって読み取られます。 私たちは 使用された検出器が重力場かどうかを決定することを発見します。 波または粒子の特性を示します。 線形検出器など ホモダイン検出器は、フォック状態のフィールドに対して信号を生成せず、信号を生成します。 コヒーレント状態の場の振幅に比例します。 このような直線的な したがって、検出器は波のような解釈をサポートします。 対照的に、からの信号は、 メーターのエネルギーに結合された検出器は、事故が発生した場合にのみ非ゼロになります。 放射線には少なくとも 1 つの重力子が含まれており、その結果量子ジャンプが発生します。 そのエネルギーは吸収された重力子のエネルギーに等しい。 私たちの結果は、 量子化された重力放射線に対する相補性の原理、 重力子の検出器依存性を実証し、次のことを示しています。 重力波検出器に概念的に単純な変更を加えるだけで、それらを実現できる 重力子カウンター。 |
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The multi-wavelength polarized light signals from supermassive black holes have sparked many studies on polarized images of accretion disks and hotspots. However, the polarization patterns within the innermost stable circular orbit (ISCO) region remain to be explored. In this study, we focus on two specific types of orbits, namely the plunging geodesics inward from the ISCO and homoclinic geodesics, to uncover the polarization features associated with non-circular motion in a Kerr spacetime. For an on-axis observer, we specifically develop an approximate function to describe gravitational lensing along the azimuthal direction and establish a simplified synchrotron emission model. Based on these, we analyze the time-integrated polarized images of hotspots and their Stokes parameters. Moreover, we explore the polarized image of the plunging region within a thin accretion disk. | 超大質量ブラックホールからの多波長偏光信号 は、降着円盤とホットスポットの偏光画像に関する多くの研究を引き起こしました。 ただし、最も内側の安定した円軌道内の偏光パターンは (ISCO) 地域はまだ調査されていません。 この研究では、2 つの具体的なことに焦点を当てます。 軌道の種類、すなわち ISCO から内側への突入測地線と 等斜測地線に関連する偏光特徴を明らかにするための カー時空における非円運動。 軸上の観測者の場合、 特に重力レンズを説明する近似関数を開発する 方位角方向に沿って、簡略化されたシンクロトロン放射を確立します。 モデル。 これらに基づいて、時間積分された偏光画像を解析します。 ホットスポットとそのストークス パラメータ。 さらに、偏光した画像を探索します 薄い降着円盤内の突入領域の様子。 |
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We test the standardizability of a homogeneous sample of 41 lower-redshift ($0.00415\leq z \leq 0.474$) active galactic nuclei (AGNs) reverberation-mapped (RM) using the broad H$\alpha$ and H$\beta$ emission lines. We find that these sources can be standardized using four radius$-$luminosity ($R-L$) relations incorporating H$\alpha$ and H$\beta$ time delays and monochromatic and broad H$\alpha$ luminosities. Although the $R-L$ relation parameters are well constrained and independent of the six cosmological models considered, the resulting cosmological constraints are weak. The measured $R-L$ relations exhibit slightly steeper slopes than predicted by a simple photoionization model and steeper than those from previous higher-redshift H$\beta$ analyses based on larger datasets. These differences likely reflect the absence of high-accreting sources in our smaller, lower-redshift sample, which primarily comprises lower-accreting AGNs. The inferred cosmological parameters are consistent within 2$\sigma$ (or better) with those from better-established cosmological probes. This contrasts with our earlier findings using a larger, heterogeneous sample of 118 H$\beta$ AGNs, which yielded cosmological constraints differing by $\gtrsim 2\sigma$ from better-established cosmological probes. Our analysis demonstrates that sample homogeneity$-$specifically, the use of a consistent time-lag determination method$-$is crucial for developing RM AGNs as a cosmological probe. | 41 個の下赤方偏移の均質サンプルの標準化可能性をテストします。 ($0.00415\leq z \leq 0.474$) 残響マッピングされた活動銀河核 (AGN) (RM) 広い H$\alpha$ および H$\beta$ 輝線を使用します。 これらは 光源は 4 つの半径 $-$光度 ($R-L$) 関係を使用して標準化できます。 H$\alpha$ と H$\beta$ の時間遅延を組み込んでおり、単色で幅広い H$\alpha$ の明るさ。 $R-L$ 関係パラメータは適切ですが、 考慮された 6 つの宇宙論モデルから独立し、制約されているため、 結果として生じる宇宙論的な制約は弱いです。 測定された $R-L$ 関係 単純な光イオン化で予測されるよりもわずかに急な傾きを示します モデルであり、以前の高赤方偏移 H$\beta$ 解析の結果よりも急峻です より大きなデータセットに基づいています。 これらの違いはおそらく、 私たちの小規模で赤方偏移の低いサンプルでは、主に高濃度の発生源が検出されます。 より低位に蓄積する AGN で構成されます。 推定される宇宙論的パラメーターは次のとおりです。 より確立されたものと 2$\sigma$ (またはそれ以上) 以内の一貫性 宇宙探査機。 これは、より大きな、 118 個の H$\beta$ AGN の不均一サンプル。 これにより宇宙論的結果が得られた より確立された宇宙論とは $\gtrsim 2\sigma$ だけ異なる制約 プローブ。 私たちの分析は、サンプルの均一性$-$特に、 一貫したタイムラグ決定方法の使用$-$は開発にとって重要です 宇宙論探査機としてのRM AGN。 |
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In the realm of thermodynamics of apparent horizon, we construct a dark energy (DE) model from 4-parameter generalized entropy of apparent horizon in a spatially non-flat universe. In particular, considering a non-zero spatial curvature of the universe, we determine the dark energy fractional density and the dark energy equation of state (EoS) parameter (corresponding to the 4-parameter generalized entropy) in closed analytic forms. It turns out that the scenario can describe the correct thermal history of the universe, with the sequence of matter and dark energy epochs. Comparing with the $\Lambda$CDM model, the proposed generalized entropic DE model provides a higher value of the present Hubble parameter for a certain range of entropic parameter(s) leading to a possible resolution of the Hubble tension issue. This in turn leads to a positive spatial curvature of the universe. We confront the scenario with CC \& BAO, Pantheon+ \& SH0ES and joint analysis of the CC \& BAO \& Pantheon+ \& SH0ES datasets, which clearly depicts the phenomenological viability of the present model for some best fitted values of entropic parameter(s) that are indeed consistent with the resolution of Hubble tension. | 見かけの地平線の熱力学の領域で、私たちは暗い世界を構築します。 見かけの地平線の 4 パラメータ一般化エントロピーからのエネルギー (DE) モデル 空間的に非平坦な宇宙。 特に、ゼロ以外の空間を考慮すると、 宇宙の曲率から、暗黒エネルギーの密度比を決定し、 暗黒エネルギー状態方程式 (EoS) パラメーター ( 4 パラメーター一般化エントロピー) を閉じた解析形式で表現します。 判明したのは、 このシナリオは、宇宙の正しい熱履歴を記述することができます。 一連の物質と暗黒エネルギーの時代。 $\Lambda$CDM との比較 モデルと比較して、提案された一般化エントロピー DE モデルは、より高い値を提供します。 特定の範囲のエントロピー パラメーターに対する現在のハッブル パラメーター ハッブル張力問題の解決の可能性につながります。 これが今度は 宇宙の正の空間湾曲につながります。 私たちはシナリオに立ち向かう CC \& BAO、Pantheon+ \& SH0ES および CC \& BAO \& の共同分析 Pantheon+ \& SH0ES データセット。 現象学的現象を明確に描写します。 エントロピーのいくつかの最適値に対する現在のモデルの実行可能性 ハッブル張力の分解能と実際に一致するパラメータ。 |
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The potential conflict between the Weak Gravity Conjecture (WGC) and the Weak Cosmic Censorship Conjecture (WCCC) poses a significant challenge in general relativity. The WCCC serves as a fundamental assumption ensuring the coherence of gravitational theory. This study investigates the reconciliation of the WGC and the WCCC by examining Einstein-Euler-Heisenberg-AdS black holes in four-dimensional spacetime. By imposing specific constraints on the metric parameters, we demonstrate that the WGC and the WCCC can coexist harmoniously. Detailed analyses of Einstein-Euler-Heisenberg-AdS black holes for \( Q > M \) validate the simultaneous fulfillment of the two conjectures, particularly in scenarios where \( q^2/m^2 \geq \left(Q^2 / M^2\right)_{\text{e}} \). The electromagnetic self-interaction parameter \( \mu \) plays a crucial role in achieving this compatibility. Our findings establish that Einstein-Euler-Heisenberg-AdS black holes provide a robust framework for harmonizing the WGC and the WCCC. In particular, for exceedingly small values of ($\mu$)-or, equivalently, when the condition ($\mu \ll \ell$) is satisfied-the structure of our black hole transitions in a way that distinctly reveals its compatibility with the WGC. This study also explores the compatibility of the WGC and the WCCC with photon spheres. It examines parameter spaces that satisfy both conjectures, ensuring event horizons and photon spheres while maintaining black hole properties. Key results demonstrate that small \( \mu \) values preserve WCCC adherence and validate WGC through photon sphere characteristics. | 弱重力予想 (WGC) と弱者との間の潜在的な対立 宇宙検閲予想 (WCCC) は一般に重大な課題をもたらします 相対性。 WCCC は一貫性を確保するための基本的な前提として機能します。 重力理論の。 この研究はWGCの和解を調査します。 アインシュタイン・オイラー・ハイゼンベルク・AdS ブラックホールを調べることによる WCCC 四次元時空。 メトリクスに特定の制約を課すことによって パラメータを使用して、WGC と WCCC が調和して共存できることを示します。 \( Q > M \) のアインシュタイン・オイラー・ハイゼンベルク・AdS ブラック ホールの詳細な分析 特に以下において 2 つの予想が同時に成就することを検証する \( q^2/m^2 \geq \left(Q^2 / M^2\right)_{\text{e}} \) のシナリオ。 の 電磁的自己相互作用パラメータ \( \mu \) は、 この互換性を実現します。 私たちの調査結果は、 アインシュタイン・オイラー・ハイゼンベルク・AdS ブラック ホールは、 WGC と WCCC の調和。 特に非常に小さな値の場合 ($\mu$) の場合、または同等の条件 ($\mu \ll \ell$) が次の場合 満足 - 私たちのブラック ホールの構造は、明らかに変化します。 WGCとの互換性を明らかにします。 この研究では、 WGC と WCCC の光子球との互換性。 検査します 両方の予想を満たし、事象の地平線と ブラック ホールの特性を維持しながら光子球を生成します。 主要な結果が証明する 小さな \( \mu \) 値が WCCC 準拠を維持し、WGC を検証することを意味します。 光子球の特性。 |
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The It from Qubit paradigm proposes that gravitational spacetimes emerge from quantum entanglement. So far, the main evidence for this involves holographic dualities, where the entangled qubits live in a dual nongravitational theory. In this essay, we argue that string theory provides the mechanism to define these entangled qubits in the bulk gravitating theory. This involves a local form of geometric transition, which is the stringy mechanism that underlies \emph{local} holography. We illustrate how this works in the A model topological string, | 「It from Qubit」パラダイムは、重力時空が 量子のもつれ。 これまでのところ、このことの主な証拠にはホログラフィックが含まれています。 二重性、もつれ合った量子ビットが二重非重力理論の中に存在します。 このエッセイでは、弦理論が定義するメカニズムを提供すると主張します。 バルク重力理論におけるこれらのもつれ合った量子ビット。 これには地元の関係者が関与します 幾何学的遷移の形式。 根底にある糸状のメカニズム \emph{ローカル} ホログラフィー。 これが A モデルでどのように機能するかを示します トポロジー文字列、 |
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In this work, we present a study on cosmological constraints of dark energy (DE) parametrizations after the observations of Dark Energy Spectroscopic Instruments (DESI) for Baryon Acoustic Oscillations (BAO) in 2024, suggesting potential deviations from the standard flat-$\Lambda$CDM cosmology. This study aims to put observational constraints on equation of state (EoS) parametrizations beyond the standard $\Lambda$CDM model using DESI BAO 2024 data, Cosmic Microwave Background (CMB) anisotropy observations 2018, and various Supernovae type Ia (SNIa) compilations: PantheonPlus, Union3, and Dark Energy Survey 5-year photometrically classified SNIa (DES-SN5YR). Our main goal is to validate the result of DESI collaborations \cite{DESI:2024mwx} in the context of some parametrizations beyond the Chevallier-Polarski-Linder (CPL) approximation known as Barboza-Alcaniz (BA) and Pad\'e parametrizations. These investigations allow us to examine the potential biases in the results presented by DESI collaborations with respect to CPL parametrization. By comparing our findings using BA and Pad\'e parametrizations to the CPL case, we indicate that the deviation from $w_{\Lambda} = -1.0$, observed in the CPL parametrization, is also evident in the BA and Pad\'e parametrizations. | この研究では、暗黒エネルギーの宇宙論的制約に関する研究を紹介します。 (DE) 暗黒エネルギー分光器の観察後のパラメータ化 2024 年のバリオン音響振動 (BAO) の計測器 (DESI)、示唆 標準の flat-$\Lambda$CDM 宇宙論からの潜在的な逸脱。 この研究 状態方程式 (EoS) に観測上の制約を課すことを目的としています。 DESI BAO 2024 を使用した標準の $\Lambda$CDM モデルを超えるパラメータ化 データ、宇宙マイクロ波背景放射 (CMB) 異方性観測 2018、および さまざまな超新星タイプ Ia (SNIa) コンピレーション: PantheonPlus、Union3、Dark エネルギー調査 5 年間の測光分類された SNIa (DES-SN5YR)。 私たちの主な目標 DESI コラボレーション \cite{DESI:2024mwx} の結果を検証することです。 Chevallier-Polarski-Linder (CPL) を超えたいくつかのパラメータ化のコンテキスト Barboza-Alcaniz (BA) および Pad\'e パラメータ化として知られる近似。 これら 調査により、結果に含まれる潜在的なバイアスを調べることができます CPL パラメータ化に関して DESI コラボレーションによって提示されました。 による BA および Pad\'e パラメータ化を使用した調査結果を CPL ケースと比較すると、 CPL で観察された $w_{\Lambda} = -1.0$ からの偏差を示します パラメータ化は、BA および Pad\'e のパラメータ化でも明らかです。 |
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Cosmic rays (CRs) traversing the dark matter (DM) spike surrounding active galactic nuclei (AGNs) can be cooled through interactions with DM particles. In this study, we investigated constraints on sub-GeV DM particles charged under various $U(1)$ gauge symmetries by exploiting the cooling effect of CRs in AGNs. We find that for low DM and mediator masses, the CR cooling rate is higher compared to the standard model cooling process. Furthermore, by utilizing constraints from the CR cooling effect in NGC 1068 and TXS 0506+056, we explore the bounds on the DM-electron and DM-proton elastic scattering cross-sections. Our results indicate that in the sub-GeV DM mass range, these constraints are more stringent than those from certain boosted DM mechanisms and current direct detection limits. | 活動領域の周囲の暗黒物質 (DM) スパイクを通過する宇宙線 (CR) 銀河核 (AGN) は、DM 粒子との相互作用を通じて冷却されます。 で この研究では、次の条件で帯電したサブGeV DM粒子の制約を調査しました。 CR の冷却効果を利用することで、さまざまな $U(1)$ ゲージ対称性を実現します。 AGN。 DM とメディエーターの質量が低い場合、CR の冷却速度は 標準モデルと比較して冷却プロセスが高くなります。 さらに、 NGC 1068 および TXS 0506+056 の CR 冷却効果による制約を利用し、 DM電子およびDM陽子の弾性散乱の境界を探索します。 断面。 私たちの結果は、サブGeV DM質量範囲では、これらの 制約は、特定のブースト DM メカニズムによる制約よりも厳しいです および電流の直接検出限界。 |
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The goal of this article is to parametrise solutions to Einstein's equations with big bang singularities and quiescent asymptotics. To this end, we introduce a notion of initial data on big bang singularities and conjecture that it can be used to parametrise quiescent solutions. A mathematical statement of the conjecture presupposes a precise definition of the class of quiescent solutions as well as a proof of existence and uniqueness of developments corresponding to initial data on a big bang singularity. We provide one definition of quiescence here. We also appeal to existing results in order to illustrate that, in certain cases, there are unique developments corresponding to initial data on the singularity. However, our perspective leads to a large class of open problems corresponding to the general conjecture. An additional benefit of the notion of initial data developed here is that it can be used to give a unified perspective on the existing results concerning quiescent singularities. In fact, we provide several examples of how existing results can be considered to be special cases of the framework developed here. A second, potential, application is to oscillatory and spatially inhomogeneous big bang singularities. Considering the existing arguments in the spatially homogeneous setting, a crucial first step in the study of oscillatory behaviour is to understand how solutions approach the Kasner circle along a stable manifold, and then depart via an unstable manifold. In order to carry out a similar analysis in the spatially inhomogeneous setting, it is of central importance to first identify the stable manifold. Building on the work of Fournodavlos and Luk, we here propose such an identification. | この記事の目標は、アインシュタインの方程式の解をパラメータ化することです。 ビッグバン特異点と静止漸近線があります。 この目的のために、私たちは ビッグバン特異点と推測に関する初期データの概念を導入する 静止ソリューションをパラメータ化するために使用できること。 数学的 予想の記述は、クラスの正確な定義を前提としています。 静止ソリューションであると同時に、その存在と独自性の証明でもあります。 ビッグバン特異点の初期データに対応する発展。 私たちは ここで静止の 1 つの定義を示します。 既存の実績にもアピールします 場合によっては独自の展開があることを説明するため 特異点の初期データに対応します。 しかし、私たちの視点では、 一般的な問題に対応する大規模な未解決の問題が発生します。 推測。 ここで開発された初期データの概念の追加の利点 それは、既存の結果に対して統一された視点を与えるために使用できるということです。 静止特異点について。 実際に、その方法の例をいくつか紹介します。 既存の結果はフレームワークの特殊なケースと考えることができます ここで開発されました。 2 番目の潜在的な応用は、振動と振動への応用です。 空間的に不均一なビッグバン特異点。 既存のものを考慮すると、 空間的に均一な設定での議論、これは重要な第一歩です。 振動挙動の研究は、解決策がどのようにして問題にアプローチするかを理解することです。 カスナーは安定した多様体に沿って旋回し、その後不安定な多様体を経由して出発する 多岐にわたる。 同様の分析を空間的に実行するには、 不均一な環境では、まず安定した環境を特定することが非常に重要です。 多岐にわたる。 Fournodavlos と Luk の研究に基づいて、私たちはここでそのようなものを提案します。 識別。 |
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Correspondences between apparently distant concepts are ubiquitous in theoretical physics. In the context of Black Holes (BHs), Quasi-Normal Modes (QNMs) were shown to be linked to both shadows, in the so-called eikonal limit, and Gray-Body Factors (GBFs), using the WKB approximation. We test the accuracy of the QNM-GBF correspondence in the context of the Hawking radiation for static and rotating black hole configurations, with particular attention to the superradiant regime. Our analysis reveals the correspondence failure to accurately reproduce the Hawking spectrum due to divergences. Furthermore, we bridge the gap between BH shadows and GBFs by drawing a correspondence between such quantities in the case of generic static and spherically symmetric spacetime configurations. The shadow-GBF correspondence is tested for some case studies, including regular BHs, and its limitations and applicability are discussed. This study opens new perspectives by introducing a new correspondence and remarking on the caution needed when considering these connections. | 一見遠く離れた概念間の対応関係は、世界のどこにでも存在します。 理論物理学。 ブラック ホール (BH) のコンテキストでは、準正規モード (QNM) は、いわゆるエイコナル限界で、両方のシャドウに関連していることが示されました。 WKB 近似を使用した灰色体係数 (GBF)。 精度をテストします のホーキング放射の文脈における QNM-GBF 対応の 静的ブラック ホール構成と回転ブラック ホール構成、特に次のことに注意してください。 超放射体制。 私たちの分析により、通信の失敗が明らかになりました。 発散によるホーキングスペクトルを正確に再現します。 さらに、私たちは、 BH シャドウと GBF の間の対応関係を描くことで、BH シャドウと GBF の間のギャップを埋めます。 一般的な静的および球対称の場合のそのような量 時空構成。 Shadow-GBF対応を一部のケースでテスト中 通常の BH を含む研究、その制限と適用性は次のとおりです。 議論しました。 この研究は、新しいものを導入することによって新しい視点を開きます。 これらを検討する際に必要な対応と注意事項について 接続。 |
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We present a covariant description of non-vacuum static spherically symmetric spacetimes in $f(R)$ gravity applying the (1+1+2) covariant formalism. The propagation equations are then used to derive a covariant and dimensionless form of the Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV) equations. We then give a solution strategy to these equations and obtain some new exact solutions for the particular case $f(R)=R+\alpha R^{2}$, which have the correct thermodynamic properties for standard matter. | 非真空静的球対称の共変記述を提示します。 (1+1+2) 共変形式を適用する $f(R)$ 重力における時空。 の 次に、伝播方程式を使用して共変および無次元を導き出します。 トールマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ (TOV) 方程式の形式。 次に解決策を示します これらの方程式に対する戦略を立てて、次の新しい正確な解を取得します。 特定のケース $f(R)=R+\alpha R^{2}$ は正しい熱力学を持ちます。 標準物質のプロパティ。 |
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In this paper, we consider the three most general cases of progressive de Sitter spacetime. The charged and magnetic particles tunnel into the magnetically charged Reissner-Nordstr\"{o}m de Sitter black hole (the most general case of a static black hole), the Kerr-Newman-Kasuya de Sitter black hole (the most general case of a rotating black hole), and Bardeen de Sitter black hole (black hole without singularities). We use Parikh-Wilczek method to calculate the radiation spectra of these black holes respectively, and find that they deviate from the pure thermal spectra, satisfying the unitary principle. Our results support the conservation of information and are generally true for all asymptotic de Sitter space-times. | この論文では、進行性の最も一般的な 3 つのケースを検討します。 シッター時空。 荷電粒子と磁性粒子がトンネルに入ります。 磁気を帯びたライスナー・ノルドシュトル・デ・ジッターブラックホール(最も 静的ブラックホールの一般的な場合)、カー・ニューマン・カスヤ・デ・シッター・ブラック ホール (回転ブラック ホールの最も一般的なケース)、およびバーディーン デ シッター ブラックホール(特異点のないブラックホール)。 Parikh-Wilczek 法を使用して、 これらのブラックホールの放射スペクトルをそれぞれ計算し、 それらは純粋な熱スペクトルから逸脱しており、ユニタリ条件を満たしていること 原理。 私たちの結果は情報の保全を裏付けており、 一般に、すべての漸近ド ジッター時空に当てはまります。 |
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Pulsar Timing Arrays are playing a crucial role in the ongoing gravitational wave astronomy revolution. The current evidence for a stochastic gravitational wave background (SGWB) at nHz frequencies offers an opportunity to discover cosmological signals and threatens the observability of other subdominant GWs. We explore prospects to constrain second-order scalar-induced GWs (SIGWs) associated with enhanced curvature perturbations in the primordial universe, forecasting realistic future PTA datasets. We assess how the currently observed signal could eventually limit future capabilities to search for GW relics of primordial phenomena and associated phenomenological consequences such as primordial black hole (PBH) formation. Given the sensitivity of PBH abundance to spectral parameters, measuring it remains a challenge for realistic signals. However, future observation could still rule out nearly subsolar mass PBHs formed through standard formation scenarios in some cases. Future progress in constraining PBH models is expected to stem from theoretical advancements in PBH computations, which should help resolve the tension between different computational methods. The analysis is based on and extends the Python code $\texttt{fastPTA}$. | パルサー タイミング アレイは、現在進行中の重力現象において重要な役割を果たしています。 波動天文学革命。 確率的重力の現在の証拠 nHz 周波数の背景波 (SGWB) は、次のことを発見する機会を提供します。 宇宙論的な信号を発し、他のサブドミナント GW の観測可能性を脅かします。 二次スカラー誘起 GW (SIGW) を制約する可能性を探る 原始宇宙における強化された曲率摂動に関連しており、 現実的な将来の PTA データセットを予測します。 現在観測されている現象がどのように起こるかを評価します。 この信号は最終的に、GW の遺物を検索する将来の機能を制限する可能性があります。 原初的な現象とそれに関連する現象学的結果 原始ブラックホール (PBH) の形成。 PBH 存在量の感度を考慮すると スペクトルパラメータの測定は、現実的な信号にとって依然として課題です。 しかし、将来の観測では、太陽以下の質量の PBH が存在する可能性はまだ排除される可能性があります。 場合によっては、標準的な形成シナリオを通じて形成されます。 今後の進捗状況 PBH モデルを制約することは、 PBH 計算。 異なるもの間の緊張を解決するのに役立ちます。 計算手法。 分析は Python コードに基づいて拡張されています。 $\texttt{fastPTA}$。 |
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We analyze existence and properties of solutions of two-dimensional general relativistic initial data sets with a negative cosmological constant, both on spacelike and characteristic surfaces. A new family of such vacuum, spacelike data parameterised by poles at the conformal boundary at infinity is constructed. We review the notions of global Hamiltonian charges, emphasising the difficulties arising in this dimension, both in a spacelike and characteristic setting. One or two, depending upon the topology, lower bounds for energy in terms of angular momentum, linear momentum, and center of mass are established. | 二次元一般の解の存在と性質を解析します 負の宇宙定数を持つ相対論的初期データセット、両方とも 空間的で特徴的な表面。 まるで宇宙のような真空の新しい家族 無限遠の等角境界における極によってパラメータ化されたデータは次のようになります。 建設されました。 グローバルなハミルトニアン電荷の概念を再検討し、次の点を強調します。 この次元で生じる困難は、宇宙的なものと、 特徴的な設定。 トポロジに応じて 1 つまたは 2 つ、下限 角運動量、線形運動量、質量中心の観点からのエネルギー が確立されています。 |
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This study investigates quantum gravity effects within the framework of an effective loop quantum gravity (LQG) black hole model parameterized by $\zeta$, utilizing precision measurements from solar system experiments and astrophysical observations. We analyze three classical tests of general relativity (GR): (1) Light deflection constrained by very long baseline interferometry (VLBI) observations of quasar radio signals, (2) Shapiro time delay measurements from the Cassini mission, and (3) Mercury's perihelion precession determined by MESSENGER mission data. Additionally, we extend our analysis to Earth-orbiting LAGEOS satellites and the relativistic trajectory of the S2 star orbiting the Galactic Center supermassive black hole Sagittarius $\rm{A}^*$ (Sgr $\rm{A}^{*}$). Our multi-probe approach reveals that the tightest constraint on the LQG parameter comes from Mercury's perihelion precession, yielding an upper bound $\zeta \lesssim 10^{-2}$. These results establish new observational benchmarks for probing quantum gravity effects. | この研究では、量子重力効果を枠組みの中で調査します。 $\zeta$ によってパラメータ化された有効ループ量子重力 (LQG) ブラック ホール モデル、 太陽系実験からの精密測定を利用し、 天体物理学的観測。 一般的な 3 つの古典的なテストを分析します。 相対性理論 (GR): (1) 非常に長い基線によって制約される光の偏向 クエーサー電波信号の干渉法(VLBI)観測、(2) シャピロ時間 カッシーニ計画による遅延測定、および(3) 水星の近日点 歳差運動はメッセンジャーのミッションデータによって決定されます。 さらに、 地球を周回するLAGEOS衛星とその相対論的軌道の解析 銀河中心を周回するS2星 超大質量ブラックホール いて座 $\rm{A}^*$ (Sgr $\rm{A}^{*}$)。 私たちのマルチプローブアプローチにより、 LQG パラメータに対する最も厳しい制約は水星の近日点に由来します 歳差運動により、上限 $\zeta \lesssim 10^{-2}$ が得られます。 これらの結果 量子重力効果を調査するための新しい観測ベンチマークを確立します。 |
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The path integral approach to a quantum theory of gravity is widely regarded as an indispensable strategy. However, determining what additional elements, beyond black hole or AdS spacetime, should be incorporated into the path integral remains crucial yet perplexing. We argue that the spacetime with a conical singularity in its Euclidean counterpart should be the most important ingredient to append to the path integral. Therefore, physical quantities should be ensemble-averaged over all geometries since they are described by the same Lorentzian metric. When the ensemble average is introduced, the Hawking-Page transition for the Schwarzschild-AdS black hole and the small-large black hole transition for the Reissner-Nordstr\"{o}m-AdS black hole naturally arise as semi-classical approximations, when the size of the black hole system is much larger than the Planck length. Away from the semi-classical limit, the system is a superposition of different geometries, and the averaged quantities would deviate from the black hole thermodynamics. Expanding around the classical saddles, the subleading order of the Newton constant contributions can be derived, which are half of the Hawking temperature both for the Schwarzschild and Reissner-Nordstr\"{o}m black holes. The result may imply a universal structure. The subsubleading terms and more intriguing physics that diverge from black hole thermodynamics are revealed. The ensemble-averaged theory provides a new way of studying subleading effects and extending the traditional AdS/CFT correspondence. | 重力の量子論への経路積分のアプローチは広く認められています 欠かせない戦略として。 ただし、追加要素を決定すると、 ブラック ホールまたは AdS 時空を超えて、パスに組み込む必要があります 積分は依然として重要ですが、複雑です。 我々は、時空は ユークリッドの対応する円錐特異点が最も重要であるはずです パス積分に追加する成分。 したがって、物理量は、 ジオメトリは次のように記述されているため、すべてのジオメトリにわたってアンサンブル平均する必要があります。 同じローレンツ計量。 アンサンブル平均を導入すると、 Schwarzschild-AdS ブラック ホールのホーキング ページ遷移と Reissner-Nordstr\"{o}m-AdS ブラック ホールの小-大ブラック ホール遷移 黒のサイズが異なる場合、半古典的な近似として自然に生じます。 穴システムはプランク長よりもはるかに大きいです。 セミクラシックから離れて 限界を超えると、システムはさまざまな形状を重ね合わせたものであり、平均化された 量はブラックホールの熱力学から逸脱する可能性があります。 周囲を拡張する 古典的なサドル、ニュートン定数のサブリーディング次数 両方ともホーキング温度の半分の寄与を導き出すことができます。 シュヴァルツシルト ブラック ホールとライスナー ノルドシュトル ブラック ホールの場合。 結果は次のとおりです。 普遍的な構造を暗示しています。 サブサブリーディング用語とさらに興味深い ブラックホールの熱力学から分岐した物理学が明らかになります。 の アンサンブル平均理論は、サブリーディング効果を研究する新しい方法を提供し、 従来の AdS/CFT 対応を拡張します。 |
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In this essay I describe some new results of a framework for composite gravity coupled to matter. These include the Bekenstein-Hawking entropy formula, modifications to the low-$\ell$ moments of the CMB power spectrum, and new perspectives on the Hartle-Hawking no-boundary proposal and the initial conditions for inflation. We conclude with suggestions for experimental tests of the framework. | このエッセイでは、複合フレームワークの新しい結果について説明します。 重力は物質と結びついています。 これらには、ベケンシュタイン・ホーキングエントロピーが含まれます。 式、CMB パワー スペクトルの low-$\ell$ モーメントの修正、および ハートル・ホーキングの境界なし提案と最初の提案に関する新たな視点 インフレの条件。 最後に、実験的テストについての提案を行います。 フレームワークの。 |
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This study tackles the impact dark energy in different systems by a simple unifying formalism. We introduce a parameter space to compare gravity tests across all cosmic scales, using the McVittie spacetime (MCV), that connect spherically symmetric solutions with cosmological solutions. By analyzing invariant scalars, the Ricci, Weyl, and Kretschmann scalars, we develop a phase-space description that predicts the dominance of the Cosmological Constant. We explore three cases: (1) the local Hubble flow around galaxy groups and clusters, (2) spherical density distributions and (3) binary motion. Our results show that galaxy groups and clusters exhibit Kretschmann scalar values consistent with the Cosmological Constant curvature, indicating where dark energy dominates. | この研究は、簡単な方法でさまざまなシステムにおけるダークエネルギーの影響に取り組みます。 形式主義の統一。 重力試験を比較するためのパラメータ空間を導入します McVittie 時空 (MCV) を使用して、すべての宇宙規模で接続します。 球対称解と宇宙論的解。 分析することで 不変スカラー、リッチ、ワイル、クレッチマン スカラーを開発します。 宇宙論的優位性を予測する位相空間記述 絶え間ない。 私たちは 3 つのケースを調査します: (1) 銀河の周りの局所的なハッブル流 グループとクラスター、(2) 球状密度分布、および (3) バイナリ運動。 私たちの結果は、銀河群と銀河団がクレッチマン スカラーを示すことを示しています。 宇宙論的定数の曲率と一致する値。 暗黒のエネルギーが支配します。 |
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Although the QCD phase transition is a crossover in the standard model, nonstandard effects such as a large lepton asymmetry are known to make it first order, with possible applications to gravitational wave production. This process is sensitive to the speed of the bubble walls during the phase transition, which is difficult to compute from first principles. We take advantage of recent progress on wall speed determinations to provide a simple estimate valid in the small supercooling regime which constrains the wall speed to be significantly lower than what has been used in previous literature. This in turn strongly suppresses the production of gravitational waves, to a level that is just out of reach of the most sensitive projected experiment for this signal, $\mu$Ares. While our analysis approximates the equation of state using the template model, we demonstrate that our conclusions remain robust when incorporating state-of-the-art QCD equation of state data. | QCD相転移は標準モデルではクロスオーバーですが、 大きなレプトン非対称性などの非標準的な効果が最初に起こることが知られています。 重力波生成への応用の可能性を伴う。 これ プロセスはフェーズ中の泡壁の速度に敏感です 第一原理から計算するのは困難です。 私たちは取る 壁速度の決定に関する最近の進歩を利用して、簡単な測定を提供します。 壁速度を制限する小さな過冷却領域で有効な推定 以前の文献で使用された値よりも大幅に低いことがわかります。 これ 重力波の発生を強力に抑制し、 それは、この件に関して計画されている最も敏感な実験の範囲外にあります。 信号、$\mu$Ares。 私たちの分析では状態方程式を次のように近似します。 テンプレート モデルを使用すると、次の場合に結論が堅牢であることが実証されます。 最先端の QCD 状態方程式データを組み込んでいます。 |
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We study minimal versions of Higgs inflation in the presence of a massless QCD axion. While the inflationary energy scale of the metric variant is too high to accommodate isocurvature bounds, it was argued that Palatini Higgs inflation could evade these constraints. We show, however, that an energy-dependent decay constant enhances isocurvature perturbations, implying that axions can at most constitute a tiny fraction $< 10^{-5}$ of dark matter. This conclusion can be avoided in Einstein-Cartan gravity by an additional coupling of the axion to torsion, albeit for a very specific choice of parameters. Analogous constraints as well as the possibility to alleviate them are relevant for all inflationary models with a non-minimal coupling to gravity. | 私たちは、質量のない物質の存在下でのヒッグスインフレーションの最小バージョンを研究します。 QCDアクシオン。 一方、メートル法バリアントのインフレ的エネルギースケールはあまりにも大きすぎます。 等曲率限界に対応するために高いと主張されたパラティーニ・ヒッグス インフレはこれらの制約を回避する可能性がある。 しかし、我々は、 エネルギー依存の減衰定数は等曲率の摂動を強化することを意味します。 アクシオンはせいぜい暗黒物質のほんの一部 $< 10^{-5}$ を構成できるということです。 この結論は、アインシュタイン・カルタン重力では、追加の方法によって回避できます。 非常に特殊な選択ではあるものの、軸とねじれの結合 パラメータ。 類似の制約とそれらを緩和する可能性 との非最小結合を伴うすべてのインフレモデルに関連します。 重力。 |
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We compute the leading order corrections to the expected value of the squared field amplitude of a massless real scalar quantum field due to curvature in a localized region of spacetime. We use Riemann normal coordinates to define localized field operators in a curved spacetime that are analogous to their flat space counterparts, and the Hadamard condition to find the leading order curvature corrections to the field correlations. We then apply our results to particle detector models, quantifying the effect of spacetime curvature in localized field probes. | 二乗の期待値に対する主要な次数の修正を計算します。 質量のない実スカラー量子場の曲率による場の振幅。 時空の局所的な領域。 リーマン法線座標を使用して定義します。 それらに類似した、湾曲した時空における局所的なフィールド演算子。 平面空間の対応物、および主要な次数を見つけるためのアダマール条件 フィールド相関に対する曲率補正。 次に、結果を次のように適用します。 粒子検出器モデル、時空湾曲の影響を定量化する 局所的なフィールドプローブ。 |