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| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the angular power spectrum of gravitational-wave and galaxy catalogs in tomographic redshift and distance bins as a probe of late-time cosmology, focusing specifically on next-generation ground-based interferometers in combination with the Euclid photometric survey. We assess the potential of this technique to constrain the Hubble constant and the matter energy density. Our analysis incorporates realistic gravitational-wave source populations, error modelling calibrated on recent detector designs, and accounts for nuisance parameters. We show that the tomographic angular cross-correlation could determine the Hubble constant to percent or sub-percent precision depending on the binning choice, configuration and operation time of gravitational-wave observatories. This conclusion holds even when marginalising over the unknown tracer biases, primordial power-spectrum parameters and baryon density. In particular, we show that the combination of the galaxy auto-correlation spectra and the cross-correlation of gravitational waves and galaxy surveys can lead to an improvement of up to a factor ${{\sim}}10$ in constraining power over either of the two probes taken individually. However, this prospect crucially relies on the presence of multiple gravitational-wave interferometers able to yield precise sky localisation. We also discuss the use of a spectroscopic redshift catalog, as well as the detectability of the clustering bias of gravitational-wave sources. | 重力波と銀河カタログの角パワースペクトルを研究します 断層撮影の赤方偏移と距離ビンで、後期宇宙論のプローブとして、 特に次世代地上設置型干渉計に焦点を当てています。 Euclid測光測量との組み合わせ。 私たちはこの可能性を評価します ハッブル定数と物質のエネルギー密度を制約する技術。 私たちの 分析には現実的な重力波源の個体群、誤差が組み込まれています。 モデリングは最近の検出器設計に基づいて調整され、迷惑行為を考慮します。 パラメータ。 断層撮影の角度相互相関が可能であることを示します。 ハッブル定数をパーセントまたはサブパーセントの精度で決定します。 ビニングの選択、構成、重力波の動作時間 天文台。 この結論は、未知のものに対して疎外されている場合でも当てはまります。 トレーサー バイアス、原始パワー スペクトル パラメーター、バリオン密度。 で 特に、銀河の自己相関スペクトルの組み合わせが そして重力波と銀河調査の相互相関は、 どちらかに対する制限力が最大 ${{\sim}}10$ 倍向上 2 つのプローブを個別に採取したもの。 ただし、この見通しは決定的に依存します を生み出すことができる複数の重力波干渉計の存在について 正確な空の位置特定。 分光赤方偏移の使用についても説明します。 カタログ、およびクラスタリングバイアスの検出可能性 重力波源。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we develop a generic formalism for the study of tensor perturbations induced at second order by first-order vector metric perturbations, dubbing these induced tensor modes $\textit{vector-induced gravitational waves}$ (VIGWs). Notably, considering an inflation-inspired power-law type magnetic field power spectrum of the form $P_B(k)\propto k^{n_\mathrm{B}}$ (where $n_{\rm B}$ is the magnetic spectral index), we show that the VIGW signal is enhanced for stiff post-inflationary EoS, with the maximum enhancement happening for $w=1$. We explicitly demonstrate this contribution is dominant over the first-order magnetically-sourced GWs. The VIGW spectrum exhibits a maximum at around the scale crossing the cosmological horizon at the end of reheating, $k_\mathrm{reh}$, with its present day peak amplitude scaling as $\Omega_{\rm GW}(k_{\rm reh},\eta_0)\propto \Delta N_{\rm reh}\times(H_{\rm inf}/M_{\rm Pl})^{8}$, where $H_{\rm inf}$ is the Hubble parameter at the end of inflation and $\Delta N_{\rm reh}$ the duration of the post-inflationary era in $e$-folds. For $w=1$ (kination) and $n_{\rm B}>-3/2$, one further obtains a nearly $n_{\rm B}$-independent frequency scaling of the GW spectrum of the form $\Omega_{\rm GW}(f,\eta_0)\propto \left(\frac{f}{f_{\rm reh}}\right)^{-2.8}$ for $f>f_\mathrm{reh}\equiv k_\mathrm{reh}/(2\pi)$. Finally, we need to highlight that the VIGW signal can be well within the detection bands of several next-generation interferometric GW missions at small scales. Indicatively, for $H_{\rm inf} \sim O(10^{7})\:\mathrm{GeV}$ and $O(10^{14})\:\mathrm{GeV}$, and $\Delta N_{\rm reh} \sim 15$ and $10$, the VIGW signal is found to be detectable by LISA and ET respectively. | この研究では、テンソルの研究のための一般的な形式主義を開発します。 1 次ベクトル計量によって 2 次で誘発される摂動 摂動、これらの誘起テンソル モードと呼ぶ $\textit{ベクトル誘起 重力波}$ (VIGW)。 特に、インフレに触発された状況を考慮すると、 $P_B(k)\propto 形式のべき乗則型磁場パワー スペクトル k^{n_\mathrm{B}}$ ($n_{\rm B}$ は磁気スペクトル指数) を示します。 VIGW シグナルは、インフレ後の厳しい EoS に対して強化されています。 $w=1$ で最大の強化が発生します。 これを明示的に実証します 寄与は、一次磁気源の GW よりも支配的です。 の VIGW スペクトルは宇宙論を超えるスケール付近で最大値を示します。 再加熱の終わりの地平線、$k_\mathrm{reh}$、現在のピーク 振幅スケーリング $\Omega_{\rm GW}(k_{\rm reh},\eta_0)\propto \Delta N_{\rm reh}\times(H_{\rm inf}/M_{\rm Pl})^{8}$、$H_{\rm inf}$ はハッブルです インフレーション終了時のパラメータと $\Delta N_{\rm reh}$ の持続時間 $e$フォールドのインフレ後の時代。 $w=1$ (キネーション) および $n_{\rm B}>-3/2$ の場合、 さらに、ほぼ $n_{\rm B}$ に依存しない周波数スケーリングが得られます。 $\Omega_{\rm GW}(f,\eta_0)\propto \left(\frac{f}{f_{\rm の形式の GW スペクトル reh}}\right)^{-2.8}$ は $f>f_\mathrm{reh}\equiv k_\mathrm{reh}/(2\pi)$ です。 最後に、VIGW 信号が十分に範囲内に収まる可能性があることを強調する必要があります。 小規模でのいくつかの次世代干渉GWミッションの検出帯域 秤。 示唆的に、$H_{\rm inf} \sim O(10^{7})\:\mathrm{GeV}$ の場合、 $O(10^{14})\:\mathrm{GeV}$ と $\Delta N_{\rm reh} \sim 15$ と $10$、VIGW シグナルは、それぞれ LISA と ET によって検出可能であることがわかります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational lensing of gravitational waves (GWs) provides a unique opportunity to study cosmology and astrophysics at multiple scales. Detecting microlensing signatures, in particular, requires efficient parameter estimation methods due to the high computational cost of traditional Bayesian inference. In this paper we explore the use of deep learning, namely Conditional Variational Autoencoders (CVAE), to estimate parameters of microlensed binary black hole (simulated) waveforms. We find that our CVAE model yields accurate parameter estimation and significant computational savings compared to Bayesian methods such as Bilby (up to five orders of magnitude faster inferences). Moreover, the incorporation of CVAE-generated priors into Bilby, based on the 95% confidence intervals of the CVAE posterior for the lensing parameters, reduces Bilby's average runtime by around 48% without any penalty on accuracy. Our results suggest that a CVAE model is a promising tool for future low-latency searches of lensed signals. Further applications to actual signals and integration with advanced pipelines could help extend the capabilities of GW observatories in detecting microlensing events. | 重力波 (GW) の重力レンズは、独自の 宇宙論と天体物理学を複数のスケールで研究する機会。 検出中 特にマイクロレンズ シグネチャには効率的なパラメータ推定が必要です 従来のベイズ推論の計算コストが高いため、この方法は使用できません。 このペーパーでは、深層学習、つまり条件付き学習の使用について検討します。 変分オートエンコーダ (CVAE)、マイクロレンズバイナリのパラメータを推定する ブラック ホール (シミュレートされた) 波形。 CVAE モデルが正確な結果をもたらすことがわかりました。 パラメータ推定とベイジアンと比較した大幅な計算量の節約 Bilby などのメソッド (最大 5 桁高速な推論)。 さらに、CVAE で生成された事前分布を Bilby に組み込みます。 レンズパラメータの事後CVAEの95%信頼区間、 精度を損なうことなく、Bilby の平均実行時間を約 48% 短縮します。 私たちの結果は、CVAE モデルが将来有望なツールであることを示唆しています。 レンズ信号の低遅延検索。 実際の信号へのさらなる応用 高度なパイプラインとの統合は、機能の拡張に役立つ可能性があります。 マイクロレンズ現象を検出するGW天文台。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study quantum decoherence of curvature perturbations at superhorizon scales caused by the gravitational nonlinearities. We show that cubic gravitational couplings, constrained by the spatial diffeomorphism invariance, lead to infrared (IR) and ultraviolet (UV) divergences in the decoherence rate at one loop. These divergences arise from fluctuations of deep IR modes which look like a background mode for a local observer and violent zero-point fluctuations in the deep UV, respectively. We argue that these divergences are unobservable, as they vanish when considering proper observables. We consider correlators defined using the geodesic distance for IR divergences and time-averaged correlators for UV divergences. To account for these observer's perspectives, we propose to consider an effective quantum state, defined in terms of actual observables, as a more appropriate probe of the quantum coherence of the system measured by an observer. We then evaluate the finite decoherence rate induced by superhorizon environment during inflation and at late universe. | スーパーホライズンにおける曲率摂動の量子デコヒーレンスを研究します 重力の非線形性によって引き起こされるスケール。 その立方体を示します 空間微分同相不変性によって制約される重力結合、 デコヒーレンス率に赤外線 (IR) と紫外線 (UV) の相違が生じる ワンループで。 これらの発散は、深赤外モードの変動から生じます。 ローカル観察者にとってはバックグラウンドモードのように見え、暴力的なゼロポイントになります それぞれ深紫外線の変動。 私たちは、これらの相違は次のとおりであると主張します。 適切な観測対象を考慮すると消えてしまうため、観測不可能です。 検討します IR発散の測地線距離を使用して定義された相関器と UV 発散の時間平均相関子。 これらの観察者を説明するには さまざまな観点から、以下で定義される有効な量子状態を検討することを提案します。 量子のより適切なプローブとして、実際の観測可能量の用語 観測者によって測定されるシステムのコヒーレンス。 次に、有限を評価します。 インフレーション中およびインフレ時にスーパーホライゾン環境によって引き起こされるデコヒーレンス率 後期宇宙。 |
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| We investigate whether a violation of the distance duality relation (DDR), $D_L(z) = (1+z)^2 D_A(z)$, connecting the angular diameter and luminosity distances, can explain the Hubble tension and alter the evidence for dynamical dark energy in recent cosmological observations. We constrain five phenomenological parameterisations of DDR violation using Baryon Acoustic Oscillation measurements from the DESI survey calibrated with the sound horizon derived from \textit{Planck} Cosmic Microwave Background data and the Pantheon+ Type Ia supernova (SNIa) catalogue calibrated with the supernova absolute magnitude from S$H_0$ES. We find that two toy models can resolve the tension: a constant offset in the DDR (equivalent to a shift in the calibration of the SNIa data), $D_L(z)/D_A(z)\simeq 0.925(1+z)^2$, which leaves the hint for evolving dark energy unaffected; or a change in the power-law redshift-dependence of the DDR, restricted to $z\lesssim 1$, $D_L(z)/D_A(z)\simeq(1+z)^{1.866}$, together with a {\it constant} phantom dark energy equation of state $w\sim -1.155$. The Bayesian evidence slightly favours the latter model. Our phenomenological approach motivates the investigation of physical models of DDR violation as a novel way to explain the Hubble tension. | 距離双対関係 (DDR) に違反していないかどうかを調査します。 $D_L(z) = (1+z)^2 D_A(z)$、角直径と光度を結び付ける 距離によってハッブル張力を説明でき、力学的な証拠を変えることができる 最近の宇宙論的観測における暗黒エネルギー。 5つを拘束します Baryon Acoustic を使用した DDR 違反の現象学的パラメータ化 音の地平線で校正された DESI 調査からの振動測定値 \textit{Planck} 宇宙マイクロ波背景データとパンテオン+ から派生 超新星絶対値で校正された Ia 型超新星 (SNIa) カタログ S$H_0$ESからの等級。 2 つのおもちゃのモデルが緊張を解決できることがわかりました。 DDR の一定のオフセット (キャリブレーションのシフトに相当) SNIa データ)、$D_L(z)/D_A(z)\simeq 0.925(1+z)^2$、これは次のヒントを残します。 進化するダークエネルギーは影響を受けません。 またはべき乗則の変更 DDR の redshift 依存性 ($z\lesssim 1$ に制限)、 $D_L(z)/D_A(z)\simeq(1+z)^{1.866}$ と {\it constant} ファントム ダーク エネルギー状態方程式 $w\sim -1.155$。 ベイズの証拠はわずかに有利です 後期モデル。 私たちの現象学的アプローチは、 ハッブル張力を説明する新しい方法としての DDR 違反の物理モデル。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute a holographic entanglement entropy via Ryu--Takayanagi prescription in the three-dimensional Friedmann--Lema\^itre--Robertson--Walker universe. We consider two types of holographic scenarios analogous to the static patch holography and the half de Sitter holography, in which the holographic boundary is timelike and placed in the bulk. We find in general that the strong subadditivity can be satisfied only in the former type and in addition the holographic boundary has to fit inside the apparent horizon. Also, for the universe filled with an ideal fluid of constant equation of state $w<-1$, the condition is sharpened as that the holographic boundary has to fit inside the event horizon instead. These conditions provide a necessary condition for the dual quantum field theory to be standard and compatible with the strong subadditivity. | Ryu-Takayanagi を介してホログラフィックエンタングルメントエントロピーを計算します 三次元における処方箋 フリードマン--レマ\^イトレ--ロバートソン--ウォーカー 宇宙。 我々は、次のような 2 種類のホログラフィック シナリオを検討します。 静的パッチ ホログラフィーとハーフ デ シッター ホログラフィーです。 ホログラフィック境界は時間的であり、バルク内に配置されます。 一般的には 強い準加法性は前者のタイプでのみ満たされ、 さらに、ホログラフィック境界は見かけの地平線の内側に収まる必要があります。 また、 状態方程式が一定の理想流体で満たされた宇宙の場合 $w<-1$、ホログラフィック境界が適合する必要があるため、条件がシャープになります。 代わりに事象の地平線の内側で。 これらの条件は、必要な条件を提供します。 場の二重量子理論が標準であり、互換性があるための条件 強い副加法性。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we systematically present a new dynamical systems approach to standard inflationary processes and their variants as constant-roll inflation. Using the techniques presented in our work one can in general investigate the attractor nature of the inflationary models in the phase space. We have compactified the phase space coordinates, wherever necessary, and regulated the nonlinear differential equations, constituting the autonomous system of equations defining the dynamical system, at the cost of a new redefined time variable which is a monotonic increasing function of the standard time coordinate. We have shown that in most of the relevant cases the program is executable although the two time coordinates may show different durations of cosmological events. If one wishes one can revert back to the cosmological time via an inverse transformation. The present work establishes a standard norm for studying dynamical as well as stability issues in any new inflationary system. | この研究では、新しい動的システムのアプローチを体系的に提示します。 標準的なインフレーションプロセスとその変種であるコンスタントロールインフレーション。 私たちの研究で紹介されているテクニックを使用すると、一般的に、 位相空間におけるインフレーション モデルのアトラクターの性質。 我々は持っています 必要に応じて位相空間座標をコンパクト化し、 の自律システムを構成する非線形微分方程式 新たに再定義された時間を犠牲にして、力学システムを定義する方程式 標準時の単調増加関数である変数 座標。 関連するケースのほとんどで、プログラムが次のようなものであることを示しました。 2 つの時間座標は異なる継続時間を示す場合がありますが、実行可能です。 宇宙論的な出来事。 望めば宇宙の時間に戻ることができる 逆変換を介して。 現在の研究は、次の標準規範を確立します。 新しいインフレシステムにおける動的問題と安定性の問題を研究しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop a novel approach to constrain the Hubble parameter $H_0$ and the primordial power spectrum amplitude $A_\mathrm{s}$ using supernovae type Ia (SNIa) data. By considering SNIa as tracers of the peculiar velocity field, we can model their distance and their covariance as a function of cosmological parameters without the need of calibrators like Cepheids; this yields a new independent probe of the large-scale structure based on SNIa data without distance anchors. Crucially, we implement a differentiable pipeline in JAX, including efficient emulators and affine sampling, reducing inference time from years to hours on a single GPU. We first validate our method on mock datasets, demonstrating that we can constrain $H_0$ and $\log 10^{10}A_\mathrm{s}$ within $\sim10\%$ using $\sim10^3$ SNIa. We then test our pipeline with SNIa from an $N$-body simulation, obtaining $7\%$-level unbiased constraints on $H_0$ with a moderate noise level. We finally apply our method to Pantheon+ data, constraining $H_0$ at the $10\%$ level without Cepheids when fixing $A_\mathrm{s}$ to its $\it{Planck}$ value. On the other hand, we obtain $15\%$-level constraints on $\log 10^{10}A_\mathrm{s}$ in agreement with $\it{Planck}$ when including Cepheids in the analysis. In light of upcoming observations of low redshift SNIa from the Zwicky Transient Facility and the Vera Rubin Legacy Survey of Space and Time, surveys for which our method will develop its full potential, we make our code publicly available. | ハッブルパラメータ $H_0$ と 超新星 Ia 型を使用した原始パワー スペクトル振幅 $A_\mathrm{s}$ (SNIa) データ。 SNIa を固有速度場のトレーサーとして考えることにより、 それらの距離と共分散を宇宙論の関数としてモデル化できる セファイドのような校正器を必要としないパラメータ。 これにより新しいものが得られます SNIa データに基づく大規模構造の独立したプローブ 距離アンカー。 重要なのは、微分可能なパイプラインを JAX に実装することです。 効率的なエミュレータとアフィン サンプリングが含まれており、推論時間を短縮します。 単一の GPU で数年から数時間。 まずモック データセットでメソッドを検証します。 $H_0$ と $\log 10^{10}A_\mathrm{s}$ を以下の範囲内に制限できることを示しています $\sim10^3$ SNIa を使用する $\sim10\%$。 次に、SNIa を使用してパイプラインをテストします。 $N$-body シミュレーション、$H_0$ に対する $7\%$ レベルの不偏制約を取得 中程度の騒音レベル。 最後に、この方法を Pantheon+ データに適用します。 修正時にセファイドを使用せずに $H_0$ を $10\%$ レベルに制限します $A_\mathrm{s}$ を $\it{Planck}$ 値に変換します。 一方、次のようになります。 $\log 10^{10}A_\mathrm{s}$ に対する $15\%$ レベルの制約は、 解析にセファイドを含める場合は $\it{Planck}$ です。 今後のことを踏まえて ツヴィッキー過渡施設からの低赤方偏移 SNIa の観測と Vera Rubin Legacy Survey of Space and Time、私たちの手法が適用される調査 その可能性を最大限に発揮するために、私たちはコードを公開します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Suppose a black hole forms from a pure quantum state $\ket{\psi}$. The black hole information loss paradox arises from semiclassical arguments suggesting that, even in a closed system, the process of black hole formation and evaporation evolves a pure state into a mixed state. Resolution to the paradox typically demands violation of quantum mechanics or relativity in domains where they should hold. Instead, I propose that in a complete theory of quantum gravity, any region $\mathcal{U}$ that could collapse into a black hole should already be described by a mixed state, thus bypassing the paradox entirely. To that end, I present a model in which the universe is in a quantum error-corrected state, such that any local black hole appears mixed and encodes no information locally. | ブラックホールが純粋な量子状態$\ket{\psi}$から形成されると仮定します。 黒 ホール情報損失のパラドックスは、次のことを示唆する半古典的な議論から生じます。 たとえ閉鎖系であっても、ブラックホールの形成過程と 蒸発により、純粋な状態が混合状態に変化します。 パラドックスの解決 通常、領域における量子力学または相対性理論の違反が要求されます。 彼らは保持すべきだ。 その代わりに、私は完全な量子の理論において次のように提案します。 重力により、ブラックホールに崩壊する可能性のある領域 $\mathcal{U}$ は、 すでに混合状態によって記述されているため、パラドックスは完全に回避されます。 に そのために、私は宇宙が量子の中にあるというモデルを提示します。 エラーが修正された状態。 局所的なブラック ホールが混在してエンコードされているように見えます。 地元では情報なし。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Using the fibre bundle framework, this work investigates the conceptual and mathematical foundations of reference frames in General Relativity by contrasting two paradigms: the View from Nowhere and the View from Everywhere. The View from Nowhere interprets frame representations as perspectives on an invariant equivalence class, while the View from Everywhere posits each frame representation as constituting a complete reality itself. What emerges is a conception of reality that I term "Relality". The paper critically examines the philosophical and practical implications of these views, with a focus on reconciling theory with experimental practice. Central to the discussion is the challenge of providing a perspicuous characterisation of ontology. The View from Nowhere aligns with the so-called sophisticated approach on symmetries and it complicates the empirical grounding of theoretical constructs. In contrast, the View from Everywhere offers a perspicuous relational ontology that avoids the abstraction of equivalence classes. | この研究では、ファイバーバンドルのフレームワークを使用して、概念と 一般相対性理論における基準系の数学的基礎 対照的な 2 つのパラダイム、「何もないところからの視点」と「どこからでも視点」。 View from Nowhere は、フレーム表現を視点として解釈します。 不変等価クラス、View from Everywhere は各フレームを仮定します 完全な現実そのものを構成するものとしての表現。 浮かび上がってくるのは、 私が「リアリティ」と呼ぶ現実の概念。 この論文は、次のことを批判的に検討しています。 に焦点を当てた、これらの見解の哲学的および実践的な意味 理論と実験的実践を調和させる。 議論の中心となるのは、 オントロジーの明確な特徴付けを提供するという課題。 ザ・ビュー from Nowhere は、対称性に関するいわゆる洗練されたアプローチと一致しており、 それは理論的構成の経験的根拠を複雑にします。 対照的に、 View from Everywhere は、次のことを回避する明確なリレーショナル オントロジーを提供します。 等価クラスの抽象化。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyze scalar field dark energy models minimally and non-minimally coupled to gravity, postulating that a Yukawa-like interacting term is \emph{in form} equivalent for general relativity, teleparallel and symmetric-teleparallel theories. Our analysis is pursued within two scalar field representations, where a quintessence and phantom pictures are associated with quasiquintessence and quasiphantom exotic fields. In the latter, we suggest how the phion-pressure can be built up without exhibiting a direct kinetic term. Accordingly, the stability analysis reveals that this quasiquintessence field provides a viable description of the universe indicating, when minimally coupled, how to unify dark energy and dark matter by showing an attractor point where $w_{\phi}=0$. Conversely, in the non-minimally coupling, the alternative field only leaves an attractor where dark energy dominates, mimicking \emph{de facto} a cosmological constant behavior. A direct study is conducted comparing the standard case with the alternative one, overall concluding that the behavior of quintessence is well established across all the gravity scenarios. However, considering the phantom field non-minimal coupled to gravity, the results are inconclusive for power-law potentials in Einstein theory, and for the inverse square power (ISP) potential in both teleparallel and symmetric-teleparallel theories. Finally, we study the growth of matter perturbations and establish that only the fifth power and quadratic potentials, when used to describe quasiphantom field minimally coupled to gravity, exhibit behavior similar to the $\Lambda$CDM model. | スカラーフィールドダークエネルギーモデルを最小限および非最小限で分析します 重力と結合し、湯川のような相互作用項は \emph{in であると仮定します。 form} 一般相対性理論、テレパラレル、および 対称テレパラ理論。 私たちの分析は 2 つのスカラー内で追求されます。 真髄と幻影が結びついたフィールド表現 準真髄と準幻のエキゾチックなフィールドを備えています。 後者では、私たちは 直接的な影響を示さずにフィオン圧力を高める方法を提案する 運動学的な用語。 したがって、安定性分析により、これが 準五核場は宇宙の実行可能な記述を提供する 最小限に結合すると、暗黒エネルギーと暗黒物質を統合する方法を示します。 $w_{\phi}=0$ のアトラクター ポイントを示しています。 逆に、最小限ではない場合には、 結合すると、代替フィールドはダークエネルギーが存在するアトラクターのみを残します。 \emph{事実上}宇宙論的な一定の振る舞いを模倣して支配します。 直接 標準ケースと代替ケースを比較して研究が行われ、 全体として、真髄の動作は全体にわたって十分に確立されていると結論づけています。 すべての重力シナリオ。 ただし、ファントムフィールドが最小ではないことを考慮すると、 重力と組み合わせると、結果は次のべき乗則ポテンシャルについて決定的ではありません。 アインシュタイン理論、および両方の逆二乗電力 (ISP) ポテンシャル テレパラ理論と対称テレパラ理論。 最後に成長を調べます 物質の摂動を計算し、5 乗と 2 次だけであることを確立します。 ポテンシャルは、最小限に結合された準ファントム場を記述するために使用されます。 重力、$\Lambda$CDM モデルと同様の動作を示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a study of energy density and pressure of a free real scalar quantum field after its decoupling from a thermal bath in the spatially flat Friedman-Lema\^itre-Robertson-Walker space-time by solving the Klein-Gordon equation both analytically and numerically for different predetermined scale factor functions $a(t)$. The energy density and pressure, defined by subtracting the vacuum expectation values at the decoupling time, feature corrections with respect to the classical free-streaming solution of the relativistic Boltzmann equation. We show that if the expansion rate is comparable or larger than $mc^2/\hbar$ or $KT_0/\hbar$ where $m$ is the mass and $T_0$ the decoupling temperature, both energy density and pressure gets strong quantum corrections which substantially modify their classical dependence on the scale factor $a(t)$ and drive pressure to large negative values. For a minimally coupled field with a very low mass in an expanding de Sitter universe quantum corrections are dominant driving pressure and energy density to become asymptotically constant with an equation of state $p/\varepsilon \simeq -1$, thereby mimicking a cosmological constant. For a minimally coupled massless field, quantum corrections are asymptotically dominant for any accelerated expansion. | 自由実数スカラーのエネルギー密度と圧力の研究を紹介します。 空間的に平坦な空間の温泉から切り離された後の量子場 クライン-ゴードンを解くことによるフリードマン-レマ\^itre-ロバートソン-ウォーカー時空 さまざまな所定のスケールに対する解析的および数値的な方程式 因子関数 $a(t)$。 エネルギー密度と圧力は次のように定義されます。 デカップリング時の真空期待値を差し引く機能 従来のフリー ストリーミング ソリューションに関する修正 相対論的なボルツマン方程式。 膨張率が $mc^2/\hbar$ または $KT_0/\hbar$ と同等かそれ以上 ($m$ は質量) $T_0$ はデカップリング温度で、エネルギー密度と圧力の両方が得られます。 古典的なものを大幅に変更する強力な量子補正 スケールファクター $a(t)$ に依存し、圧力を大きな負に駆動します 価値観。 膨張する de 内の非常に低い質量を持つ最小結合場の場合 シッター宇宙の量子補正が支配的な駆動圧力とエネルギーである 密度は状態方程式で漸近的に一定になる $p/\varepsilon \simeq -1$ により、宇宙定数を模倣します。 のために 最小結合質量無場、量子補正は漸近的 あらゆる加速された拡大に対して支配的です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the presence of spacetime torsion, any generic $f(R)$ model of gravity is conformally dual to a scalar-tensor theory augmented with a second rank antisymmetric massless degree of freedom. We investigate the stochastic gravitational wave background (SGWB) that may be sourced directly at the second order by such a torsional field, treated perturbatively during an epoch of canonical, single-field, slow-roll inflation. The resulting second-order induced SGWB, which dominates over the primary inflationary GW background at all scales, peaks only at ultra-low frequencies, and is found to be extremely red-tilted with an effective tensor spectral index $\alpha_{\rm T}\sim-6$ on matter-dominated scales. The signal is potentially within the reach of upcoming indirect GW probes on very large scales $k\lesssim10^{-2}\:\textrm{Mpc}^{-1}$, i.e., next-generation CMB experiments like the LiteBIRD. In the near future, observation of such a markedly red-tilted SGWB on CMB scales could hence provide a novel and unique clue in favour of torsional gravity during the inflationary era. | 時空のねじれが存在する場合、重力の一般的な $f(R)$ モデルは次のようになります。 第 2 ランクで強化されたスカラー テンソル理論の共形双対 反対称の質量のない自由度。 私たちは確率論を調査します 2番目の場所で直接発生する可能性のある重力波背景（SGWB） このようなねじれ場による秩序は、 標準的な単一フィールドのスローロール インフレーション。 結果として得られる二次 誘発されたSGWBは、次の時点での主要なインフレのGW背景よりも支配的です。 すべてのスケールで、超低周波数でのみピークとなり、非常に低い周波数であることがわかります。 実効テンソル スペクトル インデックス $\alpha_{\rm T}\sim-6$ で赤傾斜 物質が支配するスケール。 信号は潜在的に今後の電波の届く範囲内にあります 非常に大規模な間接 GW プローブ $k\lesssim10^{-2}\:\textrm{Mpc}^{-1}$, つまり、LiteBIRD のような次世代 CMB 実験です。 近い将来、 したがって、CMB スケールでこのように著しく赤く傾いた SGWB を観察すると、 ねじり重力を支持する斬新でユニークな手がかりを提供します。 インフレの時代。 |
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| To goal of the paper is to introduce a convergence \`a la Gromov-Hausdorff for Lorentzian spaces, building on $\epsilon$-nets consisting of causal diamonds and relying only on the time separation function. This yields a geometric notion of convergence, which can be applied to synthetic Lorentzian spaces (Lorentzian pre-length spaces) or smooth spacetimes. Among the main results, we prove a Lorentzian counterpart of the celebrated Gromov's pre-compactness theorem for metric spaces, where controlled covers by balls are replaced by controlled covers by diamonds. This yields a geometric pre-compactness result for classes of globally hyperbolic spacetimes, satisfying a uniform doubling property on Cauchy hypersurfaces and a suitable control on the causality. The final part of the paper establishes several applications: we show that Chru\'sciel-Grant approximations are an instance of the Lorentzian Gromov-Hausdorff convergence here introduced, we prove that timelike sectional curvature bounds are stable under such a convergence, we introduce timelike blow-up tangents and discuss connections with the main conjecture of causal set theory. | この論文の目標は、グロモフ・ハウスドルフ風の収束を導入することです。 ローレンツ空間の場合、因果関係からなる $\epsilon$-nets 上に構築 ダイヤモンドを使用し、時間分離機能のみに依存します。 これにより、 合成ローレンツ関数に適用できる収束の幾何学的概念 空間 (ローレンツ前長空間) または滑らかな時空。 主なものの中で その結果、私たちは有名なグロモフのローレンツ的対応物であることを証明しました。 ボールによる制御されたカバーが存在する距離空間のプレコンパクトネス定理 ダイヤモンドによる制御されたカバーに置き換えられました。 これにより幾何学的な結果が得られます グローバル双曲時空のクラスに対するプレコンパクトネスの結果、 コーシー超曲面上の均一な倍加特性と適切な 因果関係をコントロールすること。 この論文の最後の部分では、いくつかのことを確立しています。 アプリケーション: Chru\'sciel-Grant 近似が次のインスタンスであることを示します。 ここで紹介したローレンツのグロモフ・ハウスドルフ収束により、次のことが証明されます。 時間的な断面曲率限界はそのような収束の下で安定します。 タイムリーな爆発的な接線を導入し、主要な要素との関係について議論します。 因果集合論の予想。 |
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| Partially ordered sets (posets) play a universal role as an abstract structure in many areas of mathematics. For finite posets, an explicit enumeration of distinct partial orders on a set of unlabelled elements is known only up to a cardinality of 16 (listed as sequence A000112 in the OEIS), but closed expressions are unknown. By considering the automorphisms of (finite) posets, I introduce a formulation of local symmetries. These symmetries give rise to a division operation on the set of posets and lead to the construction of symmetry classes that are easier to characterise and enumerate. Furthermore, we consider polynomial expressions that count certain subsets of posets with a large number of layers (a large height). As an application in physics, local symmetries or rather their absence helps to distinguish causal sets (locally finite posets) that serve as discrete spacetime models from generic causal sets. | 部分的に順序付けされたセット (ポーズ) は、抽象として普遍的な役割を果たします。 数学の多くの分野における構造。 有限のポーズセットの場合、明示的な ラベルのない要素のセットに対する個別の部分順序の列挙が知られています。 最大カーディナリティは 16 (OEIS ではシーケンス A000112 としてリストされています) までですが、 閉じた式は不明です。 (有限) の自己同型性を考慮することで ポセットでは、局所対称性の定式化を導入します。 これらの対称性により、 ポーズセットの分割操作を開始し、構築につながります 特徴付けと列挙が容易な対称クラスの。 さらに、 ポーズセットの特定のサブセットをカウントする多項式を考えます。 多数のレイヤー (高い高さ)。 物理学への応用として、ローカル 対称性、あるいはむしろ対称性の欠如は、因果関係の集合を区別するのに役立ちます（局所的に） 有限ポーズセット)、一般的な因果関係からの離散時空モデルとして機能します。 セット。 |
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| We investigated the shadows and thin accretion disks of Einstein-Maxwell-Scalar (EMS) black hole. Firstly, we investigated the influence of EMS parameters on the black hole shadow using the null geodesic method and constrained these parameters based on EHT observations of M87* and Sgr A*. Furthermore, we analyzed the direct emission, lensing ring, and photon ring structures in EMS black hole. Comparing our results with the Schwarzschild and Reissner-Nordstr$\ddot{\mathrm{o}}$m (RN) black holes, we found that the Schwarzschild black hole exhibits the largest shadow radius and the highest observed intensity. Increasing the EMS model parameters leads to a reduction in intensity. Ultimately, our findings suggest that imaging black hole accretion disks does not clearly distinguish among these three types of black holes. | の影と薄い降着円盤を調査しました。 アインシュタイン・マクスウェル・スカラー (EMS) ブラック ホール。 まず最初に調査したのは、 ヌル測地線を使用したブラック ホールの影に対する EMS パラメータの影響 M87* および M87 の EHT 観測に基づいてこれらのパラメータを制約しました。 Sgr A*。 さらに、直接放射、レンズリング、光子の解析を行った。 EMSブラックホールのリング構造。 シュワルツシルトの結果との比較 Reissner-Nordstr$\ddot{\mathrm{o}}$m (RN) ブラック ホールでは、 シュヴァルツシルト ブラック ホールは最大の影の半径と最大の影の半径を示します 観察された強度。 EMS モデルのパラメータを増やすと、 強度。 最終的に、私たちの発見は、ブラックホールの降着をイメージングすることを示唆しています。 円盤はこれら 3 種類のブラック ホールを明確に区別していません。 |
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| We classify the Lagrangians and anomalies of an extended BMS field theory using BRST methods. To do so, we establish an intrinsic gauge-fixing procedure for the geometric data, which allows us to derive the extended BMS symmetries and the correct transformation law of the shear, encoded in the connection. Our analysis reveals that the invariant Lagrangians are always topological, thereby reducing the 4d bulk to a 2d boundary theory. Moreover, we find that supertranslations are anomaly-free, while superrotations exhibit independent central charges. This BMS field theory is dual to Einstein gravity in asymptotically flat spacetimes when the superrotation anomalies coincide and are dictated by the bulk. Meanwhile, the absence of supertranslation anomalies aligns with Weinberg's soft graviton theorem being tree-level exact. This work provides a first-principle derivation of the structure of the null boundary field theory, intrinsic and independent of bulk considerations, offering further evidence for the holographic principle in flat space, and its dimensional reduction. | 拡張 BMS 場の理論のラグランジアンと異常を分類します BRST メソッドを使用します。 そのために、固有のゲージ固定手順を確立します。 幾何学的データの場合、拡張 BMS 対称性を導き出すことができます。 接続にエンコードされたせん断の正しい変換則。 私たちの 分析により、不変ラグランジアンは常に位相的であることが明らかになりました。 4 次元のバルクを 2 次元の境界理論に還元します。 さらに、次のことがわかります。 超平行移動には異常がありませんが、超回転は独立した状態を示します。 中心料金。 この BMS 場の理論は、アインシュタインの重力と二重の関係にあります。 超回転異常が一致するとき、漸近的に平坦な時空と バルクによって決定されます。 一方、超翻訳異常は存在しない これはワインバーグのソフト重力子定理がツリーレベルで正確であることと一致します。 この作品 ヌル境界の構造の第一原理導出を提供します。 場の理論、本質的かつ一括考慮事項から独立した、提供物 平面空間におけるホログラフィック原理とその原理のさらなる証拠 次元の縮小。 |
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| We put into test the idea of replacing dark energy by a vector field against the cosmic microwave background (CMB) observation using the simplest vector-tensor theory, where a massive vector field couples to the Ricci scalar and the Ricci tensor quadratically. First, a remarkable Friedmann-Lema\^{i}tre-Robertson-Walker (FLRW) metric solution that is completely independent of the matter-energy compositions of the universe is found. Second, based on the FLRW solution as well as the perturbation equations, a numerical code calculating the CMB temperature power spectrum is built. We find that though the FLRW solution can mimic the evolution of the universe in the standard $\Lambda$CDM model, the calculated CMB temperature power spectrum shows unavoidable discrepancies from the CMB power spectrum measurements. | 私たちは、ダークエネルギーをベクトル場で置き換えるというアイデアをテストしました。 最も単純な宇宙背景背景（CMB）観測 ベクトル テンソル理論。 大規模なベクトル場がリッチ スカラーに結合します。 そしてリッチテンソルは二次関数です。 まず、注目すべき点は、 フリードマン-レマ\^{i}トレ-ロバートソン-ウォーカー (FLRW) 計量ソリューション 宇宙の物質とエネルギーの組成から完全に独立しています。 見つかった。 2 番目に、FLRW 解と摂動に基づく 方程式、CMB 温度パワースペクトルを計算する数値コードは次のとおりです。 建てられた。 FLRW ソリューションは、ソリューションの進化を模倣できることがわかりました。 標準 $\Lambda$CDM モデルの宇宙、計算された CMB 温度 パワー スペクトルは CMB パワー スペクトルとの避けられない不一致を示しています 測定。 |
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| In the framework of asymptotic safety, we study quantum quadratic gravity in the presence of the Higgs field considered as non-separable from the vacuum. The theory flows to a high energy fixed point where the Higgs field is strongly coupled to gravity, its potential is symmetric, and the quadratic Weyl curvature coupling is large. The latter renders the ghost graviton an unstable high mass resonance which renders unitarity in the spirit of Lee-Week type theories. Furthermore, if the scalar graviton is tachyonic then there will be a low energy fixed point where tachyonic condensation leads to a new stable vacuum. At this fixed point the symmetry breaks and the Fermi scale emerges, and the behavior of the Higgs field is classical (not influenced by gravitational interaction). Gravity at the UV scale is purely quadratic whereas at the Fermi scale it is linear, and in the intermediate region both contributions are relevant. Thus, at the Fermi scale the quadratic curvature fields disappear through the ghost instability and tachyon condensation, giving rise to Einstein gravity and the electroweak phase transition. | 漸近安全性の枠組みの中で、私たちは量子二次重力を研究します。 ヒッグス場の存在は真空から分離不可能であると考えられています。 理論はヒッグス場が強い高エネルギー固定点に流れます。 重力と結合しているため、そのポテンシャルは対称であり、二次ワイル 曲率結合が大きい。 後者はゴースト重力子を不安定にします。 Lee-Week タイプの精神に統一性をもたらす高質量共鳴 理論。 さらに、スカラー重力子がタキオニックである場合、 タキオン凝縮が新たな安定物質をもたらす低エネルギー固定点 真空。 この固定点で対称性が破れ、フェルミスケールが現れます。 ヒッグス場の挙動は古典的です（影響を受けません）。 重力相互作用)。 UV スケールでの重力は純粋に二次関数ですが、 フェルミスケールでは線形であり、中間領域では両方とも 貢献が関係します。 したがって、フェルミスケールでは、二次曲率は フィールドはゴーストの不安定性とタキオン凝縮によって消滅し、 アインシュタイン重力と電弱相転移まで上昇します。 |
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| We study the deflection of light rays in a cold, non-magnetized plasma using the worldline framework. Starting from Synge's Hamiltonian formalism, we construct a position-space action and use it perturbatively to calculate light bending angles. In the homogeneous case, the action reduces to that of a massive particle, allowing us to extract the bending angle of light in the presence of the medium using a well-known analogy. For the inhomogeneous case, we consider a power law model and construct Feynman rules in time to compute the purely plasma-induced corrections to the bending angle at Next-to-Leading-Order (NLO). | 私たちは、磁化されていない冷たいプラズマにおける光線の偏向を次の方法で研究します。 世界線の枠組み。 Synge のハミルトン形式主義から出発して、 位置空間アクションを構築し、それを摂動的に使用して光を計算します 曲げ角度。 均質な場合、アクションは次のアクションに減少します。 巨大な粒子を利用して、光の曲がり角を抽出することができます。 よく知られているアナロジーを使用して、媒体の存在を示します。 不均一な場合については、 べき乗則モデルを検討し、計算に間に合うようにファインマン規則を構築します。 純粋にプラズマによって引き起こされる曲げ角度の補正。 上位次順位 (NLO)。 |
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| We present a numerical relativity study of eccentric mergers of equal-mass rotating $\bar m=1$ Proca stars, focusing on their gravitational-wave (GW) emission. By systematically varying key binary parameters, such as the initial orbital boost, which determines the orbital angular momentum, and the relative phase between the stars, we examine how the internal phase structure of the Proca field influences the merger dynamics and the properties of the emitted GWs. Our simulations demonstrate that the relative phase has paramount impact on the post-merger evolution, resulting in prompt black hole formation accompanied by a transient Proca remnant, the formation of a hypermassive $\bar m=1$ Proca star or even the emergence of a dynamically-unstable spinning $\bar m=2$ Proca star. Under certain conditions, the GW signal exhibits significant odd-modes (e.g., the $\ell=m=3$ mode) that are absent in conventional black hole mergers, potentially serving as unique signatures of these exotic objects. Our findings offer new insights into the phenomenology of bosonic star mergers and the potential astrophysical role of ultralight bosonic fields. | 等質量の偏心合体の数値相対性理論の研究を紹介します。 $\bar m=1$ プロカ星を回転させ、その重力波 (GW) に焦点を当てる 放出。 初期パラメータなどの主要なバイナリ パラメータを体系的に変更することによって、 軌道ブースト、軌道角運動量、および相対 星間の位相を観察して、星の内部位相構造がどのように変化するかを調べます。 Proca フィールドは、合併のダイナミクスと放出される物質の特性に影響を与えます。 GWたち。 私たちのシミュレーションは、相対位相が最も大きな影響を与えることを示しています 合体後の進化に影響を及ぼし、その結果、ブラックホールが速やかに形成される 一時的なプロカ残骸を伴い、超巨大な $\bar が形成される m=1$ プロカ星、または動的に不安定な回転 $\bar の出現さえも m=2$プロカスター。 特定の条件下では、GW 信号は顕著な信号を示します。 従来の黒には存在しない奇数モード ($\ell=m=3$ モードなど) 穴の合体は、これらのエキゾチックな天体の固有の特徴として機能する可能性があります。 私たちの発見は、ボソン星合体の現象学に対する新たな洞察を提供します そして超軽量ボソン場の潜在的な天体物理学的役割。 |
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| Highly eccentric binary neutron star mergers exhibit unique dynamical and observational signatures compared to quasi-circular ones in terms of their gravitational wave signal and the ejection of matter, leading to different electromagnetic counterparts. In this article, we present general relativistic magneto-hydrodynamic simulations of binary neutron star systems on highly eccentric orbits. While in quasi-circular binaries, the influence of the magnetic field is too weak to affect the general pre-merger dynamics, the close encounters in eccentric systems could potentially trigger magneto-hydrodynamic instabilities. Therefore, we investigate possible effects before, during, and after the merger for a total of three different systems with varying initial eccentricity. We study the f-mode oscillations excited by tidal interaction in close encounters and find good agreement with predicted f-mode frequency estimates. However, our simulations reveal no significant differences compared to results neglecting the magnetic field. Although we observe a rearrangement of the poloidal structure of the magnetic field inside the stars, there is no relevant increase in the magnetic energy during the encounters. Also, during the merger, the amplification of the magnetic field seems to be largely independent of the eccentricity in our systems. Consistent with studies of merging non-magnetized binary neutron stars, we find a correlation between eccentricity and mass ejection, with a higher impact parameter leading to a larger amount of unbound material. | 高度に離心した連星中性子星の合体は、独特の動力学と 観測シグネチャと準円形シグネチャの比較 重力波信号と物質の放出により、異なる結果がもたらされます。 電磁対応品。 この記事では、一般相対論を紹介します。 高度な実験による連星中性子星系の磁気流体力学シミュレーション 離心軌道。 準循環バイナリでは、 磁場は弱すぎて、一般的な合併前のダイナミクスに影響を与えることはできません。 偏心システムでの遭遇は磁気流体力学を引き起こす可能性がある 不安定。 したがって、私たちは、発生前、発生中、および発生する可能性のある影響を調査します。 合併後は初期設定が異なる合計 3 つの異なるシステムに対応 偏心。 私たちは潮汐相互作用によって励起される f モード振動を近くで研究します。 に遭遇し、予測された f モード周波数推定値との良好な一致が見つかります。 ただし、シミュレーションでは結果と比較して大きな違いは見られませんでした。 磁場を無視します。 の再配置が観察されますが、 星の内部の磁場のポロイダル構造には関連性はありません 遭遇中の磁気エネルギーの増加。 また、合併の際には、 磁場の増幅は、磁場の影響からはほとんど独立しているようです。 私たちのシステムの偏心。 非磁化結合の研究と一致 連星中性子星では、離心率と質量の相関関係が発見される 排出、より高い衝撃パラメータにより、より多くの拘束されていない量が発生します 材料。 |
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| In this paper, we aim to study the quantum transition between a Schwarzschild black hole and a string black hole in the large $D$ limit. Classically, such a transition between these two distinct black hole geometries is forbidden. The only feasible discussion is centered on how a black hole evaporates, loses mass, and transitions into highly excited fundamental strings. Building upon our previous work on T-duality between the Schwarzschild and string black holes, we reduce the problem to two dimensions, where the corresponding Wheeler-De Witt equation can be derived. Using this equation, we identify the two black hole geometries as distinct wave function states. This allows us to easily compute the transition probability between these two geometries, driven by the string coupling. | この論文では、シュワルツシルト間の量子転移を研究することを目的としています。 大きな $D$ 制限内のブラック ホールと文字列ブラック ホール。 古典的には、そのような これら 2 つの異なるブラック ホール形状の間の遷移は禁止されています。 の 唯一実現可能な議論は、ブラックホールがどのように蒸発し、失われるかに集中している 質量が増加し、高度に励起された基本弦に移行します。 基づいて構築する シュヴァルツシルトとストリングブラックの間の T 双対性に関する以前の研究 穴がある場合、問題を 2 次元に縮小します。 Wheeler-De Witt 方程式を導き出すことができます。 この方程式を使用して、 異なる波動関数状態としての 2 つのブラック ホールの形状。 これにより、次のことが可能になります。 これら 2 つのジオメトリ間の遷移確率を簡単に計算します。 ストリングカップリングによる。 |
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| In Paper I, we introduced the hybrid Relay, an alternative second-generation time-delay interferometry (TDI) configuration designed to minimize null frequencies and enhance gravitational wave (GW) analysis for massive binary black holes (MBBHs). In Paper II, we further improved its noise characterization performance by replacing its null stream with a more stable channel, $C^{12}_3$. In this work, we present a novel TDI scheme, PD4L, which features minimal null frequencies and a reduced time span. Unlike the hybrid Relay or the second-generation Michelson which require delays up to $7L$ (with $L$ denoting the light-travel time between spacecraft), the PD4L uses delays no longer than $3L$, corresponding to a total time span of $4L$. This compact structure yields several advantages: 1) reducing data margins at segment boundaries, 2) mitigating aliasing in the high frequency regime, and 3) shortening the signal tails caused by long span. To evaluate PD4L's performance, we perform parameter inference for chirping GW signals from coalescing MBBHs. Our results show that the PD4L outperforms the hybrid Relay in the high frequency band and performs comparably at low frequencies. Moreover, PD4L's null stream exhibits the same minimal null frequencies as its science channels and maintains a more stable noise spectrum than $C^{12}_3$. While the noise spectra of its science channels are slightly less stable than those of the hybrid Relay, PD4L can still reliably infer noise parameters for data durations of up to four months. These results suggest PD4L as a promising TDI scheme, particularly well-suited for analyzing GW signal in the higher-frequency domain. | 論文 I では、代替の第 2 世代であるハイブリッド リレーを紹介しました。 ヌルを最小限に抑えるように設計された時間遅延干渉法 (TDI) 構成 周波数を高め、大質量連星の重力波 (GW) 解析を強化する ブラック ホール (MBBH)。 Paper IIでは、そのノイズをさらに改善しました。 null ストリームをより安定したものに置き換えることによる特性評価のパフォーマンス チャンネル、$C^{12}_3$。 この研究では、新しい TDI スキーム PD4L を紹介します。 最小限のヌル周波数と短縮されたタイムスパンを特徴とします。 ハイブリッドと違って Relay または第 2 世代マイケルソンでは、最大 $7L$ の遅延が必要です ( $L$ は宇宙船間の光の移動時間を示します)、PD4L は遅延を使用しません。 $3L$ よりも長く、合計の期間は $4L$ に相当します。 このコンパクトさ この構造により、いくつかの利点が得られます。 1) セグメントでのデータマージンの削減 境界、2) 高周波領域でのエイリアシングの軽減、および 3) 長いスパンによって生じる信号テールを短縮します。 PD4L を評価するには パフォーマンスを考慮して、チャーピング GW 信号のパラメータ推論を実行します。 MBBH の合体。 私たちの結果は、PD4L がハイブリッド リレーよりも優れていることを示しています。 高周波数帯域では優れた性能を発揮し、低周波数でも同等の性能を発揮します。 さらに、PD4L のヌル ストリームは、PD4L のヌル ストリームと同じ最小ヌル周波数を示します。 科学チャンネルは $C^{12}_3$ よりも安定したノイズ スペクトルを維持します。 科学チャンネルのノイズスペクトルは、他のチャンネルよりもわずかに安定性が劣りますが、 ハイブリッド リレーの場合でも、PD4L はノイズ パラメータを確実に推測できます。 データ期間は最大 4 か月です。 これらの結果は、PD4L が有望であることを示唆しています。 TDI スキームは、特に GW 信号の解析に適しています。 高周波領域。 |
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| Using a second law of complexity, we prove a black hole singularity theorem. By introducing the notion of trapped extremal surfaces, we show that their existence implies null geodesic incompleteness inside globally hyperbolic black holes. We also demonstrate that the vanishing of the growth rate of the volume of extremal surfaces provides a sharp diagnostic of the black hole singularity. In static, uncharged, spherically symmetric spacetimes, this corresponds to the growth rate of spacelike extremal surfaces going to zero at the singularity. In charged or rotating spacetimes, such as the Reissner-Nordstr\"om and Kerr black holes, we identify novel timelike extremal surfaces that exhibit the same behavior at the timelike singularity. | 複雑さの第 2 法則を使用して、ブラック ホールの特異点定理を証明します。 トラップされた極値表面の概念を導入することにより、それらの表面が 存在は、グローバル双曲黒の内部でヌル測地線不完全性を意味します 穴。 また、体積の増加率が消失することも示します。 極表面の観察により、ブラック ホールの特異点を正確に診断できます。 静的で帯電していない球対称時空では、これは 宇宙のような極表面の成長率は特異点でゼロになります。 で ライスナー・ノルドシュトルムやカー・ブラックなどの帯電時空または回転時空 穴がある場合、同じものを示す新しい時間のような極端な表面を特定します。 時間的特異点での振る舞い。 |
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| Multi-band gravitational-wave (GW) standard siren observations are poised to herald a new era in the study of cosmic evolution. These observations offer higher signal-to-noise ratios and improved localizations compared to those achieved with single-band GW detection, which are crucial for the cosmological applications of dark sirens. In this work, we explore the role multi-band GW synergetic observations will play in measuring cosmological parameters, particularly in comparison with single GW observatory data. We used mock multi-band dark siren data from third-generation GW detectors and the baseline Decihertz Interferometer Gravitational-Wave Observatory to infer cosmological parameters. Our analysis shows that multi-band GW observations significantly improve sky localization accuracy by two to three orders of magnitude over single-band observations, although their impact on luminosity distance error remains limited. This results in a substantial improvement in the constraints on matter density and the Hubble constant, enhancing their constraint precision by $60\%$-$90\%$ and $52\%$-$85\%$, respectively. We conclude that the significant potential of multi-band GW synergistic observations for detecting GW signals and resolving the Hubble tension is highly promising and warrants anticipation. | マルチバンド重力波（GW）標準サイレン観測の準備が整いました。 宇宙進化の研究における新時代の到来を告げる。 これらの観察結果は次のことを提供します これらに比べて信号対雑音比が高く、定位感が改善されています。 シングルバンド GW 検出によって達成されます。 これは宇宙論的に重要です。 ダークサイレンの応用。 この研究では、マルチバンド GW の役割を探ります。 相乗的な観測は宇宙論的パラメーターの測定に役立ちます。 特に単一のGW天文台のデータと比較した場合。 モックを使用しました 第 3 世代 GW 検出器とベースラインからのマルチバンド ダーク サイレン データ 宇宙論を推測するためのデシヘルツ干渉計重力波天文台 パラメータ。 私たちの分析は、マルチバンド GW 観測が顕著であることを示しています。 空の位置特定の精度が 2 ～ 3 桁向上します。 シングルバンド観測、ただし光度距離誤差に影響 限られたままです。 これにより、制約が大幅に改善されます。 物質密度とハッブル定数に基づいて、それらの制約精度を向上させます それぞれ $60\%$-$90\%$ と $52\%$-$85\%$ ずつです。 結論としては、 検出のためのマルチバンド GW 相乗観測の大きな可能性 GWの信号とハッブル緊張の解決は非常に有望であり、それが保証される 期待。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The classical world structures borne by spacetimes endowed with torsionful affinities are reviewed. Subsequently, the definition and symmetry properties of a typical pair of Witten curvature spinors for such spacetimes are exhibited along with a comprehensive two-component spinor transcription of Einstein-Cartan's theory. A full description of the correspondence principle that interrelates Einstein-Cartan's theory and general relativity is likewise presented. | ねじれを備えた時空が支える古典的な世界構造 アフィニティが見直されます。 続いて、定義と対称性のプロパティ このような時空の典型的な一対のウィッテン曲率スピノルが展示されています。 の包括的な 2 コンポーネントのスピノル転写とともに アインシュタイン＝カルタンの理論。 対応原則の完全な説明 アインシュタイン・カルタン理論と一般相対性理論の相互関係も同様です。 提示されました。 |
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| In recent years, the long-term effects of non-linear perturbations were found to be important for the evolution of the hierarchical triple system, which, for the central third body of a larger mass, can significantly suppress the occurrences of orbital flip that changes the sign of angular momentum of the inner binary. However, as the third-body mass increases significantly, the ambient dark matter spike becomes much denser, rendering the effect of dynamical friction non-negligible. In this work, we take the dynamical friction into account for the first time in the hierarchical triple system up to the octupole order and find that the suppressed occurrences of orbital flip could be recovered, and as the spike index increases, the number of flips could increase over a period of time; meanwhile, as both the inner and outer semi-major axes increase while keeping their ratio fixed, the number of flips could also increase over the same number of outer orbital periods, making the detection of orbital flip a potential probe of the dark matter via observations of either electromagnetic waves or gravitational waves. | 近年、非線形摂動の長期的な影響が発見されました。 階層的トリプル システムの進化にとって重要であると考えられます。 より大きな質量の中央の 3 番目の本体は、 の角運動量の符号を変える軌道反転の発生。 内部バイナリ。 しかし、第三の体重が大幅に増加すると、 周囲の暗黒物質のスパイクがより高密度になり、 動摩擦は無視できません。 この研究では、動摩擦を取り上げます。 までの階層トリプルシステムで初めて考慮されます。 八重極次数を調べ、軌道反転の発生が抑制されている可能性があることを発見しました。 スパイクインデックスが増加すると、フリップの数が増加する可能性があります。 一定期間にわたって増加する。 一方、内側と外側の両方として 比率を固定したまま長半径が増加し、反転の数が増加します。 同じ数の外側軌道周期にわたって増加する可能性もあり、 軌道反転の検出、観測による暗黒物質探査の可能性 電磁波か重力波のどちらかです。 |
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| As an alternative to the "no hair conjecture," the "no short hair conjecture" for hairy black holes was established earlier. This theorem stipulates that hair must be present above 3/2 of the event horizon radius for a hairy black hole. It is assumed that the nonlinear behavior of the matter field plays a key role in the presence of such hair. Subsequently, it was established that the hair must extend beyond the photon sphere of the corresponding black hole. We have investigated the validity of the "no short hair conjecture" in pure Lovelock gravity. Our analysis has shown that irrespective of dimensionality and Lovelock order, the hair of a static, spherically symmetric black hole extends at least up to the photon sphere. | 「毛髪なし予想」に代わる「短髪なし予想」 毛深いブラックホールについては以前に確立されました。 この定理は次のように規定しています ヘアリーブラックの場合、髪は事象の地平線半径の 3/2 より上に存在する必要があります 穴。 物質場の非線形挙動が鍵となると想定される そのような髪の存在下での役割。 その後、次のことが判明した。 髪の毛は、対応するブラック ホールの光子球を超えて伸びていなければなりません。 私たちは 純粋に「短髪ではない仮説」の妥当性を調査しました。 ラブロックの重力。 私たちの分析では、次元に関係なく、 ラブロック次数、静的で球対称のブラック ホールの毛 少なくとも光子球までは広がります。 |
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| We present a systematic method for analytically computing time-dependent observables for a relativistic probe particle in Coulomb and Schwarzschild backgrounds. The method generates expressions valid both in the bound and unbound regimes, namely bound-unbound universal expressions. To demonstrate our method we compute the time-dependent radius and azimuthal angle for relativistic motion in a Coulomb background (relativistic Keplerian motion), as well as the electromagnetic field radiated by a relativistic Keplerian source. All of our calculations exhibit bound-unbound universality. Finally, we present an exact expression for the semi-classical wave function in Schwarzschild. The latter is crucial in applying our method to any time-dependent observable for probe-limit motion in Schwarzschild, to any desired order in velocity and the gravitational constant $G$. | 時間依存性を分析的に計算する体系的な方法を紹介します。 クーロンとシュワルツシルトにおける相対論的プローブ粒子の観測量 背景。 このメソッドは、境界と境界の両方で有効な式を生成します。 非束縛体制、つまり束縛と束縛のない普遍的な表現。 私たちのことを実証するために 時間依存の半径と方位角を計算する方法 クーロン背景での相対論的運動 (相対論的ケプラー運動)、 相対論的ケプラー源によって放射される電磁場も同様です。 私たちの計算はすべて、境界と境界のない普遍性を示します。 最後に紹介するのは、 シュヴァルツシルトの半古典的な波動関数の正確な式。 の 後者は、私たちの方法を時間依存の観測値に適用する際に重要です。 シュヴァルツシルトのプローブ制限運動を、速度と 重力定数$G$。 |
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| The coalescence of binary black holes (BBHs) provides a unique arena to test general relativity (GR) in the dynamical, strong-field regime. To this end, we present pSEOBNRv5PHM, a parametrized, multipolar, spin-precessing waveform model for BBHs in quasicircular orbits, built within the effective-one-body formalism. Compared to its predecessor, pSEOBNRv4HM, our model introduces parametrized deviations from GR not only in the plunge-merger-ringdown stages, but also in the inspiral phase through modifications to the conservative dynamics. Additionally, it incorporates, for the first time, spin-precession effects. The free deviation parameters can be used to perform null tests of GR using current and future gravitational-wave observations. We validate pSEOBNRv5PHM through Bayesian parameter estimation, focusing on the quasinormal-mode frequency and damping time of the $(\ell,m,n) = (2,2,0)$ mode. Our analysis of synthetic signals from numerical-relativity (NR) simulations of highly precessing BH mergers shows that, while pSEOBNRv5PHM correctly recovers consistency with GR, neglecting spin precession can lead to false detections of deviations from GR even at current detector sensitivity. Conversely, when analyzing a synthetic signal from a NR simulation of a binary boson-star merger, the model successfully identifies a deviation from a GR BBH signal. Finally, we reanalyze 12 events from the third Gravitational-Wave Transient Catalog. Using a hierarchical combination of these events, we constrain fractional deviations in the frequency and damping time of the $(2,2,0)$ quasinormal-mode to $\delta f_{220}=0.00_{-0.06}^{+0.06}$ and $\delta \tau_{220}=0.15_{-0.24}^{+0.26}$ at 90% credibility. These results are consistent with those from the LIGO-Virgo-KAGRA Collaboration, which did not account for spin-precession effects. | バイナリ ブラック ホール (BBH) の合体は、テストのためのユニークな場を提供します 動的強磁場領域における一般相対性理論 (GR)。 この目的のために、私たちは 現在の pSEOBNRv5PHM、パラメータ化された多極スピン歳差波形 実効一体体内に構築された、準円軌道上の BBH のモデル 形式主義。 前任者の pSEOBNRv4HM と比較して、私たちのモデルには次のような特徴があります。 GR からのパラメータ化された偏差は、プランジ、マージャー、リングダウンの段階だけでなく、 だけでなく、保守的なものへの修正を通じてインスピレーションの段階にもあります ダイナミクス。 さらに、初めてスピン歳差運動も組み込まれています。 効果。 自由偏差パラメータを使用して、GR のヌル テストを実行できます。 現在および将来の重力波観測を使用します。 検証します pSEOBNRv5PHM によるベイジアン パラメーター推定による、 $(\ell,m,n) = (2,2,0)$ モードの準正規モード周波数と減衰時間。 数値相対性理論 (NR) シミュレーションからの合成信号の分析 高度に歳差運動している BH マージは、pSEOBNRv5PHM が正しく回復していることを示しています。 GR との一貫性を保つために、スピン歳差運動を無視すると、 現在の検出器感度でも GR からの偏差。 逆に言うと、 連星ボソン星のNRシミュレーションからの合成信号を分析する マージすると、モデルは GR BBH 信号からの逸脱を首尾よく識別します。 最後に、3 回目の重力波過渡現象からの 12 のイベントを再分析します。 カタログ。 これらのイベントの階層的な組み合わせを使用して、制約します。 $(2,2,0)$ の周波数と減衰時間の分数偏差 準正規モードから $\delta f_{220}=0.00_{-0.06}^{+0.06}$ および $\delta \tau_{220}=0.15_{-0.24}^{+0.26}$ の信頼性は 90% です。 これらの結果は、 LIGO-Virgo-KAGRA コラボレーションによるものと一致していますが、 スピン歳差運動効果を考慮します。 |
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| We present a new framework for modeling gravitational wave diffraction near fold caustics using the Uniform Approximation (UA), focusing on binary mass lenses-axially asymmetric systems with complex caustic structures. Full-wave methods based on the Kirchhoff integral become impractical in this regime due to highly oscillatory integrands. The UA provides a robust and accurate description of the wave field near folds, resolving the breakdown of Geometrical Optics at caustics and improving upon Transitional Asymptotics-based on Airy function approximations-which lack global validity. Central to our approach is the concept of the caustic width, $d_c$, a characteristic length scale defining the region where diffraction significantly alters wave propagation. We find that $d_c$ scales universally with the gravitational wavelength as ~ $ \lambda^{2/3}$ and inversely with the redshifted lens mass as ~ $ M_{Lz}^{-2/3}$. The wave amplification near the fold grows as ~ $ d_c^{-1/4}$, substantially enhancing the signal and potentially playing a key role in the detection of gravitational waves lensed near caustics. Notably, for lens masses below the galactic scale, the caustic width for gravitational waves is not negligible compared to the Einstein radius-as it is in electromagnetic lensing-making the UA essential for accurately capturing wave effects. | 我々は、近傍での重力波回折をモデル化するための新しい枠組みを提示します。 一様近似 (UA) を使用した、バイナリ質量に焦点を当てたフォールドコースティクス レンズ - 複雑なコースティック構造を持つ軸非対称システム。 全波 キルヒホッフ積分に基づく手法は、次の理由によりこの領域では非実用的になります。 振動性の高い被積分関数まで。 UA は堅牢で正確な 襞付近の波動場の説明、内訳を解決 コースティクスでの幾何光学とトランジショナルの改良 エアリー関数近似に基づく漸近法には、全体的な妥当性が欠けています。 私たちのアプローチの中心となるのは、コースティック幅 $d_c$ の概念です。 回折が顕著な領域を定義する特徴的な長さのスケール 波の伝播を変化させます。 $d_c$ は普遍的にスケールすることがわかります。 重力波長は ~ $ \lambda^{2/3}$ と逆になります。 赤方偏移したレンズの質量は ~ $ M_{Lz}^{-2/3}$ となります。 付近の電波増幅 倍数は ~ $ d_c^{-1/4}$ として成長し、信号を大幅に強化し、 レンズ化された重力波の検出において重要な役割を果たす可能性がある コースティクスに近い。 特に、銀河スケール以下のレンズ質量の場合、コースティック 重力波の幅はアインシュタインと比較して無視できない 半径 - 電磁レンズの場合と同様 - UA は、 波の影響を正確に捉えます。 |
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| In this paper, we extend the heat kernel methods to the first-order formalism of gravity, specifically, in the language of differential forms. This allows us to compute the effective dynamics of 4D gravity when the tetrad degrees of freedom are integrated out. We show that the resulting effective field theory is the Lorentz gauge theory. | この論文では、ヒート カーネル法を一次形式主義に拡張します。 特に微分形式の言語における重力について。 これにより、 の四次次数の場合の 4D 重力の効果的なダイナミクスを計算します。 自由が統合されます。 結果として得られる有効場の理論が ローレンツゲージ理論です。 |
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| We propose a novel modification to the optical benches of space-based gravitational wave detectors (SGWDs) to enable the detection of axion-like dark matter (ALDM)-induced birefringence without altering the polarization of inter-spacecraft laser links. Our design introduces an auxiliary interferometer to convert polarization modulation into measurable phase shifts. Analytical expressions for sensitivity to the ALDM-photon coupling are derived for various time-delay interferometry (TDI) combinations. Projected sensitivity curves demonstrate complementary coverage across the ALDM mass range $10^{-19}\sim10^{-14}\mathrm{eV}$. This approach preserves the original interferometric stability while enabling new physics capabilities for SGWDs. | 私たちは、宇宙ベースの光学ベンチへの新しい修正を提案します。 アクシオンのような暗黒物質の検出を可能にする重力波検出器 (SGWD) 偏光を変えることなく物質（ALDM）によって引き起こされる複屈折 宇宙船間のレーザーリンク。 私たちの設計では補助干渉計を導入しています 偏光変調を測定可能な位相シフトに変換します。 分析的 ALDM と光子結合に対する感度の式は、さまざまな条件に対して導出されます。 時間遅延干渉法 (TDI) の組み合わせ。 投影された感度曲線 ALDM 質量範囲全体にわたる補完的なカバレッジを実証 $10^{-19}\sim10^{-14}\mathrm{eV}$。 このアプローチでは、オリジナルが保存されます SGWD の新しい物理機能を有効にしながら、干渉計の安定性を実現します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the revised Deser-Woodard model of nonlocal gravity involving four auxiliary scalar fields, introduced to explain the standard cosmological background expansion history without fine-tuning issues. In particular, we simplify the complex field equations within a proper tetrad frame, thereby recasting the original system into a more tractable equivalent differential problem. We show that, by initially postulating the form of the $g_{tt}$ metric component, it is possible to reconstruct the distortion function of the gravitational model. We then describe a step-by-step procedure for solving the vacuum field equations in the case of a static and spherically symmetric spacetime. We apply our technique to find new traversable wormholes supported purely by gravity by employing either analytical, perturbative, or numerical methods. Furthermore, we demonstrate that the role of the nonlocal effects is analogous to that of exotic matter in general relativity, owing to their quantum nature. Finally, we discuss the main geometric properties of the obtained solutions. Our results present a feasible avenue for identifying novel compact objects while enhancing the comprehension of nonlocal gravitational theories. | 我々は、以下を含む非局所重力の改訂された Deser-Woodard モデルを調査します。 標準的な宇宙論を説明するために導入された 4 つの補助スカラー場 バックグラウンドの展開履歴を微調整の問題なしで確認できます。 特に私たちは、 適切な四分子系内の複素場方程式を単純化することで、 元のシステムをより扱いやすい同等のディファレンシャルに再キャストする 問題。 最初に $g_{tt}$ メトリクスの形式を仮定することで、それを示します。 コンポーネントの歪み関数を再構築することが可能です。 重力モデル。 次に、問題を解決するための段階的な手順を説明します。 静的かつ球対称の場合の真空場方程式 時空。 私たちの技術を適用して、サポートされている新しい通過可能なワームホールを見つけます 分析的、摂動的、または数値的手法を使用して、純粋に重力によって 方法。 さらに、非局所効果の役割は次のとおりであることを示します。 一般相対性理論におけるエキゾチック物質のそれに似ています。 量子の性質。 最後に、主な幾何学的特性について説明します。 得られた解決策。 私たちの結果は、新規物質を特定するための実行可能な手段を示しています。 非局所重力の理解を深めながら物体をコンパクトにする 理論。 |
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| Isolated wide binary stars provide natural laboratories to directly probe gravity for Newtonian acceleration $g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-9}$ m s$^{-2}$. Recent statistical analyses of wide binaries have been performed only with sky-projected relative velocities $v_p$ in the pairs. A new method of Bayesian orbit modeling exploiting three relative velocity components including the radial (line-of-sight) component $v_r$ is developed to measure a gravitational anomaly parameter $\Gamma\equiv\log_{10}\sqrt{\gamma_g}\equiv\log_{10}\sqrt{G_{\rm{eff}}/G_{\rm{N}}}$ where $G_{\rm{eff}}$ is the effective gravitational constant for pseudo-Newtonian elliptical orbits, while $G_{\rm{N}}$ is Newton's constant. The method infers individual probability distributions of $\Gamma$ and then combines the independent distributions to obtain a consolidated distribution in a specific range of $g_{\rm{N}}$. Here the method is described and applied to a sample of 312 wide binaries in a broad dynamic range $10^{-11.0}\lesssim g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-6.7}$ m s$^{-2}$ with $v_r$ uncertainties in the range $168<\sigma_{v_r}<380$ m s$^{-1}$ selected from the Gaia DR3 database. The following results are obtained: $\Gamma = 0.000\pm 0.011$ ($N_{\rm{binary}}=125$) for a high acceleration regime ($10^{-7.9} \lesssim g_{\rm{N}} \lesssim 10^{-6.7}$ m s$^{-2}$) agreeing well with Newton, but $\Gamma = 0.085\pm 0.040$ or $\gamma_g=1.48_{-0.23}^{+0.33}$ (35) for a MOND regime ($10^{-11.0}\lesssim g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-9.5}$ m s$^{-2}$) and $\Gamma = 0.063\pm 0.015$ or $\gamma_g=1.34_{-0.08}^{+0.10}$ (111) for a MOND+transition regime ($10^{-11.0}\lesssim g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-8.5}$ m s$^{-2}$). These results show that gravitational anomaly is evident for $g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-9}$ m s$^{-2}$ and $\Gamma$ in the MOND regime ($\lesssim 10^{-9.5}$ m s$^{-2}$) agrees with the first-tier prediction of MOND gravity theories. | 孤立した幅の広い連星は、直接探査するための自然の実験室を提供します ニュートン加速度 $g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-9}$ m s$^{-2}$ の重力。 ワイド バイナリの最近の統計分析は、 ペアの空に投影された相対速度 $v_p$。 ベイジアンの新しい手法 を含む 3 つの相対速度成分を利用した軌道モデリング 半径方向 (見通し線) コンポーネント $v_r$ は、重力を測定するために開発されました。 異常パラメータ $\Gamma\equiv\log_{10}\sqrt{\gamma_g}\equiv\log_{10}\sqrt{G_{\rm{eff}}/G_{\rm{N}}}$ ここで、$G_{\rm{eff}}$ は実効重力定数です。 擬似ニュートン楕円軌道、$G_{\rm{N}}$ はニュートン定数です。 このメソッドは $\Gamma$ の個々の確率分布を推測し、 独立した分布を結合して、統合された分布を取得します。 $g_{\rm{N}}$ の特定の範囲。 ここではその方法を説明し、適用します。 広いダイナミック レンジの 312 個のワイド バイナリのサンプル $10^{-11.0}\lesssim g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-6.7}$ m s$^{-2}$ ($v_r$ の不確実性は範囲内) $168<\sigma_{v_r}<380$ m s$^{-1}$ は Gaia DR3 データベースから選択されました。 の 次の結果が得られます: $\Gamma = 0.000\pm 0.011$ ($N_{\rm{binary}}=125$) 高加速領域 ($10^{-7.9} \lesssim) g_{\rm{N}} \lesssim 10^{-6.7}$ m s$^{-2}$) はニュートンとよく一致しますが、 $\Gamma = 0.085\pm 0.040$ または MOND の場合 $\gamma_g=1.48_{-0.23}^{+0.33}$ (35) レジーム ($10^{-11.0}\lesssim g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-9.5}$ m s$^{-2}$) および $\Gamma = 0.063\pm 0.015$ または $\gamma_g=1.34_{-0.08}^{+0.10}$ (111) MOND+移行体制 ($10^{-11.0}\lesssim g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-8.5}$ m s$^{-2}$)。 これらの結果は、重力異常が明らかであることを示しています。 MOND 体制の $g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-9}$ m s$^{-2}$ と $\Gamma$ ($\lesssim 10^{-9.5}$ m s$^{-2}$) は MOND の第一層予測と一致します 重力理論。 |
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| Inertia of a particle is due to its mass as well as intrinsic spin. The latter is revealed via the coupling of intrinsic spin with rotation. The spin-rotation coupling and the concomitant spin-gravity coupling are discussed in connection with the nature of inertia. The spin-rotation-gravity coupling leads to a gravitomagnetic Stern-Gerlach type of force on the particle that is independent of the particle's mass and thus violates the universality of free fall. This effect is extremely small and its measurement is beyond present capabilities. | 粒子の慣性は、その質量と固有のスピンによるものです。 の 後者は、固有スピンと回転の結合によって明らかになります。 の スピンと回転の結合および付随するスピンと重力の結合について説明します 慣性の性質に関連して。 スピン、回転、重力の結合 粒子には重力磁性のシュテルン・ガーラッハ型の力が生じます。 粒子の質量とは独立しているため、自由の普遍性に違反します。 秋。 この影響は極めて小さく、その測定は現在では不可能です。 能力。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a novel mechanism to generate primordial magnetic fields (PMFs) strong enough to explain the observed cosmic magnetic fields. We employ a scalar field charged under U(1) gauge symmetry with a non-trivial VEV to provide an effective mass term to the EM field and thus break its conformal invariance. The primordial magneto-genesis takes place in the radiation dominated (RD) epoch, after the electroweak symmetry breaking (EWSB) phase. As a result, our mechanism is naturally free from the over-production of electric fields due to high conductivity in the RD epoch, and the baryon isocurvature problem which takes place only if magneto-genesis happens before the ESWB phase. In addition, we find that a significant amount of PMFs can be generated when the scalar field experiences a tachyonic phase. In this case, the scalar field is light and weakly coupled and has negligible energy density compared to the cold dark matter, hence the strong coupling problem and the back-reaction problem are also absent. Therefore, our model is free from the above-mentioned problems that frequently appear in other primordial magneto-genesis scenarios. | 原始磁場 (PMF) を生成する新しいメカニズムを提案します。 観測された宇宙磁場を説明できるほど強力です。 私たちは、 非自明な VEV による U(1) ゲージ対称の下で荷電されたスカラー場 EM 場に有効な質量項を提供し、その等角性を破壊します。 不変性。 原初の磁気発生は放射線の中で起こる 電弱対称性の破れ (EWSB) フェーズ後の支配的 (RD) エポック。 として その結果、私たちのメカニズムは自然に電気の過剰生成から解放されます。 RD 時代の高い導電率とバリオン等曲率による磁場 ESWB の前に磁気発生が発生した場合にのみ発生する問題 段階。 さらに、大量の PMF が生成される可能性があることがわかりました。 スカラー場がタキオニック相を経験するとき。 この場合、スカラー 場は軽くて弱く結合しており、エネルギー密度は、 冷たい暗黒物質、したがって強い結合の問題と逆反応 問題もありません。 したがって、私たちのモデルは上記の影響を受けません。 他の原始磁気発生シナリオでも頻繁に現れる問題。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the Stueckelberg field in de Sitter space, which is a massive vector field with the gauge fixing (GF) term $\frac{1}{2\zeta} (A^\mu\,_{;\, \mu})^2$. We obtain the vacuum stress tensor, which consists of the transverse, longitudinal, temporal, and GF parts, and each contains various UV divergences. By the minimal subtraction rule, we regularize each part of the stress tensor to its pertinent adiabatic order. The transverse stress tensor is regularized to the 0th adiabatic order, the longitudinal, temporal, and GF stress tensors are regularized to the 2nd adiabatic order. The resulting total regularized vacuum stress tensor is convergent and maximally-symmetric, has a positive energy density, and respects the covariant conservation, and thus can be identified as the cosmological constant that drives the de Sitter inflation. Under the Lorenz condition $A^\mu\,_{;\, \mu}=0$, the regularized Stueckelberg stress tensor reduces to the regularized Proca stress tensor that contains only the transverse and longitudinal modes. In the massless limit, the regularized Stueckelberg stress tensor becomes zero, and is the same as that of the Maxwell field with the GF term, and no trace anomaly exists. If the order of adiabatic regularization were lower than our prescription, some divergences would remain. If the order were higher, say, under the conventional 4th-order regularization, more terms than necessary would be subtracted off, leading to an unphysical negative energy density and the trace anomaly simultaneously. | 私たちは、巨大なベクトルであるデ・ジッター空間のシュテュッケルベルク場を研究します。 ゲージ固定 (GF) 項 $\frac{1}{2\zeta} (A^\mu\,_{;\, \mu})^2$ を持つフィールド。 真空応力テンソルを取得します。 これは横方向、 縦方向、時間方向、GF の各部分にさまざまな UV 発散が含まれています。 最小減算ルールにより、応力テンソルの各部分を正規化します。 関連する断熱秩序に合わせて。 横応力テンソルは正規化されています 0 次断熱次数、縦方向、時間方向、および GF 応力テンソル は 2 次断熱次数に正規化されます。 結果として得られる正則化された合計 真空応力テンソルは収束し、最大対称であり、正の値を持ちます。 エネルギー密度、共変保存を尊重するため、次のようにすることができます。 ド・シッター・インフレーションを引き起こす宇宙定数として特定されています。 ローレンツ条件 $A^\mu\,_{;\, \mu}=0$ の下では、正則化されたシュテュッケルベルク 応力テンソルは、 横モードと縦モード。 質量のない極限では、正則化された シュテュッケルベルグ応力テンソルはゼロになり、マクスウェルの応力テンソルと同じになります。 フィールドに GF 項が含まれており、痕跡異常は存在しません。 断熱次数の場合 正則化が処方よりも低かった場合、いくつかの乖離が残ることになります。 たとえば、従来の 4 次の正則化の下で次数が高かった場合、 必要以上に多くの項が差し引かれ、非物理的な結果が生じる可能性があります。 負のエネルギー密度と痕跡異常が同時に発生します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational optical properties are here investigated under the hypothesis of spherically-symmetric spacetimes behaving as media. To do so, we first consider two different definitions of the refractive index, $n_O$, of a spacetime medium and show how to pass from one definition to another by means of a coordinate transformation. Accordingly, the corresponding physical role of $n_O$ is discussed by virtue of the Misner-Sharp mass and the redshift definition. Afterwards, we discuss the inclusion of the electromagnetic fields and the equivalence with nonlinear effects induced by geometry. Accordingly, the infrared and ultraviolet gravity regimes are thus discussed, obtaining bounds from the Solar System, neutron stars and white dwarfs, respectively. To do so, we also investigate the Snell's law and propose how to possibly distinguish regular solutions from black holes. As a consequence of our recipe, we speculate on the existence of \emph{gravitational metamaterials}, whose refractive index may be negative and explore the corresponding physical implications, remarking that $n_O<0$ may lead to invisible optical properties, as light is bent in the opposite direction compared to what occurs in ordinary cases. Further, we conjecture that gravitational metamaterials exhibit a particle-like behavior, contributing to dark matter and propose three toy models, highlighting possible advantages and limitations of their use. Finally, we suggest that such particle-like configurations can be ``dressed" by interaction, giving rise to \emph{geometric quasiparticles}. We thus construct modifications of the quantum propagator as due to nonminimal couplings between curvature and external matter-like fields, finding the corresponding effective mass through a boson mixing mechanism. | ここでは、重力光学特性が次の仮説に基づいて研究されています。 メディアとして動作する球対称時空。 そのために、私たちはまず、 屈折率 $n_O$ の 2 つの異なる定義を考えてみましょう。 時空媒体を使用して、ある定義から別の定義に渡す方法を示します。 座標変換のこと。 したがって、対応する物理的な役割は、 $n_O$ はマイズナー・シャープ質量と赤方偏移によって議論されます 意味。 その後、電磁場の包含について説明します。 そして幾何学によって引き起こされる非線形効果との同等性。 それに応じて、 したがって、赤外線および紫外線の重力領域が議論され、次のことが得られます。 それぞれ太陽系、中性子星、白色矮星からの境界。 に そうすることで、スネルの法則も調査し、可能性のある方法を提案します。 通常の解とブラック ホールを区別します。 私たちのレシピの結果として、 私たちは \emph{重力メタマテリアル} の存在を推測します。 屈折率が負の場合もあり、対応する物理的性質を調べます。 $n_O<0$ が目に見えない光学特性につながる可能性があることを示唆しており、 光は通常とは逆の方向に曲がるので、 ケース。 さらに、重力メタマテリアルは次のような性質を示すと推測します。 粒子のような挙動、暗黒物質に貢献し、3 つのおもちゃを提案 モデルを使用して考えられる利点と制限を強調します。 ついに、 このような粒子状の構成は、次の方法で「ドレスアップ」できると考えられます。 相互作用により \emph{幾何学的準粒子} が生じます。 このようにして構築します 間の非最小結合による量子伝播体の変更 曲率と外部物質のようなフィールド、対応する有効なフィールドを見つける ボソン混合メカニズムによる質量。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Certain supersymmetric elementary string states with angular momentum can be viewed as small black rings in a five-dimensional string theory. These black rings have zero area event horizon. The 4D-5D connection relates these small rings to small black holes without angular momentum in one less dimension. Recent works have proposed saddle solutions that compute the supersymmetric index for small black holes using gravitational path integral. In this paper, we propose an analogous saddle solution for a five-dimensional small black ring. The dominant contribution comes from a black ring saddle that rotates in both independent planes in five dimensions and has a finite area event horizon. We also write the saddle solution as a three-center Bena-Warner solution. | 角運動量を伴う特定の超対称基本文字列状態は、 5次元のひも理論では小さな黒いリングとして見なされます。 これらの黒 リングにはゼロ面積の事象の地平線があります。 4D-5D 接続は、これらの小さな関係を結び付けます。 1 つ少ない次元での角運動量のないリングから小さなブラック ホールまで。 最近の研究では、超対称性を計算するサドル ソリューションが提案されています。 重力経路積分を使用した小さなブラックホールの指数。 この論文では、 私たちは、5 次元の小さな黒の同様のサドル ソリューションを提案します。 指輪。 主な貢献は、回転する黒いリングサドルによるものです。 両方とも 5 次元の独立した平面であり、有限領域の事象の地平線を持ちます。 また、サドル解を 3 中心 Bena-Warner 解として記述します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute the non-Gaussian corrections to the energy density and anisotropies of gravitational waves induced during the radiation era after an ultra-slow-roll phase of inflation by using a diagrammatic approach, and present the corresponding Feynman rules. Our two-loop calculation includes both the intrinsic non-Gaussianity of the inflaton perturbation $\delta\phi$ and the non-Gaussianity arising from the nonlinear relation between the latter and the curvature perturbation $\mathcal{R}$, which we find to be subdominant with respect to the former. We apply our formalism to an analytical model in which the ultra-slow-roll phase is followed by a constant-roll stage with a nonvanishing second slow-roll parameter $\eta$, and address the renormalization of the one-loop scalar power spectrum in this scenario. | エネルギー密度に対する非ガウス補正を計算し、 放射線の時代に引き起こされた重力波の異方性 図式的なアプローチを使用した超スローロール段階のインフレーション、および 対応するファインマン規則を提示します。 2 ループの計算には両方が含まれます インフレトン摂動 $\delta\phi$ の固有の非ガウス性と、 後者と後者の間の非線形関係から生じる非ガウス性 曲率摂動 $\mathcal{R}$、これは準支配的であることがわかります。 前者に敬意を表します。 私たちの形式主義を分析モデルに適用します。 超低速ロール段階の後には、 非消失の 2 番目のスローロール パラメーター $\eta$ を使用し、繰り込みに対処します このシナリオにおける 1 ループのスカラー パワー スペクトルの。 |
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| We compute tidal signatures in the gravitational waves (GWs) from neutron star binary inspirals in scalar-tensor gravity, where the dominant adiabatic even-parity tidal interactions involve three types of Love numbers that depend on the matter equation of state and parameters of the gravitational theory. We calculate the modes of the GW amplitudes and the phase evolution in the time and frequency domain, working up to first order in the post-Newtonian and small finite-size approximations. We also perform several case studies to quantify the dipolar and quadrupolar tidal effects and their parameter dependencies specialized to Gaussian couplings. We show that various tidal contributions enter with different signs and scalings with frequency, which generally leads to smaller net tidal GW imprints than for the same binary system in General Relativity. | 中性子からの重力波 (GW) の潮汐サインを計算します 恒星連星はスカラーテンソル重力に影響を与え、そこでは断熱が優勢である 偶数パリティ潮汐相互作用には、依存する 3 種類の愛数が含まれます。 物質の状態方程式と重力理論のパラメーターについて。 私たちは GW 振幅のモードと時間内での位相の展開を計算します。 および周波数領域、ポストニュートンおよび小さい一次まで動作 有限サイズの近似。 また、定量化するためにいくつかのケーススタディを実行します。 双極子および四極子の潮汐効果とそのパラメータ依存性 ガウス結合に特化しています。 さまざまな潮汐の寄与が示される 周波数に応じて異なる符号とスケーリングで入力され、一般的には次のようになります。 一般に、同じ連星系よりも正味潮汐GWインプリントが小さい 相対性。 |
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| The chiral scalar-tensor theory is an extension of the Chern-Simons modified gravity by introducing couplings between the first and second derivatives of the scalar field and parity-violating spacetime curvatures. A key feature of this theory is its explicit breaking of parity symmetry in the gravitational sector, which is expected to affect the spatial-time component of axisymmetric spacetime. In this paper, we investigate the effects of the chiral scalar-tensor theory on slowly rotating black holes by building on known solutions in the dynamical Chern-Simons modified gravity. Using perturbative methods with small coupling and slow rotation approximations, we find that the contributions of the chiral scalar-tensor theory appear at quadratic order in the spin and cubic order in the coupling constants. Furthermore, we explore the properties of this solution in the weak field and check its ergosphere and horizon. In the weak limit, we find that the effects of parity violation are suppressed in the weak field but could become significant in the strong field regime. These results provide insights into the behavior of parity-violating gravity in the presence of rotation and may be used for further investigations into its observational signatures. | キラル スカラー テンソル理論は、チャーン シモンズ修正理論の拡張です。 の 1 次導関数と 2 次導関数の間に結合を導入することで重力を計算します。 スカラー場とパリティ違反の時空曲率。 の主な特徴 この理論は、重力空間におけるパリティ対称性の明示的な破れです。 軸対称の時空間成分に影響を与えると予想されるセクター 時空。 この論文では、キラルの効果を調査します。 既知の情報に基づいてゆっくりと回転するブラック ホールに関するスカラー テンソル理論 動的チャーン・シモンズ修正重力における解。 摂動論の使用 カップリングが小さく、回転近似が遅い方法を使用すると、次のことがわかります。 カイラル スカラー テンソル理論の寄与は、次の二次オーダーで現れます。 結合定数におけるスピンと三次次数。 さらに、 弱い磁場におけるこのソリューションの特性を調べ、そのエルゴスフィアを確認し、 地平線。 弱い極限では、パリティ違反の影響は次のとおりであることがわかります。 弱い分野では抑制されるが、強い分野では顕著になる可能性がある 政権。 これらの結果は、パリティ違反の動作に関する洞察を提供します。 回転が存在する場合の重力を測定し、さらなる調査に使用できる可能性があります 観察されたサインに反映されます。 |
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| The quartic-divergent vacuum energy poses an ultraviolet (UV) challenge (the cosmological constant problem) in probing the nature of dark energy. Here we try to evaluate the contribution of the vacuum energy to dark energy with a method of the UV-free scheme. The result indicates that it is not a problem in the UV region but a question of the contributions of heavy fields being suppressed. Then, we propose an effective description via scale decoupling. The parameter spaces suggest that the active vacuum energy of neutrino fields can naturally meet the observation of dark energy density, and a neutrino with a typical mass $\sim$ 10 meV is expected. The normal ordering neutrinos are preferred by naturalness, and the neutrino mass window set by dark energy is 6.3 meV $\lesssim m_1 \lesssim$ 16.3 meV, 10.7 meV $\lesssim m_2 \lesssim$ 18.4 meV, 50.5 meV $\lesssim m_3 \lesssim$ 52.7 meV. | 四次発散真空エネルギーは、紫外線 (UV) の課題を引き起こします ( 宇宙定数の問題）をダークエネルギーの性質を探る際に使用します。 ここで私たちは 暗黒エネルギーに対する真空エネルギーの寄与を評価してみてください。 UVフリー方式の方式です。 結果としては問題ないことが分かりました UV 領域だが、重磁場の寄与が問題となる。 抑制された。 次に、スケールデカップリングによる効果的な記述を提案します。 の パラメータ空間は、ニュートリノ場の活性真空エネルギーが、 当然のことながら、暗黒エネルギー密度の観測と、 典型的な質量 $\sim$ 10 meV が予想されます。 正規秩序ニュートリノは次のとおりです。 自然さが優先され、ダークエネルギーによって設定されるニュートリノ質量ウィンドウは次のようになります。 6.3meV $\lesssim m_1 \lesssim$ 16.3meV、10.7meV $\lesssim m_2 \lesssim$ 18.4 meV、50.5 meV $\lesssim m_3 \lesssim$ 52.7 meV。 |
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| This paper discusses how particle production from the vacuum can be explained by local analysis when the field theory is defined by differential geometry on curved manifolds. We have performed the local analysis in a mathematically rigorous way, respecting the Markov property. The exact WKB is used as a tool for extracting non-perturbative effect from the local system. After a serious application of the differential geometry and the exact WKB to particle production, we show that entanglement does not appear in the Unruh effect as far as the standard formulation by the differential geometry is valid. This result should not be attributed to a consistency problem between the ``entanglement state'' and the ``standard field theory by differential geometry'', but to the fact that the conventional calculation of the Unruh effect is done by extrapolation which is not consistent with the differential geometry. The situation is similar to that of the Dirac monopole, but topology is not relevant and the basis for building field theories in differential geometry is strongly involved. | この論文では、真空からの粒子生成をどのように説明できるかについて説明します。 場の理論が微分幾何学によって定義される場合の局所解析による 湾曲したマニホールド。 数学的に局所解析を実行しました。 マルコフ特性を尊重した厳密な方法。 正確な WKB がツールとして使用されます ローカルシステムから非摂動効果を抽出します。 深刻な問題の後 微分幾何学と正確な WKB の粒子への適用 本番では、ウンルー効果にエンタングルメントが現れないことを示します。 微分幾何学による標準定式化が有効である限り。 これ 結果は、 「もつれ状態」と「微分による標準場理論」 幾何学」ですが、ウンルーの従来の計算は 効果は外挿によって行われますが、差分と一致しません。 幾何学。 状況はディラックモノポールの状況と似ていますが、トポロジーは 関連性はなく、微分における場の理論を構築するための基礎となります。 幾何学が大きく関係しています。 |
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| There is a candidate electromagnetic counterpart to the binary black hole merger GW190521, identified as ZTF19abanrhr within AGN J124942.3 + 344929. Additionally, GW190514 is proposed as a plausible precursor merger to GW190521 within a hierarchical merger scenario. In this study, we investigate the potential association between GW190514 and GW190521 as a hierarchical triple merger associated with ZTF19abanrhr, taking into account of sky position, distance, and mass of the sources using a Bayesian criterion. Our analysis reveals that the association is favored over a random coincidence, with a log Bayes factor of 16.8, corresponding to an odds ratio of $\sim$$199:1$, assuming an astrophysical prior odds of $10^{-5}$. Notably, when accounting for the primary masses of the two gravitational wave events as potential products of mergers in the AGN formation channel, the Bayes factor increases significantly, further enhancing the preference for this association by a factor of $\sim$$10^2$, corresponding to a log Bayes factor of 21.5 and an odds ratio of $\sim$$2\times10^4:1$. Our results suggest strong evidence for the first hierarchical triple merger associated with an electromagnetic counterpart in the AGN formation channel. This work is crucial for understanding the formation mechanisms of massive black holes, the role of AGNs in hierarchical mergers, and the implications of multi-messenger astronomy. | 連星ブラックホールに相当する電磁気の候補が存在する 合併 GW190521、AGN J124942.3 + 344929 内で ZTF19abanrhr として識別されます。 さらに、GW190514 は GW190521 へのもっともらしい前兆合併として提案されています。 階層的な合併シナリオ内で。 この研究では、 階層トリプルとしての GW190514 と GW190521 間の潜在的な関連性 空の位置を考慮して、ZTF19abanrhr に関連する合併、 ベイズ基準を使用してソースの距離と質量を計算します。 私たちの分析 ログを使用すると、この関連性がランダムな偶然よりも優先されることが明らかになります。 ベイズ係数 16.8、オッズ比 $\sim$$199:1$ に相当すると仮定します。 天体物理学的事前オッズは $10^{-5}$ です。 特に、 の潜在的な積としての 2 つの重力波事象の一次質量 AGN 形成チャネルにおける合併により、ベイズ係数が大幅に増加します。 この関連付けに対する優先度はさらに倍増します。 $\sim$$10^2$、対数ベイズ係数 21.5 およびオッズ比 $\sim$$2\times10^4:1$。 私たちの結果は、最初のことについての強力な証拠を示唆しています 電磁的対応物と関連付けられた階層的トリプル合併 AGN形成チャネル。 この作業は形成を理解するために重要です 大質量ブラックホールのメカニズム、階層的合体における AGN の役割、 そしてマルチメッセンジャー天文学の意味。 |
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| Thermodynamic Riemannian geometry provides great insights into the microscopic structure of black holes (BHs). One such example is the Ruppeiner geometry which is the metric space comprising the second derivatives of entropy with respect to other extensive variables of the system. Reissner-Nordstr\"om black holes (RNBHs) are known to be endowed with a flat Ruppeiner geometry for all higher spacetime dimensions. However this holds true if one invokes classical gravity where the semi-classical Bekenstein-Hawking entropy best describes the thermodynamics of the system. If the much deeper quantum gravity and string theories entail modifications to BH entropy, this prompts the question whether the Ruppeiner flatness associated with higher dimensional RNBHs still persists. We investigate this problem by considering non-perturbative (exponential) and perturbative (logarithmic) modifications to BH entropy of a 5D RNBH. We find that while the case is so for larger (classical) geometries, the situation is radically altered for smaller (quantum) geometries. Namely, we show surprising emergence of multiple phase transitions that depend on the choice of extent of corrections to BH entropy and charge. Our consideration involves differentiated extremal and non-extremal geometric scales corresponding to the validity regime of corrections to entropy. More emphasis is laid on the exponential case as the contributions become highly non-trivial on small scales. An essential critical mass scale arises in this case that marks the onset of these phase transitions while the BH diminishes in size via Hawking evaporation. We contend that this critical value of mass perhaps best translates as the epoch of a classical to quantum BH phase transition. | 熱力学リーマン幾何学は、 ブラックホール（BH）の微細構造。 その一例がルパイナーです。 エントロピーの二次導関数を構成する計量空間であるジオメトリ システムの他の広範な変数に関して。 ライスナー・ノルドシュトルム ブラック ホール (RNBH) は、平坦なルパイナー幾何学構造を備えていることが知られています。 すべてのより高い時空次元。 ただし、これは次の場合に当てはまります。 半古典的ベケンシュタイン・ホーキングエントロピーが最も優れている古典的重力 システムの熱力学を説明します。 もっと深い量子重力があれば そして弦理論は BH エントロピーの修正を必要とし、これが ルパイナーの平坦性が高次元と関連しているかどうかについての疑問 RNBH はまだ存続しています。 私たちは次のことを考慮してこの問題を調査します 非摂動的 (指数関数的) および摂動的 (対数的) 修正 5D RNBH の BH エントロピー。 より大きな場合にはそうなるが、 (古典的な) ジオメトリでは、より小型の場合は状況が根本的に変わります。 （量子）幾何学。 すなわち、驚くべき多相の出現を示す BH エントロピーの補正範囲の選択に依存する遷移 そして充電します。 私たちの検討には、極値と非極値の区別が含まれます。 補正の有効性領域に対応する幾何学的スケール エントロピ。 寄与が大きくなるにつれ、指数関数的なケースに重点が置かれます。 小規模では非常に自明ではありません。 必須の臨界質量スケールは、 このケースは、BH が進行している間にこれらの相転移の始まりを示しています。 ホーキング蒸発によりサイズが減少します。 私たちは、この重要な価値は次のとおりであると主張します。 質量のおそらく最も適切な解釈は、古典から量子 BH 相の時代です。 遷移。 |
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| New rotating dilaton black hole and black string solutions in three spacetime dimensions are obtained. The background spacetime interpolates between Anti-de Sitter and a (an asymptotically) flat spacetime. The new black strings are characterized by their masses, angular momenta and axion charges. The uncharged black string solutions have only a single horizon. They contain a curvature singularity enclosed inside their horizons. Thus, they are also black hole solutions of Einstein-scalar gravity. On the other hand, the charged black string solutions have two horizons. They may or may not contain a curvature singularity depending on the ratio of their inner and outer horizons radii. When they contain a singularity, the singularity is either at or enclosed inside their inner horizons. We also obtain, in addition to the uncharged black strings, other new black hole solutions of Einstein-scalar gravity by applying duality transformation on the new charged black strings. The new black holes are described by their masses and angular momenta. We show that their angular momenta do not depend on their horizons radii. We also find that the masses of a class of the black holes can be made negative by adjusting, using the gauge ambiguity, the asymptotic value of the (independent component of the) Kalb-Ramond field in the dual black strings. We also discuss black hole and black string solutions with a curvature singularity at or beyond their outer or event horizons. Black hole solutions with a ring curvature singularity in between their inner and outer horizons are also presented. | 3 つの時空における新しい回転ダイラトン ブラック ホールとブラック ストリング ソリューション 寸法が得られます。 背景の時空はアンチデの間を補間します シッターと（漸近的に）平坦な時空。 新しい黒い弦は、 質量、角運動量、アクシオン電荷によって特徴付けられます。 無課金の 黒い文字列ソリューションには水平線が 1 つしかありません。 曲率が含まれています 彼らの地平線の中に閉じ込められた特異点。 したがって、それらもブラックホールです アインシュタインのスカラー重力の解。 一方、帯電した黒は、 文字列ソリューションには 2 つの領域があります。 曲率が含まれていても含まれていない場合もあります 特異点は、内地平線と外地平線の半径の比率に依存します。 特異点が含まれる場合、特異点は にある、または囲まれています。 彼らの内なる地平線の内側で。 無課金のブラックに加えて、 文字列、その他のアインシュタイン スカラー重力の新しいブラック ホール ソリューションを適用することにより、 新しい帯電した黒い糸の二重性の変換。 新しいブラックホール は質量と角運動量によって記述されます。 それらの角度が 運動量は地平線の半径に依存しません。 また、大量の ブラックホールのクラスは、ゲージを使用して調整することで負にすることができます あいまいさ、(の独立成分) の漸近値 デュアルブラックストリングのカルブ・ラモンドフィールド。 ブラックホールについても議論します。 曲率特異点が外側または外側にある黒い弦解 イベントの地平線。 リング曲率特異点を伴うブラック ホールの解 内なる地平線と外的な地平線の間のことも示されています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate spontaneous vectorization in the Einstein-Born-Infeld-Vector (EBIV) model, where a massless vector field is nonminimally coupled to a nonlinear Born-Infeld (BI) electromagnetic field. This coupling results in an effective mass for the vector field in a Born-Infeld black hole (BIBH) background, triggering tachyonic instability. We numerically construct and analyze such vectorized Born-Infeld black holes (VBIBHs), focusing on their domain of existence, thermodynamic properties, and energy distributions in both Reissner-Nordstr\"om (RN)-like and Schwarzschild-like backgrounds. In RN-like BI backgrounds, vectorized solutions emerge from the perturbative instability threshold and persist down to extremality, exhibiting higher entropy and lower free energy compared to their unvectorized counterparts. Conversely, in Schwarzschild-like backgrounds, VBIBHs show bifurcation behavior with two coexisting solution branches, only one of which is thermodynamically favored. We reveal a contrasting energy redistribution pattern between the internal and external fields in the two regimes, governed by the competition between the vector field and the nonlinear BI field. Our findings highlight the rich structure of spontaneous vectorization in nonlinear electrodynamics and provide novel insights into black hole physics beyond linear Maxwell theory. | Einstein-Born-Infeld-Vector における自発的なベクトル化を調査します。 (EBIV) モデルでは、質量のないベクトル場が非最小的に結合されています。 非線形ボルンインフェルド (BI) 電磁場。 この結合により、 ボルンインフェルドブラックホール (BIBH) 内のベクトル場の有効質量 バックグラウンド、タキオン不安定性を引き起こします。 数値的に構築し、 このようなベクトル化されたボルンインフェルド ブラック ホール (VBIBH) を分析し、それらのブラック ホールに焦点を当てます。 存在領域、熱力学特性、および両方のエネルギー分布 Reissner-Nordstr\"om (RN) のような背景とシュヴァルツシルトのような背景。 RN のような BI バックグラウンドでは、摂動的なものからベクトル化されたソリューションが出現します。 不安定性の閾値が高く、極限まで持続し、より高い値を示します。 ベクトル化されていないものと比較して、エントロピーが低く、自由エネルギーが低くなります。 逆に、シュワルツシルト様背景では、VBIBH は分岐挙動を示します。 2 つのソリューション ブランチが共存し、そのうちの 1 つだけが熱力学的に 好意的です。 間の対照的なエネルギー再分配パターンを明らかにします。 競争によって管理される 2 つの体制の内部および外部フィールド ベクトル場と非線形 BI 場の間。 私たちの調査結果は次のことを明らかにしています。 非線形電気力学における自発的ベクトル化の豊富な構造と 線形マクスウェル理論を超えたブラックホール物理学への新しい洞察を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the entanglement harvesting protocol within the context of cylindrical gravitational waves given first by Einstein and Rosen, focusing on the interactions between non-relativistic quantum systems and linearized quantum gravity. We study how two spatially separated detectors can extract entanglement from the specific spacetime in the presence of gravitational waves, which provides a precise quantification of the entanglement that can be harvested using these detectors. In particular, we obtain the relation between harvested entanglement and the distance to wave sources that emits gravitational waves and analyze the detectability using quantum Fisher information. The enhanced detectability demonstrates the advantages of cylindrical symmetric gravitational waves. | コンテキスト内でエンタングルメントハーベスティングプロトコルを調査します。 アインシュタインとローゼンによって最初に与えられた円筒重力波。 非相対論的量子システムと線形化された量子システムの間の相互作用 量子重力。 空間的に離れた 2 つの検出器がどのように抽出できるかを研究します。 重力の存在下での特定の時空からのもつれ 波。 これは、可能性のあるもつれの正確な定量化を提供します。 これらの検出器を使用して収集されます。 特に、次の関係が得られます。 採取されたもつれと放射する波源までの距離 重力波を検出し、量子フィッシャーを使用して検出可能性を分析する 情報。 検出能力の向上により、次の利点が実証されます。 円筒対称重力波。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper we construct a class of Degenerate Higher-Order Scalar-Tensor (DHOST) theories with an extra scalar field, which admits viable solutions of bouncing universe satisfying the following requirements: (i) absence of Belinski-Khalatnikov-Lifshitz (BKL) instability, ghost and gradient instability, (ii) absence of superluminality, (iii) generation of nearly scale-invariant curvature perturbations and very small tensor-to-scalar ratio, and (iv) conventional asymptotics in the distant past and future, where gravity sector is described by General Relativity and the DHOST scalar has a canonical form of Lagrangian. We also expect our models to have sufficiently small non-Gaussianities of primordial curvature perturbations to be compatible with observations. As such, this work exemplifies for the first time the fully viable two-field DHOST bouncing cosmology, which is free of instability and superluminality problems as well as compatible with observations. | この論文では、縮退高次スカラーテンソルのクラスを構築します。 追加のスカラー場を備えた (DHOST) 理論。 以下の要件を満たすバウンスユニバース: (i) ベリンスキー・ハラトニコフ・リフシッツ (BKL) の不安定性、ゴースト、勾配 不安定性、(ii) 超光度の欠如、(iii) ほぼ光度の生成 スケール不変の曲率摂動と非常に小さいテンソル対スカラー比、 (iv) 遠い過去と未来における従来の漸近線、重力 セクターは一般相対性理論によって記述され、DHOST スカラーには標準的な ラグランジュの形式。 また、モデルが十分に小さいことも期待されます。 互換性のある原始曲率摂動の非ガウス性 観察。 したがって、この作品は、 不安定性や不安定性のない、実行可能な 2 フィールド DHOST バウンス宇宙論 超光度の問題や観測との互換性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Fast radio bursts (FRBs) are mysterious astrophysical transients whose origin and mechanism remain unclear. Compact object mergers may be a promising channel to produce some FRBs. Neutron star-black hole (NSBH) mergers could produce FRBs through mechanisms involving neutron star tidal disruption or magnetospheric disturbances. This could present an opportunity for multi-messenger gravitational-wave observations, providing new insight into the nature of FRBs and nuclear matter. However, some of the gravitational-wave signals may be marginal detections with signal-to-noise ratios < 8 or have large sky location and distance uncertainties, making it less straightforward to confidently associate an FRB with the gravitational-wave signal. One must therefore take care to avoid a false positive association. We demonstrate how to do this with simulated data. We calculate the posterior odds -- a measurement of our relative belief for a common versus unrelated origin of a coincident NSBH and FRB. We find that a coincident FRB+NSBH from a common source can yield a statistically significant posterior odds in a network with at least two observatories, but only if we require a coincidence in time and and sky location, rather than time alone. However, we find that for our model, we require a network signal-to-noise ratio greater than 10 to be confident in the common-source detection, when using a threshold of ln odds > 8. We suggest that a coincident NSBH+FRB detection could help distinguish between FRB engines by discriminating between disrupting and non-disrupting models. | 高速無線バースト (FRB) は謎の天体物理学的過渡現象であり、その起源は そしてメカニズムはまだ不明です。 コンパクトオブジェクトのマージは有望なチャネルになる可能性がある いくつかの FRB を生成します。 中性子星とブラックホール（NSBH）の合体によりFRBが生成される可能性がある 中性子星の潮汐破壊または磁気圏を含むメカニズムを介して 妨害。 これはマルチメッセンジャーのチャンスとなる可能性がある 重力波観測により、FRB の性質について新たな洞察が得られる そして核物質。 ただし、重力波信号の一部は、 信号対雑音比が 8 未満の限界検出、または空の位置が大きい 距離の不確実性により、自信を持って行動することが難しくなります FRB を重力波信号に関連付けます。 したがって、取らなければなりません 誤検知の関連付けを避けるように注意してください。 これを行う方法を示します シミュレートされたデータ。 事後オッズを計算します。 偶然の NSBH の共通の起源と無関係の起源に対する相対的な信念と FRB。 共通のソースからの FRB+NSBH の同時発生により、 少なくとも 2 つのネットワークにおける統計的に有意な事後オッズ 天文台、ただし時間と空の一致が必要な場合に限ります 一人の時間ではなく、場所。 ただし、このモデルでは、 信頼性を得るには、ネットワークの信号対雑音比が 10 を超える必要があります。 ln オッズ > 8 のしきい値を使用する場合の共通ソース検出。 NSBH+FRB の同時検出は、以下の点で FRB エンジンを区別するのに役立つ可能性があります。 破壊的なモデルと非破壊的なモデルを区別します。 |
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| Recently proposed $SL(2,\mathbb{Z})$ invariant $\alpha$-attractor models have plateau potentials with respect to the inflaton and axion fields. The slope of the potential in the inflaton direction is exponentially suppressed at large values of the inflaton field, but the slope of the potential in the axion direction is double-exponentially suppressed. Therefore, the axion field remains nearly massless and practically does not change during inflation. The inflationary trajectory in such models is stable with respect to quantum fluctuations of the axion field. We show that isocurvature perturbations do not feed into the curvature perturbations during inflation, and discuss the possibility of such transfer at the post-inflationary stage. | 最近提案された $SL(2,\mathbb{Z})$ 不変 $\alpha$ アトラクター モデルは、 インフレトンおよびアクシオン場に関するプラトーポテンシャル。 の傾き インフレ方向のポテンシャルは全体的に指数関数的に抑制される インフレトン場の値、しかしアクシオンのポテンシャルの傾き 方向は二重指数関数的に抑制されます。 したがって、アクシオンフィールドは、 質量はほぼゼロのままであり、インフレ中でも実質的に変化しません。 の このようなモデルのインフレーション軌道は量子に関して安定しています。 アクシオン場の変動。 等曲率摂動は影響を受けないことを示します。 膨張時の曲率摂動をフィードし、 インフレ後の段階でそのような移転が行われる可能性。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a full sampling of the hierarchical population posterior distribution of merging black holes using current gravitational-wave data. We directly tackle the the most relevant intrinsic parameter space made of the binary parameters (masses, spin magnitudes, spin directions, redshift) of all the events entering the GWTC-3 LIGO/Virgo/KAGRA catalog, as well as the hyperparameters of the underlying population of sources. This results in a parameter space of about 500 dimensions, in contrast with current investigations where the targeted dimensionality is drastically reduced by marginalizing over all single-event parameters. In particular, we have direct access to (i) population parameters, (ii) population-informed single-event parameters, and (iii) correlations between these two sets of parameters. We quantify the fractional contribution of each event to the constraints on the population hyperparameters. Our implementation relies on modern probabilistic programming languages and Hamiltonian Monte Carlo, with a continuous interpolation of single-event posterior probabilities. Sampling the full hierarchical problem is feasible, as demonstrated here, and advantageous as it removes some (but not all) of the Monte Carlo integrations that enter the likelihood together with the related variances. | 事後階層母集団の完全なサンプルを提示します。 現在の重力波データを使用した合体ブラックホールの分布。 私たちは で構成される最も関連性の高い固有パラメータ空間に直接取り組みます。 すべてのバイナリパラメータ (質量、スピンの大きさ、スピン方向、赤方偏移) GWTC-3 LIGO/Virgo/KAGRA カタログに含まれるイベント、および ソースの基礎となる母集団のハイパーパラメータ。 この結果、 現在とは対照的に、約 500 次元のパラメータ空間 対象となる次元が大幅に削減される調査 すべての単一イベントパラメータを無視します。 特に、私たちは直接 (i) 人口パラメータ、(ii) 人口に基づく単一イベントへのアクセス パラメータ、および (iii) これら 2 つのパラメータ セット間の相関関係。 私たちは 各イベントの制約に対する部分的な寄与を定量化します。 母集団のハイパーパラメータ。 私たちの実装は現代の確率論に依存しています プログラミング言語とハミルトニアン モンテカルロ、継続的な 単一イベントの事後確率の補間。 フルサンプリング ここで実証されているように、階層的な問題は実行可能であり、有利です に入るモンテカルロ積分の一部 (すべてではありません) を削除します。 確率と関連する分散。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a novel stochastic variational method (SVM) for quantizing non-relativistic spinless particles in curved spaces with torsion. Unlike canonical quantization, this approach is naturally suited for quantization in general coordinate systems and shows that torsion, typically associated with spin, can influence the quantum dynamics of spinless particles through quantum fluctuations. In a flat space, this torsion-induced effect appears as a logarithmic nonlinearity in the Schroedinger equation, which is relevant to studies of solitons, wave function collapse, and possible modifications to conventional quantum mechanics. Since torsion arises in various modified gravity theories, particularly those related to the early universe and dark matter, our findings suggest a new mechanism through which such effects may impact quantum behavior. We also provide a rough estimate for the upper bound of the torsion magnitude. | 量子化のための新しい確率的変分法 (SVM) を提案します。 ねじれのある湾曲空間内の非相対論的スピンレス粒子。 とは異なり 正準量子化と同様に、このアプローチは当然、次の量子化に適しています。 一般的な座標系と、一般的に関連するねじれを示します。 スピン、量子を通じてスピンレス粒子の量子力学に影響を与えることができる 変動。 平坦な空間では、このねじれによる効果は次のように現れます。 シュレーディンガー方程式の対数非線形性。 ソリトン、波動関数の崩壊、および可能な修正の研究 従来の量子力学。 各種改造ではねじれが発生しますので 重力理論、特に初期宇宙と暗黒に関連する理論 重要なことですが、私たちの調査結果は、そのような影響が起こる可能性がある新しいメカニズムを示唆しています 量子の動作に影響を与えます。 上限の概算見積りも提供します ねじれの大きさ。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent observations of the supermassive black holes $ M87^{*} $ and Sgr A$^{*}$ by the Event Horizon Telescope (EHT) have sparked intensified interest in studying the optical appearance of black holes (BHs). Inspired by this, we carry out a study on the optical features of Einstein-Euler-Heisenberg-Anti de Sitter/de Sitter (EEH-AdS/dS) BHs, including the trajectories of photons, shadow geometrical shape, energy emission rate, and deflection of light in this spacetime. Since, due to the nonlinear electrodynamics effects, photons propagate along null geodesics in an effective metric rather than the background metric, we first derive the effective metric of the EEH-AdS/dS BH. Then we study the null geodesics of the resulting effective metric and eventually compute the size of the EEH-AdS/dS BH shadow. To validate our results, we confront our results with the extracted information from EHT data of the supermassive BHs $ M87^{*} $ and estimate lower bounds for the shadow radius. | 超大質量ブラックホール $ M87^{*} $ と Sgr の最近の観測 Event Horizon Telescope (EHT) による A$^{*}$ が関心を高めています ブラック ホール (BH) の光学的外観の研究において。 これにインスピレーションを得た私たちは、 アインシュタイン・オイラー・ハイゼンベルク・アンティ・デの光学的特徴に関する研究を実行する シッター/デ シッター (EEH-AdS/dS) BH (光子の軌道を含む)、 影の幾何学的形状、エネルギー放射率、および光の偏向 時空。 非線形電気力学効果により、光子は ではなく、有効なメトリックのヌル測地線に沿って伝播します。 バックグラウンド メトリックを使用して、まず EEH-AdS/dS BH の有効なメトリックを導出します。 次に、結果として得られる有効計量のヌル測地線を調査し、 最終的に、EEH-AdS/dS BH シャドウのサイズを計算します。 私たちのことを検証するには 結果をEHTデータから抽出した情報と照らし合わせます。 超大質量BH $ M87^{*} $の影の下限を推定する 半径。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A correspondence between two distinct spectral problems, quasinormal modes and grey-body factors, has recently been established for a wide class of black holes. Here, we demonstrate that a similar correspondence exists for a broad class of traversable wormholes and verify it using several well-known examples. | 2 つの異なるスペクトル問題、準正規モード間の対応関係 および灰色体因子は、最近、幅広い黒人階級に対して確立されました。 穴。 ここでは、同様の対応が広範な対象に対して存在することを示します。 通過可能なワームホールのクラスを調べ、いくつかのよく知られた例を使用してそれを検証します。 |
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| The DESI DR2 BAO data exclude the flat $\Lambda$CDM model at more than 2.5$\sigma$, depending on different data combinations when analyzed through the $w_0w_a$CDM parametrization. This simple parametrization may introduce bias in the results. We use null tests that probe for deviations from flat $\Lambda$CDM at late times, independent of any specific dark energy parametrization. We provide several diagnostics for null tests and discuss their advantages and disadvantages. In particular, we derive diagnostics that improve on previous ones, such as the popular $O_{\rm m}$ diagnostic. The diagnostics are derived from both background and perturbed quantities. Using the combination of DESI DR2 BAO and supernova data, with or without CMB data, we find that deviations from flat $\Lambda$CDM are at $\sim1\sigma$ confidence level in most of the redshift range (more than 1$\sigma$ for a few small redshift intervals in a few cases). These deviations are minor for other non-DESI SDSS-IV BAO data combined with Pantheon+, with or without CMB data. Since spatial curvature can potentially modify the results, we also test for curvature in the general $\Lambda$CDM model and the general FLRW model. While there is slight evidence for nonzero cosmic curvature at lower redshifts in a general $\Lambda$CDM model, there is no statistically significant evidence in a general FLRW model. | DESI DR2 BAO データは、フラット $\Lambda$CDM モデルを次の値以上で除外します。 2.5$\sigma$、分析したときのさまざまなデータの組み合わせに応じて $w_0w_a$CDM パラメータ化。 この単純なパラメータ化により、バイアスが生じる可能性があります。 結果。 フラット $\Lambda$CDM からの逸脱を調べるヌル テストを使用します 特定のダークエネルギーパラメータ化とは独立して、遅い時間に。 私たちは null テストのいくつかの診断を提供し、その利点について説明します。 デメリット。 特に、以前の診断を改善する診断を導き出します。 人気の $O_{\rm m}$ 診断などです。 診断結果が導き出されます バックグラウンド量と摂動量の両方から。 DESI の組み合わせの使用 DR2 BAO と超新星データは、CMB データの有無にかかわらず、偏差があることがわかります。 フラット $\Lambda$CDM から、ほとんどの場合 $\sim1\sigma$ 信頼水準にあります 赤方偏移範囲 (数回の小さな赤方偏移間隔で 1$\sigma$ を超える) 場合）。 これらの偏差は、他の非 DESI SDSS-IV BAO データを組み合わせた場合にはわずかです。 Pantheon+ の場合、CMB データの有無にかかわらず。 空間的な湾曲は次のような影響を与える可能性があるため、 結果が変更される可能性があるため、一般的な曲率もテストします。 $\Lambda$CDM モデルと一般的な FLRW モデル。 わずかな証拠はあるものの 一般的な $\Lambda$CDM におけるより低い赤方偏移におけるゼロ以外の宇宙曲率の場合 一般的な FLRW モデルには統計的に有意な証拠はありません。 |
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| We systematically investigates the impact of source confusion on parameter estimation for massive black hole binaries in the context of the Taiji space-based gravitational wave mission. Three representative MBHB population models, such as PopIII, Q3d, and Q3nod, are considered. By performing high-precision numerical simulations and employing both the Fisher information matrix and Markov chain Monte Carlo techniques, we quantitatively assess the uncertainties in parameter estimation. Source confusion primarily arises from overlapping time-frequency tracks of multiple signals. We find that when the relative difference in detector-frame chirp masses between two signals is less than 0.2 percent, the uncertainty in parameter estimation increases significantly. However, this degradation can be substantially mitigated by incorporating higher-order modes into the waveform model. Furthermore, using full Bayesian inference, we demonstrate the clear advantage of higher-order modes in reducing systematic biases in parameter recovery. These results provide important guidance for future data analysis strategies in space-based gravitational wave observations. | ソースの混乱がパラメータに及ぼす影響を体系的に調査します Taiji のコンテキストにおける大規模ブラックホールバイナリの推定 宇宙ベースの重力波ミッション。 3 つの代表的な MBHB 集団 PopIII、Q3d、Q3nod などのモデルが考慮されます。 実行することで フィッシャー情報を併用した高精度数値シミュレーション マトリックスとマルコフ連鎖モンテカルロ手法を使用して、定量的に評価します。 パラメータ推定の不確実性。 ソースの混乱は主に次のような理由から発生します。 複数の信号の時間と周波数のトラックが重なり合うこと。 私たちがそれを発見したのは、 2 つの信号間の検出器フレームのチャープ質量の相対的な差が小さい 0.2% を超えると、パラメータ推定の不確実性が増加します 大幅。 ただし、この劣化は次の方法で大幅に軽減できます。 高次モードを波形モデルに組み込む。 さらに、 完全なベイズ推論により、高次の推論の明らかな利点が実証されます。 パラメータ回復における系統的な偏りを軽減するモード。 これらの結果 宇宙ベースの将来のデータ分析戦略に重要な指針を提供する 重力波観測。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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This work discusses the influence of galaxy mergers in the evolution of a
parabolic Lema\^{\i}tre-Tolman-Bondi (LTB) cosmology with simultaneous big bang
endowed with two consecutive single fractal galaxy distributions systems
possessing fractal dimension $D$. Based on recent empirical findings, it is
assumed that the resulting galaxy mass from mergers can be expressed by a
redshift dependent decaying power law. The proposed cosmological model modifies
the relativistic fractal number counts distribution by including a merger rate
evolution that estimates the model's radial density. Numerical solutions for
the first order small-merger-rate approximation (SMRA) are found and the
results show that a fractal galaxy distribution having $D=1.5$ in the range
$0.1| この研究では、銀河の進化における銀河合体の影響について議論しています。
同時ビッグバンを伴う放物線 Lema\^{\i}tre-Tolman-Bondi (LTB) 宇宙論
2 つの連続する単一フラクタル銀河分布システムに恵まれています
フラクタル次元 $D$ を持ちます。 最近の実証結果に基づくと、
合体によって得られる銀河の質量は次の式で表現できると仮定しました。
赤方偏移に依存する減衰べき乗則。 提案された宇宙論モデルは、
相対論的フラクタル数は合併率を含めて分布をカウントします
モデルの動径密度を推定する進化。 の数値解法
一次小規模合併率近似 (SMRA) が見つかり、
結果は、フラクタル銀河分布が $D=1.5$ の範囲にあることを示しています。
最近の経験によって示唆されているように、$0.1 | |
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| Extreme Mass Ratio Inspiral (EMRI), which corresponding to a small compact object inspirals around a Massive Black Hole (MBH) in the center of a galaxy, is one of the most important kind of source for future space-borne gravitational-wave (GW) detectors such as TianQin and LISA. By analyzing the emitted GW signals, we can probe the theory of gravity and the nature of black holes (BHs) in the strong field region. To achieve these objectives, the second order self-force effect should be considered in the waveform modelling. Up to now, the waveform of EMRIs including the second order self-force effect is only achieved for the circular orbit on Schwarzschild background. In this work, we generalized the calculation of the second order self-force to the eccentric orbits on Schwarzschild spacetime. We calculated the puncture field, and give the form of two timescale expansion for the field equations. The corresponding numerical calculation and programming can be performed based on these results. | Extreme Mass Ratio Inspiral (EMRI)、小型コンパクトに相当 この天体は銀河の中心にある大規模ブラックホール (MBH) の周囲にインスピレーションを与え、 将来の宇宙飛行のための最も重要な種類の情報源の 1 つです TianQin や LISA などの重力波 (GW) 検出器。 を分析することで、 GW 信号が放出されると、重力の理論と黒の性質を調べることができます。 強電界領域のホール (BH)。 これらの目的を達成するには、2 番目の 波形モデリングでは次数自力効果を考慮する必要があります。 まで 現在、二次自力効果を含むEMRIの波形は、 シュヴァルツシルト背景上の円軌道で達成されました。 この作品で私たちは、 二次自力の計算を偏心力に一般化しました。 シュヴァルツシルト時空を周回しています。 パンクチャフィールドを計算し、次のように与えます。 場方程式の 2 つのタイムスケール展開の形式。 対応する この結果をもとに数値計算やプログラミングを行うことができます。 |
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| In \cite{Estrada:2024uuu}, a relationship between gravitational tension (GT) and energy density, via the Kretschmann scalar (KS), was recently proposed to construct regular black hole (RBH) solutions in Pure Lovelock (PL) gravity. However, in PL gravity it is not viable to include a negative cosmological constant, as this leads to the appearance of a potential curvature singularity \cite{Cai:2006pq}. In this work, by choosing a particular set of coupling constants such that the resulting equations of motion for Lovelock gravity admit an $n$-fold degenerate ground state (LnFDGS) AdS solution, we construct an RBH solution with $\Lambda < 0$, providing an energy density model analogous to (but distinct in its definition of GT) the one previously mentioned. Moreover, since relating the gravitational tension to the KS of the vacuum LnFDGS solution is nontrivial, we provide an alternative definition of both the KS and the GT. Remarkably, we obtain a model where there exists a value $r_*$ slightly greater than the extremal radius, $r_* > r_{ext}$, which could be on the order of the Planck length, such that the solutions of the vacuum AdS black hole and our AdS RBH become indistinguishable. However, at short length scales such that $r < r_*$, quantum effects would arise, causing both cases to differ in their geometry (suppressing the central singularity) and their thermodynamic properties. Additionally, since it is not possible to find analytical relationships between the event horizon, the photon sphere radius, and the shadow size in LnFDGS, we propose a method to numerically and graphically obtain the aforementioned relationships and analyze their physical behavior. We also provide a speculative methodology to compare theoretical results from Lovelock gravity with experimental results from the EHT for M87. | \cite{Estrada:2024uuu} では、重力張力 (GT) との関係 クレッチマン スカラー (KS) を介したエネルギー密度は、最近、次のように提案されました。 Pure Lovelock (PL) 重力で通常のブラック ホール (RBH) 解を構築します。 ただし、PL 重力では、負の宇宙論を含めることは実行できません。 潜在的な曲率特異点の出現につながるため、一定です。 \cite{蔡:2006pq}。 この作品では、特定のカップリングのセットを選択することで、 ラブロック重力の結果として得られる運動方程式が次のようになるような定数 $n$ 倍縮退基底状態 (LnFDGS) AdS ソリューションを許容し、構築します $\Lambda < 0$ の RBH 解、類似のエネルギー密度モデルを提供 前述のものと異なります (ただし、GT の定義は異なります)。 さらに、重力張力を真空の KS に関連付けるので、 LnFDGS ソリューションは自明ではないため、両方の代替定義を提供します。 KSとGT。 注目すべきことに、値 $r_*$ が存在するモデルが得られます。 極値半径 $r_* > r_{ext}$ よりわずかに大きく、これはオンになる可能性があります。 プランク長のオーダー、真空 AdS の溶液が黒になる 穴と当社の AdS RBH が区別できなくなります。 ただし、短い長さのスケールでは $r < r_*$ の場合、量子効果が発生し、両方のケースが異なります。 幾何学的形状 (中央特異点の抑制) と熱力学 プロパティ。 また、分析的な情報が見つからないため、 事象の地平線、光子球の半径、および LnFDGSにおける影のサイズを数値的およびグラフ的に把握する方法を提案します。 前述の関係を取得し、物理的動作を分析します。 私たちは また、理論的な結果を比較するための推測的な方法論も提供します。 ラブロック重力と M87 の EHT の実験結果。 |
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| It is important to explore the potential existence of lepton asymmetry in the neutrino sector. Conducting a joint analysis of DESI DR2 BAO data and \emph{Planck} 2018 CMB data, we obtain the upper limits on the neutrino degeneracy parameter, i.e., $\xi_{3}<0.56$ for the normal mass hierarchy while $\xi_{3}<0.62$ for the inverted mass hierarchy, at 95\% confidence level. Considering the influence of the dynamical dark energy, we find that these upper limits remain to be robust. This work may provide helpful implications for model buildings of the matter-antimatter asymmetry in the universe. | レプトン非対称性が存在する可能性を探ることは重要です。 ニュートリノセクター。 DESI DR2 BAO データと \emph{Planck} 2018 CMB データ、ニュートリノの上限を取得 縮退パラメータ、つまり、通常の質量階層の場合は $\xi_{3}<0.56$ ですが、 逆マス階層では $\xi_{3}<0.62$、信頼水準 95\%。 動的ダークエネルギーの影響を考慮すると、これらのことがわかります。 上限は依然として堅調である。 この研究は有益な示唆を与えるかもしれない 宇宙の物質と反物質の非対称性をモデル化した建物。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider a localized quantum system living in a curved spacetimes. By translating into this scenario the paradgmatic two-point measument scheme in quantum statistical mechanics we are able to prove a relativistic version of the quantum flutuation theorem. One of the consequences of such a theorem is that entropy production is deeply observer dependent. The main ideas of this chapter are published in [M. L. W. Basso, J. Maziero and L. C. C\'eleri. The irreversibility of relativistic time-dilation. Class. Quantum Grav. \textbf{40}, 195001 (2023); M. L. W. Basso, J. Maziero and L. C. C\'eleri. Quantum detailed fluctuation theorem in curved spacetimes: the observer dependent nature of entropy production. Phys. Rev. Lett. \textbf{134}, 050406 (2025)]. | 湾曲した時空に存在する局在量子システムを考えます。 による このシナリオに、パラダマティックな 2 点測定スキームを翻訳します 量子統計力学の相対論的バージョンを証明することができます。 量子ゆらぎ定理。 このような定理の結果の 1 つは次のとおりです。 エントロピーの生成は観察者に大きく依存しているということです。 この主なアイデアは、 この章は [M. L. W. バッソ、J. マジエロ、L. C. チェレリ。 の 相対論的な時間遅延の不可逆性。 クラス。 量子重力 \textbf{40}、195001 (2023); M. L. W. バッソ、J. マジエロ、L. C. チェレリ。 湾曲した時空における量子の詳細なゆらぎ定理: 観察者 エントロピー生成の依存的な性質。 物理学。 レット牧師。 \textbf{134}、050406 (2025)]。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider a composite particle, whose internal degrees of freedom are described by quantum mechanics, interacting with the quantum gravitational field in the linear approximation. Dechorence induced by the quantum fluctuations of the gravitational waves are detailed discussed. | 内部自由度が次のような複合粒子を考えます。 量子力学によって記述され、量子重力と相互作用する 線形近似のフィールド。 量子によって引き起こされるデコレンス 重力波の変動について詳しく説明します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The existence of gravitational waves is independent of any specific theory of gravity. This is revealed by the Raychaudhuri equation (RE), which is independent of any theory of gravity and contains the Ricci tensor $R_{\mu\nu}$ as a key ingredient. RE relates certain fundamental geometric properties of spacetime to $R_{\mu\nu}$. We show that in the context of small perturbations of the metric tensor, the Ricci tensor $R_{\mu\nu}$ is proportional to the metric perturbations $\Box{h_{\mu\nu}}$, where $h_{\mu\nu}$ is the perturbation. Therefore, as different theories of gravity will give different equations of motion involving the Ricci tensor, the relevant wave equations satisfied by the metric perturbations will also be different. In the context of Einstein's gravity, we get the usual gravitational wave equations. However, for other different theories of gravity, the field equations involving the Ricci tensor are different, and hence the relevant wave equations for metric perturbations are also different. Consequently, the nature of gravitational waves will be different from those of Einstein's gravity. Here we give examples from $\it f(R)$ gravity and $\it f(R, T)$ gravity. Thus, the RE in the context of small perturbation of the metric opens up whole new vistas of {\it observational astronomy.} | 重力波の存在は、いかなる特定の理論からも独立しています。 重力。 これは、Raychaudhuri 方程式 (RE) によって明らかにされます。 重力理論から独立しており、リッチ テンソル $R_{\mu\nu}$ を含みます 重要な成分として。 RE は、特定の基本的な幾何学的特性に関連します。 時空から$R_{\mu\nu}$まで。 小さな摂動の文脈でそれを示します 計量テンソルの Ricci テンソル $R_{\mu\nu}$ は、 計量摂動 $\Box{h_{\mu\nu}}$、ここで $h_{\mu\nu}$ は 摂動。 したがって、重力理論が異なれば異なる結果が得られるため、 リッチテンソルを含む運動方程式、関連する波動方程式 計量摂動によって満たされる条件も異なります。 という文脈で アインシュタインの重力では、通常の重力波方程式が得られます。 ただし、 他の異なる重力理論、リッチを含む場方程式 テンソルは異なるため、計量に関連する波動方程式は異なります。 摂動も異なります。 したがって、重力の性質は、 波はアインシュタインの重力の波とは異なるでしょう。 ここで例を挙げます $\it f(R)$ 重力と $\it f(R, T)$ 重力から。 したがって、この文脈における RE は、 指標の小さな変動により、{\it のまったく新しい展望が開かれます 観測天文学。 } |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we have considered a spherically symmetric non-rotating charged black hole geometry where both the Newton's gravitational constant and the charge of the black hole flows with the energy scale. We have used the Kretschmann scale identification to write down the finite cutoff for the momentum scale in terms of the proper distance. Introducing the flow of running couplings, the event horizon radius of the black hole using quantum improved Reissner-Nordstrom metric was found in \href{https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.066016}{Phys. Rev. D 104 (2021) 066016}. We have, in this work, explored the thought experiment of a two-level atom freely falling into the event horizon of a quantum improved charged black hole and have computed the transition probability of the atom for going from its ground state to the excited state via emission of a virtual photon. We find that the probability deviates slightly from the pure Planckian spectrum. We have showed that this deviation is due to the presence of incomplete lower gamma function in the distribution function. We have then computed the horizon brightened acceleration radiation entropy and found that it is identical to the Bekenstein-Hawking entropy followed by the renormalization group correction terms including an inverse logarithmic and a square root of the area term due to emitting photons. | この研究では、球対称で非回転の荷電粒子を考慮しました。 ニュートンの重力定数と ブラックホールの電荷はエネルギースケールとともに流れます。 私たちが使用したのは、 クレッチマンスケールの識別により、有限カットオフを書き留めます。 適切な距離に関する運動量のスケール。 ランニングの流れを紹介 カップリング、量子を使用したブラック ホールの事象の地平線半径の改善 ライスナー・ノードストローム計量は次の場所で見つかりました。 \href{https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.066016}{物理学。 Rev. D 104 (2021) 066016}。 この研究では、2 つのレベルの思考実験を検討しました。 量子的に改良された帯電した黒色の事象の地平線に原子が自由に落下する ホールからの原子の遷移確率を計算しました。 仮想光子の放出を介して基底状態から励起状態に変化します。 私たちは見つけます その確率は純粋なプランクのスペクトルからわずかに逸脱していることがわかります。 私たちは は、この偏差が不完全な下部の存在によるものであることを示しました。 分布関数のガンマ関数。 次に地平線を計算しました 加速放射エントロピーを明るくし、それが ベケンシュタイン・ホーキングエントロピーとそれに続く繰り込み群補正 逆対数および面積項の平方根を含む項 光子を放出します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the formation of primordial black holes in curvaton models of inflation, where the curvature perturbation is not only generated by the inflaton but also by a light scalar field (the curvaton) that decays after inflation. During inflation, both fields are subject to quantum diffusion, owing to small-scale vacuum fluctuations crossing out the Hubble radius. After inflation, whether the curvaton dominates the universe or not depends on its field value when inflation ends. Since that value is stochastic, different regions of the universe undergo different post-inflationary histories. In practice, we show that this results in a double-peaked distribution for the number of e-folds realised in these models. Since that number of e-folds is related to the curvature perturbation by the delta-N formalism, the presence of a second peak has important consequences for primordial black holes that we discuss. | 我々は、曲面モデルにおける原始ブラックホールの形成を調査します。 インフレーションでは、曲率の摂動は、 インフレトンだけでなく、後に減衰する光のスカラー場 (曲面子) によっても変化します。 インフレーション。 インフレーション中は、両方の場が量子拡散の影響を受けます。 ハッブル半径を超える小規模な真空変動によるものです。 後 インフレーション、曲面が宇宙を支配するかどうかは、その曲面によって決まります。 インフレーション終了時のフィールド値。 その値は確率的なものなので異なります 宇宙の各地域は、インフレ後のさまざまな歴史を経ています。 で 実際にやってみると、これにより、 これらのモデルで実現される e-fold の数。 その電子折りの数は デルタ N 形式による曲率摂動に関連する、 2 番目のピークは原始ブラック ホールに重要な影響を及ぼします。 話し合う。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational waves (GWs) from merging binary black holes (BHs) enable unprecedented tests of gravitational theories beyond Einstein's General Relativity (GR) in highly nonlinear, dynamical regimes. Such GW measurements require an accurate description of GW signatures that may arise in alternative gravitational models. In this work, we focus on a class of higher-curvature extensions of GR, the scalar-Gauss-Bonnet theories, where BHs can develop scalar hair. In an inspiraling binary system, this leads to scalar-induced tidal effects in the dynamics and radiation. We calculate the dominant adiabatic dipolar tidal effects via an approximation scheme based on expansions in post-Newtonian, higher-curvature, and tidal corrections. The tidal effects depend on a characteristic scalar Love number, which we compute using BH perturbation theory, and have the same scaling with GW frequency as the higher-curvature corrections. We perform case studies to characterize the net size and parameter dependencies of these effects, showing that at low frequencies, tidal effects dominate over the higher-curvature contributions for small couplings within current bounds, regardless of the total BH mass, while at high frequencies they are subdominant. We further consider prospects observing both of these regimes, which would be interesting for breaking parameter degeneracies, with multiband detections of LISA and ground-based detectors or the Einstein Telescope alone. We also assess the frequency range of the transition between these regimes by numerically solving the energy balance law. Our results highlight the importance of the dipolar scalar tidal effects for BHs with scalar hair, which arise in several beyond-GR paradigms, and provide ready-to-use inputs for improved GW constraints on Gauss-Bonnet theories. | 連星ブラック ホール (BH) の合体からの重力波 (GW) により、 アインシュタインの一般論を超える重力理論の前例のないテスト 高度に非線形な動的領域における相対性理論 (GR)。 このようなGW測定 代替で発生する可能性のある GW 署名の正確な説明が必要です。 重力モデル。 この研究では、曲率の高いクラスに焦点を当てます。 GR の拡張、BH が開発できるスカラー ガウス ボンネット理論 スカラーヘア。 インスピレーションを与えるバイナリ システムでは、これはスカラー誘導につながります。 ダイナミクスと放射線における潮汐効果。 ドミナントを計算します 展開に基づく近似スキームによる断熱双極子潮汐効果 ポストニュートン、高曲率、および潮汐補正において。 潮汐の影響 BH を使用して計算される特性スカラー Love 数に依存します。 摂動理論に基づいており、GW 周波数と同じスケーリングを持ちます。 より高い曲率の補正。 ネットの特徴を示すケーススタディを実施します これらのエフェクトのサイズとパラメーターの依存性は、低い値での影響を示しています。 周波数、潮汐効果は、より高い曲率の寄与よりも支配的です。 BH の総質量に関係なく、電流範囲内で小さなカップリングが発生します。 高い周波数では、それらはサブドミナントになります。 見通しをさらに検討します これらの体制の両方を観察することは、打破する上で興味深いことになるでしょう パラメータ縮退、LISA および地上ベースのマルチバンド検出による 検出器またはアインシュタイン望遠鏡単独。 周波数範囲も評価します エネルギーを数値的に解くことにより、これらの体制間の遷移を解析します。 バランスの法則。 私たちの結果は、双極子スカラー潮汐の重要性を強調しています。 GR を超えたいくつかのパラダイムで生じる、スカラーヘアを持つ BH への影響 ガウスボンネットの GW 制約を改善するためのすぐに使える入力を提供します 理論。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We discuss an interacting decaying vacuum energy and dark matter empowered by gravitationally induced matter creation model, and its impact on structure formation by analysing the growth rate perturbations. Our work is motivated by the possibility that the decaying vacuum is due to quantum field theory and dark matter originates from gravitationally induced matter creation. We delve deeper into our investigation and explore both theoretical and statistical analysis of the cosmological model to test its ability to describe the evolution of the Universe. To achieve this, we use three distinct combinations of datasets from CC, Pantheon SNIa sample, BAO, CMB distance priors and $f(z)\sigma_8(z)$ datapoints to constrain the model parameters. Our statistical analysis employs Markov Chain Monte Carlo (MCMC) methods. The deceleration parameter shows that the model transitions from a decelerated phase to an accelerated phase of expansion. The current Hubble parameter values are estimated to be $H_0=67.517 \pm 0.869$ km/s/Mpc, $H_0=67.534\pm 0.874$ km/s/Mpc, and $H_0=67.533 \pm 0.884$ km/s/Mpc using DS1, DS2 and DS3 datasets, respectively. These values of $H_0$ are very close to those derived from the Planck data. The effective equation of state parameter indicates an accelerating phase, with density parameter for vacuum energy exhibiting expected values. We analyse the stability characteristics through the selection information criteria. We also perform thermodynamic analysis by studying the evolution of entropy in the Universe for the model and find it to be in agreement with the generalized second law of thermodynamics. These findings support that the proposed model effectively describes the evolutionary features of the Universe at both theoretical and observational levels. | 私たちは、相互作用する減衰する真空エネルギーと、 重力誘起物質生成モデルとその構造への影響 成長速度の変動を分析することによる形成。 私たちの仕事の原動力は、 真空の崩壊は場の量子論による可能性と、 暗黒物質は、重力によって引き起こされる物質の生成に由来します。 掘り下げます 調査をさらに深く掘り下げ、理論と統計の両方を探求します 宇宙論モデルを分析して、それを記述する能力をテストする 宇宙の進化。 これを達成するために、3 つの異なる組み合わせを使用します。 CC、Pantheon SNIa サンプル、BAO、CMB 事前距離、および $f(z)\sigma_8(z)$ データポイントを使用してモデル パラメーターを制約します。 私たちの統計 分析にはマルコフ連鎖モンテカルロ (MCMC) 法が使用されます。 減速 パラメーターは、モデルが減速フェーズから減速フェーズに移行することを示します。 拡大の加速段階。 現在のハッブルパラメータ値は次のとおりです。 $H_0=67.517 \pm 0.869$ km/s/Mpc、$H_0=67.534\pm 0.874$ と推定されます km/s/Mpc、DS1、DS2、DS3 データセットを使用した $H_0=67.533 \pm 0.884$ km/s/Mpc、 それぞれ。 $H_0$ のこれらの値は、 プランクデータ。 有効状態方程式パラメータは、 加速段階、真空エネルギーの密度パラメーターが示す 期待値。 選定を通じて安定特性を解析します 情報基準。 また、熱力学解析も行っております。 モデルの宇宙におけるエントロピーの進化を調べ、それが存在することを発見します。 一般化された熱力学の第二法則と一致します。 これらの調査結果 提案されたモデルが進化の特徴を効果的に説明していることを裏付ける 理論レベルと観測レベルの両方で宇宙を解明します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate neutrino decoherence within the framework of quantum spacetime, focusing on the $\kappa$-Minkowski model. We show that stochastic fluctuations in quantum spacetime induce an energy-dependent decoherence effect, where the decoherence rate scales as $E^{-4}$. This result aligns with recent IceCube observations, indicating that quantum gravity does not induce significant decoherence for high-energy neutrinos. Additionally, we establish conditions under which quantum spacetime effects could influence relic neutrinos, such as those in the cosmic neutrino background ($C\nu B$). Our results shed light on how quantum spacetime fluctuations impact neutrino oscillation physics. | 量子の枠組み内でニュートリノデコヒーレンスを研究します $\kappa$-Minkowski モデルに焦点を当てた時空。 確率論的なことを示します 量子時空の変動はエネルギー依存のデコヒーレンスを誘発する この効果では、デコヒーレンス率は $E^{-4}$ としてスケールされます。 この結果は以下と一致します 最近の IceCube の観測は、量子重力が誘発しないことを示しています 高エネルギーニュートリノの顕著なデコヒーレンス。 さらに、 量子時空効果が遺物に影響を及ぼす可能性がある条件 宇宙ニュートリノ背景 ($C\nu B$) などのニュートリノ。 私たちの その結果は、量子時空変動がニュートリノにどのような影響を与えるかを明らかにする 振動物理学。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study (i) Janus deformations and (ii) non-local double trace deformations of a pair of CFTs, as two different ways to construct CFT duals of traversable AdS wormholes. First, we construct a simple model of traversable wormholes by gluing two Poincar\'e AdS geometries and BTZ black holes and compute holographic two point functions and (pseudo) entanglement entropy. We point out that a Janus gravity solution describes a traversable wormhole when the deformation parameter takes imaginary values. On the other hand, we show that double trace deformations between two decoupled CFTs can reproduce two point functions of traversable AdS wormholes. By considering the case where the double trace deformation is given by a non-local $T\overline{T}$ deformation, we analyze the dual gravity which implies emergence of wormholes. We present toy model of these deformed CFTs by using free scalars and obtain qualitative behaviors expected for them. We argue that the crucial difference between the two constructions is that a global time slice of wormhole is described by a pure state for Janus deformations, while it is a mixed state for the double trace deformations. | 私たちは、(i) ヤヌス変形と (ii) 非局所的な二重トレース変形を研究します。 CFT のペアの、トラバース可能な CFT デュアルを構築する 2 つの異なる方法として AdS ワームホール。 まず、通過可能なワームホールの単純なモデルを次のように構築します。 2 つのポアンカレ AdS ジオメトリと BTZ ブラック ホールを接着して計算します ホログラフィック 2 点関数と (擬似) もつれエントロピー。 指摘します ヤヌスの重力解は、通過可能なワームホールを説明します。 変形パラメータは虚数をとります。 一方で、次のことを示します。 2 つの分離された CFT 間のダブル トレース変形により、2 つの点を再現できます。 通過可能な AdS ワームホールの機能。 というケースを考えると、 ダブル トレース変形は非局所 $T\overline{T}$ 変形によって与えられます。 私たちはワームホールの出現を示唆する二重重力を分析します。 プレゼントします フリー スカラーを使用してこれらの変形 CFT のおもちゃモデルを作成し、定性的なデータを取得します。 彼らに期待される行動。 私たちは、両者の決定的な違いは次のとおりであると主張します。 2 つの構造は、ワームホールのグローバル タイム スライスが次のように記述されることです。 ヤヌス変形の場合は純粋な状態ですが、ダブル変形の場合は混合状態です。 変形の痕跡。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explore whether the well-known theorem of equipartition of energy also applies to physical systems in which gravity plays a non-negligible role and if the holographic principle holds. | 私たちは、エネルギーの等分配に関するよく知られた定理も当てはまるかどうかを調査します。 重力が無視できない役割を果たす物理システムに適用されます。 ホログラフィック原理が成り立ちます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| DWs represent two-dimensional topological defects that emerge from the spontaneous breaking of discrete symmetries in various new physics models. In this study, we undertake the first calculation of GWs produced by scalar perturbations generated from the DW network. Our findings indicate that the GW spectrum is notably distinct from that of other sources. This opens up a promising avenue for future GW experiments aimed at exploring the role of DWs in the early universe. | DW は、 さまざまな新しい物理モデルにおける離散対称性の自発的破れ。 で この研究では、スカラーによって生成された GW の最初の計算を行います。 DW ネットワークから生成される摂動。 私たちの調査結果は、GWが スペクトルは他の音源のスペクトルとは著しく異なります。 これにより、 DW の役割を探ることを目的とした将来の GW 実験の有望な道 初期の宇宙では。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In recent papers on spacetimes with a signature-changing metric, the concept of a Lorentzian-Euclidean black hole and new elements for Lorentzian-Riemannian signature change have been introduced. A Lorentzian-Euclidean black hole is a signature-changing modification of the Schwarzschild spacetime satisfying the vacuum Einstein equations in a weak sense. Here the event horizon serves as a boundary beyond which time becomes imaginary. We demonstrate that the proper time needed to reach the horizon remains finite, consistently with the classical Schwarzschild solution. About Lorentzian to Riemannian metric transitions, we stress that the hypersurface where the metric signature changes is naturally a spacelike hypersurface which can be identified with the future or past causal boundary of the Lorentzian sector. Moreover, a number of geometric interpretations appear, as the degeneracy of the metric corresponds to the collapse of the causal cones into a line, the degeneracy of the dual metric corresponds to collapsing into a hyperplane, and additional geometric structures on the transition hypersurface (Galilean and dual Galilean) might be explored. | 特徴を変える指標を用いた時空に関する最近の論文では、この概念は ローレンツ・ユークリッド ブラック ホールとローレンツ・リーマンの新しい要素の シグネチャの変更が導入されました。 ローレンツ・ユークリッド ブラック ホールは、 を満たすシュヴァルツシルト時空の特徴を変える修正。 弱い意味でアインシュタイン方程式を真空にする。 ここで事象の地平面は、 それを超えると時間が虚数になる境界。 私たちは、適切であることを実証します 地平線に到達するのに必要な時間は有限のままであり、 古典的なシュヴァルツシルトの解決策。 ローレンツ距離からリーマン距離までの計量について 遷移では、計量シグネチャが変化する超曲面であることを強調します。 当然、未来と同一視できる宇宙のような超曲面です またはローレンツセクターの過去の因果境界。 さらに、いくつかの 計量の縮退が対応するため、幾何学的解釈が現れる 因果錐体の線への崩壊、双対性の縮退まで メトリックは、超平面への折りたたみと追加の幾何学的な要素に対応します。 遷移超曲面上の構造 (ガリレオおよび二重ガリレオ) は、 探検した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Studies regarding extra-dimensions have been of great interest in modern theoretical physics, including their observational consequences from future gravitational wave (GW) observatories. In this direction, extreme mass-ratio inspirals (EMRI), attracting considerable interest in GW astronomy and fundamental physics, can potentially provide a useful platform for the search of extra dimensions. In this paper, we examine a rotating braneworld black hole in the context of equatorial eccentric EMRI and attempt to provide an order of magnitude analysis for the extra-dimensional parameter termed "tidal charge". We estimate GW fluxes for the dominant mode and determine the impact of the tidal charge parameter on the orbital evolution. We further evaluate the prospects of detecting such a parameter through mismatch computation. We observe a significant enhancement in the mismatch as the value of orbital eccentricity or tidal charge parameter increases; the phenomenon becomes more obvious for rapidly rotating massive black holes. Thus, the study suggests that eccentric EMRI can potentially probe the existence of extra dimensions with future low-frequency detectors such as the Laser Interferometer Space Antenna (LISA). | 異次元に関する研究は現代でも大きな関心を集めています。 理論物理学、将来からの観測結果を含む 重力波（GW）観測所。 この方向では、極端な質量比 inspirals (EMRI)、GW の天文学と 基礎物理学は、検索に有用なプラットフォームを提供する可能性があります 余分な次元の。 この論文では、回転するブレーンワールド ブラック ホールを調べます。 赤道偏心EMRIのコンテキストで、次の順序を提供しようとしています。 「潮汐力」と呼ばれる異次元パラメータのマグニチュード分析。 支配的なモードの GW フラックスを推定し、その影響を判断します。 軌道発展における潮汐力パラメータ。 さらに評価します。 不一致計算を通じてそのようなパラメータを検出できる可能性があります。 私たちは 軌道の値として不一致の大幅な増加が観察されます。 離心率または潮汐パラメータが増加します。 現象はさらに大きくなる 高速で回転する巨大なブラック ホールでは明らかです。 したがって、この研究は次のことを示唆しています。 エキセントリックな EMRI は、余剰次元の存在を探ることができる可能性があります。 レーザー干渉計スペースアンテナなどの将来の低周波検出器 （リサ）。 |
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| We investigate slow roll inflation and the creation of primordial density fluctuations in the framework of $f(Q,T)$ gravity. Our focus is on constraining the evolution of both the background and perturbations in this theory, specifically using the form $f(Q,T) = \alpha Q + g(T)$, where $g(T)$ is an arbitrary function of the trace of the stress-energy tensor $T$. We derive the Mukhanov-Sasaki equations for scalar and tensor perturbations, and by solving these equations in the slow-roll regime, we compute the power spectra and spectral index for both modes within the general functional framework of $g(T)$. In particular, we examine power law functional forms of $g(T)$ to establish the observational constraints associated with quadratic potential. By imposing constraints on the model's parameters, we obtain results that align closely with the Planck 2018 data and BAO data for the tensor-to-scalar ratio. Notably, a model that includes $g(T) = \beta T^2$ and a quadratic potential yields the best-fit values consistent with the spectral index and tensor-to-scalar ratio suggested by the Planck and BICEP2 results. | ゆっくりとしたロールインフレーションと原始密度の生成を調査します $f(Q,T)$ 重力の枠組みの変動。 私たちは制約に重点を置いています この理論における背景と摂動の両方の進化、 具体的には $f(Q,T) = \alpha Q + g(T)$ という形式を使用します。 ここで $g(T)$ は 応力エネルギーテンソル $T$ のトレースの任意の関数。 を導き出します。 スカラー摂動とテンソル摂動のムハノフ・佐々木方程式、および次の解法による これらの方程式をスローロール領域で使用して、パワースペクトルを計算し、 一般的な機能枠組み内の両方のモードのスペクトルインデックス $g(T)$。 特に、 $g(T)$ のべき乗則関数形式を調べて、 二次ポテンシャルに関連する観察上の制約を確立します。 による モデルのパラメータに制約を課すと、一致する結果が得られます。 テンソル対スカラー比については、Planck 2018 データおよび BAO データとほぼ一致しています。 特に、 $g(T) = \beta T^2$ と二次ポテンシャルを含むモデル スペクトルインデックスと一致する最適な値を生成し、 プランクと BICEP2 の結果によって示唆されたテンソル対スカラー比。 |
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| In this study, we investigate the polarization properties of gravitational waves within a torsionless spacetime framework, as described by the Palatini formalism. Our analysis uncovers the presence of two novel polarization modes, referred to as shear modes, which extend beyond the traditional set of six modes in a four-dimensional Riemannian spacetime. These shear modes, uniquely driven by vector degrees of freedom associated with non-metricity, are classified as vector modes, and their detection provides a unique opportunity to explore the fundamental structure of spacetime. Furthermore, we establish a comprehensive theoretical framework within the most general second-order Palatini theory to systematically analyze the polarization modes of gravitational waves, providing robust support for using gravitational wave detectors to test and refine gravitational theories. | この研究では、重力の偏光特性を調査します。 パラティーニによって説明された、ねじれのない時空の枠組み内の波 形式主義。 私たちの分析により、2 つの新しい偏光モードの存在が明らかになりました。 せん断モードと呼ばれ、従来の 6 つのセットを超えて拡張されます。 4 次元リーマン時空のモード。 これらのせん断モードは、独自の 非計量性と関連付けられたベクトル自由度によって駆動される、 ベクトルモードとして分類されており、その検出はユニークな機会を提供します 時空の基本構造を探ります。 さらに、 最も一般的な二次内の包括的な理論的枠組み 偏光モードを体系的に分析するパラティーニ理論 重力波、重力波の使用を強力にサポートします 重力理論をテストし改良するための検出器。 |
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| The present work explores the role of the dilaton charge $r_2$ and the plasma environment in explaining the observed images of M87* and Sgr A*. Dilaton charges are associated with Kerr-Sen black holes, the stationary, axi-symmetric black hole solution in the Einstein-Maxwell-dilaton-axion (EMDA) gravity which arise in the low energy effective action of superstring theories. We investigate the impact of the background spacetime (here dilaton charge and spin) and the plasma environment in modifying the shape and size of the black hole shadow. The theoretically derived shadow is compared with the observed images of M87* and Sgr A* which enables us to constrain the background spacetime in presence of the plasma environment. Our analysis reveals that the shadow of M87* favors the Kerr scenario and rules out $r_2>0.48$, while the shadow of Sgr A* exhibits a marginal preference towards the Kerr-Sen scenario (although GR is allowed within 1-$\sigma$) and rules out $r_2>1$. Thus, large values of dilaton charge are disfavored for M87* and Sgr A* and this result holds good irrespective of the inhomogeneous plasma environment. In fact, the presence of plasma further constrains the allowed parameter space of $r_2$ and within the observed 1-$\sigma$ interval, the present data cannot distinguish between the Kerr and the Kerr-Sen black holes with mild dilaton charges. Moreover, the shadows of M87* and Sgr A* rule out very dense inhomogeneous plasma environments surrounding these objects and hence, black holes with less dense plasma environments seem to be good sites to detect signatures of dilaton charge. These findings not only underscore the importance of considering plasma effects in shadow related studies but also provide a pathway for refining constraints on alternative gravitational theories using black hole observations. | 現在の研究では、ダイラトン電荷 $r_2$ とプラズマの役割を調査しています。 M87* と Sgr A* の観測画像を説明する環境。 ディラトン 電荷は、静止した軸対称のカー・セン ブラック ホールに関連付けられています。 アインシュタイン・マクスウェル・ディラトン・アクシオン (EMDA) 重力におけるブラック ホールの解 超ひも理論の低エネルギー有効作用で生じます。 私たちは 背景時空の影響を調査します (ここではディラトン電荷と スピン) と黒の形状とサイズを変更する際のプラズマ環境 穴の影。 理論的に導出された影と観察された影が比較されます。 M87* と Sgr A* の画像。 これにより背景を抑制できます。 プラズマ環境が存在する時空。 私たちの分析により、 M87* の影はカーシナリオを支持し、$r_2>0.48$ を除外しますが、 Sgr A* の影は、カー・センのシナリオに対してわずかな優先度を示す (ただし、GR は 1-$\sigma$ 内で許可されます)、$r_2>1$ は除外されます。 したがって、大きな ダイラトン電荷の値は M87* と Sgr A* にとって不利であり、この結果は 不均一なプラズマ環境に関係なく良好に保持されます。 実際、 プラズマの存在は $r_2$ の許容パラメータ空間をさらに制限し、 観察された 1-$\sigma$ 間隔内では、現在のデータでは区別できません 穏やかなダイラトン電荷を持つカー ブラック ホールとカー セン ブラック ホールの間。 さらに、M87* と Sgr A* の影は、非常に高密度で不均質な物質を排除します。 これらの物体を取り囲むプラズマ環境、したがってブラックホールの発生量は減少します。 高密度プラズマ環境は、ダイラトンの兆候を検出するのに適した場所であるようです 充電。 これらの発見は、血漿を考慮することの重要性を強調するだけではありません 影関連の研究における効果だけでなく、改良のための道筋も提供します ブラックホールを用いた代替重力理論の制約 観察。 |
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| The final pulse of gravitational wave (GW) emission is released in the chirp phase of binary coalescence, with LIGO detections since GW150914 showing the radiated energy $E_{\mathrm{GW}}$ scales approximately as one-tenth of the chirp mass: $\sim\mathcal{M}/10$. While evident in numerical relativity, this scaling lacks a simple analytical form without ad hoc assumptions. We model the binary as a rotating, contracting Gaussian volume, and from the energy density of a gravitating body with torsion we yield a classical peak radiated energy of $E_\mathrm{GW}=(5/48)\mathcal{M}$. Refining this via stochastic gravity, we treat first-order metric perturbations as graviton fluctuations, applying relativistic kinetic theory to a Bose-Einstein-distributed graviton gas. This derives the peak radiated energy at the chirp mass as the gas' effective thermal energy: $E_\mathrm{GW}\simeq 0.11296\mathcal{M}$, matching LIGO data with 1:1 ratios of 0.851--0.998. This quantum-classical correspondence suggests graviton gas kinematics (e.g., GW/graviton wave-particle duality, high-energy graviton-graviton scattering) and invites noise analysis and post-coalescence studies. | 重力波 (GW) 放射の最後のパルスがチャープで放出されます。 GW150914 以降の LIGO 検出により、二元合体段階が示されています。 放射エネルギー $E_{\mathrm{GW}}$ は、 チャープ質量: $\sim\mathcal{M}/10$。 これは数値相対論では明らかですが、 スケーリングには、その場限りの仮定を持たない単純な分析形式が欠けています。 モデル化します 回転、収縮するガウス体積としてのバイナリ、およびエネルギー密度から ねじれを伴う重力体の古典的なピーク放射エネルギーが得られます。 $E_\mathrm{GW}=(5/48)\mathcal{M}$。 これを確率的重力によって洗練すると、 一次計量摂動を重力子の変動として扱い、 ボース・アインシュタイン分布重力子ガスに対する相対論的運動理論。 これ チャープ質量におけるピーク放射エネルギーをガスの実効値として導き出します。 熱エネルギー: $E_\mathrm{GW}\simeq 0.11296\mathcal{M}$、LIGO データと一致 1:1 の比率は 0.851 ～ 0.998 です。 この量子と古典の対応関係は、 重力子気体運動学 (例: GW/重力子波-粒子二重性、高エネルギー) 重力子間散乱) を利用し、ノイズ分析と合体後の分析を可能にします。 勉強します。 |
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| We study quasinormal modes of massive scalar and massless Dirac fields in the background of regular black holes and traversable wormholes arising in Covariant Effective Quantum Gravity. Using both the JWKB approximation and time-domain integration, we analyze the impact of quantum corrections on the quasinormal spectra and late-time behavior of perturbations. Our results reveal the existence of slowly decaying, oscillatory tails and quasi-resonant modes in the scalar sector, particularly in the high-mass regime. In the fermionic case, the damping rate increases with the quantum correction parameter $ \xi $, while the oscillation frequency decreases. We also observe pronounced echo-like structures in the time-domain profiles near the black hole-wormhole threshold. These findings provide insight into the dynamics of perturbations in quantum-corrected spacetimes and offer potential signatures for distinguishing black holes from wormholes in future gravitational wave observations. | 私たちは、大規模なスカラー場の準正規モードと質量のないディラック場の準正規モードを研究します。 通常のブラック ホールと通過可能なワームホールの背景 共変有効量子重力。 JWKB 近似と 時間領域統合により、量子補正が時間領域に及ぼす影響を分析します。 準正規スペクトルと摂動の遅延時の挙動。 私たちの結果が明らかにしたのは、 ゆっくりと減衰する振動尾部と準共鳴モードの存在 スカラー部門、特に高質量領域で。 フェルミオンの場合、 減衰率は量子補正パラメータ $ \xi $ とともに増加しますが、 発振周波数が下がります。 顕著なエコー様の現象も観察されます。 ブラック ホールとワームホールのしきい値付近の時間領域プロファイル内の構造。 これらの発見は、宇宙における摂動のダイナミクスについての洞察を提供します。 量子補正された時空を識別するための潜在的な署名を提供します 将来の重力波観測におけるワームホールからのブラックホール。 |
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| In cosmology, the Gurzadyan's theorem identifies the most general force law consistent with the finding of Newton's first shell theorem -- that a spherical symmetric mass exerts the same gravitational force as a point mass at its center. This theorem has found important applications in cosmological modeling, particularly in the context of MoND (Modified Newtonian Dynamics), which has recently gained renewed attention as a potential alternative to dark matter. The derivation by Gurzadyan is written in an extremely concise and dense style, making it difficult to follow. Recent proofs of the theorem based on power-series methods offer valuable perspectives, though they differ from the original derivation, which is based on perturbation analysis. Our note aims to clarify the underlying logic in a pedagogical way -- accessible to advanced high school or undergraduate students -- while preserving conceptual clarity and mathematical elegance of his insight. | 宇宙論では、グルザディアンの定理は最も一般的な力の法則を特定します ニュートンの最初のシェル定理の発見と一致します -- 球面 対称質量は、その点で点質量と同じ重力を及ぼします。 中心。 この定理は宇宙論的モデリングに重要な応用が見出されています。 特に、MoND (修正ニュートン力学) のコンテキストでは、 最近、暗黒物質の代替となる可能性があるものとして再び注目を集めています。 Gurzadyan による導出は非常に簡潔かつ緻密なスタイルで書かれており、 従うのが難しくなります。 に基づく定理の最近の証明 べき級数手法は、貴重な視点を提供しますが、 摂動解析に基づいた独自の導出。 私たちのメモの目的は、 基礎となるロジックを教育的な方法で明確にします -- 上級者でもアクセス可能 高校生または大学生 -- 概念的な明確さを保ちながら そして彼の洞察力の数学的優雅さ。 |
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| The infrared singularities of scattering amplitudes have historically contributed to much development in understanding fundamental structures in physics. However, the fate of the leading soft singularities of amplitudes in non-trivial background fields has remained largely unknown. In this paper, we derive the leading soft theorems for photons, gluons and gravitons on generic plane wave backgrounds in gauge theory and gravity. The results differ from the flat space results through dependence on the initial conditions of the soft mediator. We also consider the special case of self-dual plane wave backgrounds, and match onto the flat space results when the background is treated perturbatively. | 散乱振幅の赤外線特異点は歴史的に の基本的な構造を理解する上で多くの発展に貢献しました。 物理。 ただし、振幅の主要なソフト特異点の運命は、 重要な背景フィールドはほとんど知られていないままです。 本稿では、 一般的な関数で光子、グルーオン、重力子に関する主要なソフト定理を導き出します。 ゲージ理論と重力における平面波の背景。 結果は、 平坦な空間は、ソフトの初期条件に依存して生じます。 仲介者。 自己二重平面波の特殊な場合も考慮します。 背景、および背景が存在する場合の平らな空間の結果への一致 乱暴に扱われた。 |
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| We present a very detailed derivation of solutions describing hairy black holes within the gravity-coupled Weinberg-Salam theory, which were previously reported in \href{https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.171402}{Phys.Rev.Lett. 133 (2024) 171402}. These black holes support a strong magnetic field that polarizes the electroweak vacuum and creates a condensate of massive fields carrying superconducting currents along the black hole horizon. The currents, in turn, generate a ``corona'' of magnetic vortex segments attached to the horizon at both ends. The condensate and corona together constitute the black hole hair. The extremal solutions approach, in the far field, the magnetic Reissner-Nordstr\"om configuration, with a total mass that is {\it lower} than the total charge, $M<|Q|$, due to the negative Zeeman energy of the condensate. This makes the removal of the hair energetically unfavorable. The maximally hairy black holes exhibit masses comparable to terrestrial values, with approximately 11\% of their total mass stored in the hair. Given that these solutions arise within a well-tested theoretical framework, they are likely to have physical relevance. | 毛むくじゃらの黒を説明するソリューションの非常に詳細な導出を提示します。 以前は存在していた重力連動ワインバーグ・サラーム理論の穴 で報告されました \href{https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.171402}{Phys.Rev.Lett. 133 (2024) 171402}。 これらのブラックホールは、地球を分極させる強力な磁場を支えています。 電気弱真空を発生させ、大規模な場の凝縮物を生成します。 ブラックホールの地平線に沿った超伝導電流。 流れは、今度は、 地平線に付着した磁気渦セグメントの「コロナ」を生成する 両端。 凝縮物とコロナは一緒になってブラックホールヘアを構成します。 極値解は、遠方界で磁気に接近します。 Reissner-Nordstr\"om 構成、総質量は以下よりも {\it 低い} 凝縮物の負のゼーマン エネルギーによる総電荷 $M<|Q|$。 これにより、毛の除去がエネルギー的に不利になります。 最大限に 毛むくじゃらのブラックホールは地球の値に匹敵する質量を示します。 総質量の約 11% が毛髪に蓄えられています。 これらを考慮すると、 解決策は十分にテストされた理論的枠組みの中で生まれます。 物理的な関連性があります。 |
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| We study cosmological evolution in a flat FLRW spacetime in the context of modified STEGR gravity or $f(Q)$, using an exponential two-parameter model which represents a smooth perturbative expansion around the $\Lambda$CDM model. The cosmological analysis is carried out by calculating the Hubble parameter as a function of redshift, for selected values of the parameters. The Hubble parameter is obtained analytically by means of several approximations good enough to deviate slightly from the $\Lambda$CDM case. Several late-time cosmological parameters are computed, such as: dark energy state parameter, deceleration parameter, statefinder parameters. Additionally, we analyzed the behavior of the classical energy conditions WEC, SEC, NEC, and DEC for both the combination of matter and geometrical contribution and the geometrical contribution alone. Beyond the background level, linear matter perturbations are studied by calculating parameters relevant to structure growth and formation. The overall results indicate that the model may exhibit quintessence-like and phantom-like behavior and it impacts the growth of structures in the universe by means late-time deviations from the $\Lambda$CDM model. | 私たちは、平坦な FLRW 時空における宇宙論的進化を、 指数関数的な 2 パラメーター モデルを使用した、修正された STEGR 重力または $f(Q)$ これは、$\Lambda$CDM モデルの周りの滑らかな摂動的展開を表します。 宇宙論的解析は、ハッブルパラメータを次のように計算することによって実行されます。 パラメータの選択された値に対する赤方偏移の関数。 ハッブル号 パラメータはいくつかの近似を使用して分析的に取得されます。 $\Lambda$CDM の場合からわずかに逸脱するのに十分です。 数回の遅刻 暗黒エネルギー状態パラメータなどの宇宙論的パラメータが計算されます。 減速パラメータ、ステートファインダーパラメータ。 さらに、次のことを分析しました。 両方の古典的なエネルギー条件 WEC、SEC、NEC、DEC の挙動 物質と幾何学的寄与と幾何学的寄与の組み合わせ 貢献だけでも。 バックグラウンドレベルを超えた、線形物質の摂動 構造の成長に関連するパラメータを計算することによって研究され、 形成。 全体的な結果は、モデルが次のような症状を示す可能性があることを示しています。 真髄のような振る舞いと幻影のような振る舞いが成長に影響を与えます。 $\Lambda$CDM からの遅延偏差による宇宙の構造 モデル。 |
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| Motivated by the parametrization invariance of cosmological Lagrangians and their equivalence to systems describing the motion of particles in curved backgrounds, we identify the phase space analogue of the notion of proper time. We define the corresponding quantum operator, which results in being canonically conjugate to that of the vanishing Hamiltonian. In the context of particle dynamics, this leads to an uncertainty relation of the form $\Delta E_0 \,\Delta T \geq \hbar$, where $E_0$ is the rest energy of the particle. By studying the non-relativistic limit, we show that the action of the operator reduces to multiplication by the classical time coordinate. Finally, we derive the generic expression for the introduced time variable in the cosmological setting. | 宇宙論的なラグランジアンのパラメータ化不変性によって動機付けられ、 それらは、粒子の動きを曲面で記述するシステムと等価です。 これらの背景を踏まえて、固有時間の概念に類似した位相空間を特定します。 対応する量子演算子を定義すると、次のようになります。 消滅したハミルトニアンのそれに標準的に共役します。 という文脈で 粒子力学、これは $\Delta の形式の不確実性関係につながります。 E_0 \,\Delta T \geq \hbar$、ここで $E_0$ は粒子の残留エネルギーです。 による 非相対論的極限を研究すると、演算子のアクションが次のことを示します。 古典的な時間座標による乗算に帰着します。 最後に、次のように導きます。 宇宙論に導入された時間変数の一般的な式 設定。 |
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| Non-Gaussianity in the primordial curvature perturbation is a crucial element of the early universe due to its significant impact on the primordial black hole (PBH) production. In this work, we focus on the effects of negative non-Gaussianity on PBH abundance through the lens of the compaction function criterion for PBH formation. Our setup utilizes an effective field theory of non-singular bounce, including the standard slow-roll inflation with an ultra-slow roll phase for amplifying the curvature perturbations to form PBHs. We investigate with two separate values of the non-Gaussianity parameter, $f_{\rm NL}=(-39.95,-35/8)$, found within the ekpyrotic contraction and the matter bounce scenarios, respectively, and show that a negatively large amount of $f_{\rm NL}$ can provide sizeable abundance, $10^{-3}\leq f_{\rm PBH}\leq 1$, and completely mitigates the PBH overproduction issue. We also highlight that the case with the effective sound speed $c_{s}=1$, coupled with $f_{\rm NL}=-39.95$, provides an agreement under $1\sigma$ for the scalar-induced gravitational wave explanation of the latest PTA (NANOGrav15 and EPTA) signal. Lastly, we extract an upper bound on the most negative value of, $f_{\rm NL}\sim -60$, below which we show breaching of the underlying perturbativity constraints on the power spectrum amplitude. | 原始曲率摂動における非ガウス性は重要な要素です 原初の黒色への重大な影響による初期宇宙の ホール（PBH）の生成。 この研究では、ネガティブな影響に焦点を当てます。 圧縮関数のレンズを通した PBH 存在量の非ガウス性 PBH形成の基準。 私たちのセットアップでは、有効場の理論を利用しています。 特異でないバウンス（標準的なスローロールインフレを含む） 曲率の摂動を増幅して PBH を形成するための超低速ロール フェーズ。 非ガウス性パラメーターの 2 つの別々の値を使用して調査します。 $f_{\rm NL}=(-39.95,-35/8)$、発熱収縮と それぞれ物質のバウンスシナリオを示し、負の量の物質が存在することを示しています。 $f_{\rm NL}$ はかなりの量を提供できます、$10^{-3}\leq f_{\rm PBH}\leq 1$ で、PBH の過剰生産の問題を完全に軽減します。 また、ハイライトします 実効音速 $c_{s}=1$ の場合と $f_{\rm NL}=-39.95$、スカラー誘起の $1\sigma$ の下で一致します。 最新のPTA（NANOGrav15とEPTA）信号の重力波解説。 最後に、$f_{\rm の最も負の値の上限を抽出します。 NL}\sim -60$、これ以下では基礎となる摂動性の突破が示されます。 パワースペクトル振幅の制約。 |
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| We propose a pseudo-scalar quantity, which is an analogue of the Chern-Simons invariant, in the framework of non-metricity gravity. By considering the coupling between the pseudo-scalar quantity and the axion, we give scenarios which may solve the problems of the axion misalignment, the $S_8$ problem, and the beginning of inflation. When the phase transition associated with the spontaneous breaking of the gauge symmetry of the electroweak theory or grand unified theories (GUTs) occurs, the pseudo-scalar quantity has a non-trivial value, which induces the misalignment of the axion field and axion particles are produced. If the gradient of the potential is small, the $S_8$ problem might be solved. We also propose a mechanism which induces inflation by the misalignment of the axion field generated by the phase transition of the GUTs. | 我々は、チャーン・シモンズの類似物である擬似スカラー量を提案します。 非計量重力の枠組みでは不変です。 を考慮することで、 擬似スカラー量とアクシオンの間の結合、シナリオを与える これにより、アクシオンのミスアライメント、$S_8$ 問題、および インフレの始まり。 に関連する相転移が起こると、 電弱理論またはグランドのゲージ対称性の自発的破れ 統一理論 (GUT) が発生すると、擬似スカラー量が自明ではなくなります。 アクシオン フィールドとアクシオン パーティクルの位置ずれを引き起こす値 生産されます。 ポテンシャルの傾きが小さい場合、$S_8$問題 解決されるかも知れません。 また、インフレを誘発するメカニズムを提案します。 GUT の相転移によって生成されるアクシオン場の位置ずれ。 |
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| In this paper, we explore the Kerr-Sen-Taub-NUT spacetime with the inclusion of the Manko-Ruiz parameter. We demonstrate the separability of the Hamilton-Jacobi equation for a classical test particle in this spacetime and, using the null Hamilton-Jacobi equation, derive a set of equations that define the black hole shadow boundary. Our analysis reveals that the shadow shape is influenced by variations in the spacetime parameters, including the Hassan-Sen transformation parameter, which corresponds to the black hole electric charge, as well as the NUT charge and rotational parameter. Additionally, we highlight the impact of the Manko-Ruiz parameter on the shadow deformation, offering new insights into its role in shaping the Kerr-Sen-Taub-NUT spacetime geometry. | この論文では、以下を含めて Kerr-Sen-Taub-NUT 時空を探索します。 Manko-Ruiz パラメータの。 の分離可能性を実証します。 この時空における古典的なテスト粒子のハミルトン・ヤコビ方程式と、 ヌルのハミルトン・ヤコビ方程式を使用して、以下を定義する一連の方程式を導き出します。 ブラックホールの影の境界。 私たちの分析により、影の形状は次のとおりであることがわかりました。 ハッサン・センを含む時空パラメータの変動の影響を受ける ブラックホールの電荷に相当する変換パラメータ、 NUT の電荷と回転パラメータも同様です。 さらに、強調表示します Manko-Ruiz パラメータが影の変形に与える影響により、新たな効果が得られます。 カー・セン・タウブ・NUT時空幾何学の形成におけるその役割についての洞察。 |
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| The AION project has built a tabletop prototype of a single-photon long-baseline atom interferometer using the 87Sr clock transition - a type of quantum sensor designed to search for dark matter and gravitational waves. Our prototype detector operates at the Standard Quantum Limit (SQL), producing a signal with no unexpected noise beyond atom shot noise. Importantly, the detector remains at the SQL even when additional laser phase noise is introduced, emulating conditions in a long-baseline detector such as AION or AEDGE where significant laser phase deviations will accumulate during long atom interrogation times. Our results mark a key milestone in extending atom interferometers to long baselines. Such interferometers can complement laser-interferometer gravitational wave detectors by accessing the mid-frequency gravitational wave band around 1 Hz, and can search for physics beyond the Standard Model. | AION プロジェクトは単一光子の卓上プロトタイプを構築しました 87Sr クロック遷移を使用した長基線原子干渉計 - の一種 暗黒物質と重力波を探索するために設計された量子センサー。 私たちの プロトタイプ検出器は標準量子限界 (SQL) で動作し、 アトムショットノイズを超える予期せぬノイズのない信号。 重要なのは、 レーザー位相ノイズが追加された場合でも、検出器は SQL に留まります。 導入され、AION や 長い原子の間に大きなレーザー位相偏差が蓄積される AEDGE 尋問の時間。 私たちの結果は、アトムの拡張における重要なマイルストーンをマークします 長いベースラインまでの干渉計。 このような干渉計は補完することができます レーザー干渉計重力波検出器にアクセスして、 1Hz付近の中周波重力波帯で物理検索が可能 スタンダードモデルを超えた。 |
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| We discuss the implications of the DESI 2024 BAO data on scalar-tensor models of gravity. We consider four representative models: induced gravity (IG, equivalent to Jordan-Brans-Dicke), where we either fix today's value of the effective gravitational constant on cosmological scales to the Newton's constant or allow them to differ, Jordan-Brans-Dicke supplemented with a Galileon term (BDG), and early modified gravity (EMG) with a conformal coupling. In this way it is possible to investigate how different modified gravity models compare with each other when confronted with DESI 2024 BAO data. Compared to previous analyses, for all of these models, the combination of Planck and DESI data favors a larger value of the key parameter of the theory, such as the nonminimal coupling to gravity or the Galileon term, leading also to a larger value of $H_0$, due to the known degeneracy between these parameters. These new results are mainly driven by the first two redshift bins of DESI. In BDG, in which we find the largest value for $H_0$ among the models considered, the combination of Planck and DESI is consistent with CCHP results and reduces the $H_0$ tension with the SH0ES measurement to $1.2\sigma$ (compared to $4.5\sigma$ of $\Lambda$CDM in our Planck + DESI analysis). | DESI 2024 BAO データのスカラー テンソル モデルへの影響について議論します 重力の。 4 つの代表的なモデルを検討します: 誘導重力 (IG、 Jordan-Brans-Dicke と同等)、ここで、の今日の値を修正します。 宇宙論的スケールでの有効重力定数からニュートン数まで 一定であるか、異なることを許容するか、Jordan-Brans-Dicke が ガリレオン項 (BDG) と共形を使用した初期修正重力 (EMG) カップリング。 このようにして、変更がどのように異なるかを調査することが可能です 重力モデルは、DESI 2024 BAO データと対峙したときに相互に比較されます。 以前の分析と比較すると、これらすべてのモデルについて、 プランクと DESI データは、理論の重要なパラメーターの値が大きいほど有利です。 重力やガリレオン項との非最小結合など、また、 これらの間の既知の縮退により、より大きな値 $H_0$ に設定されます。 パラメータ。 これらの新しい結果は、主に最初の 2 つの赤方偏移ビンによって決まります。 DESIの。 BDG では、モデル間で $H_0$ の最大値が見つかります。 考慮すると、プランクと DESI の組み合わせは CCHP の結果と一致します。 そして、SH0ES測定による$H_0$張力を$1.2\sigma$に減少させます。 (Planck + DESI 分析における $\Lambda$CDM の $4.5\sigma$ と比較)。 |
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| We study the cosmological constraints of the time variation of the electron mass $m_e$ and the fine-structure constant $\alpha$, using data of cosmic microwave background, supernovae light curve and baryon acoustic oscillation (BAO) data including the recent DESI BAO DR2 measurements. The results are slightly depending on the BAO data set included in the analysis. The latest DESI BAO DR2 data strongly indicates that $m_e$ or $\alpha$ is slightly larger than the previous data from 6DF+SDSS and DESI BAO DR1. We also compare the varying $m_e$ model, the varying $\alpha$ model, and the simultaneous variation of $m_e$ and $\alpha$. When considering the Hubble tension, a larger electron mass is the most promising option and the variation of the fine-structure constants does not alleviate the tension. | 電子の時間変化の宇宙論的制約を研究します 宇宙のデータを使用した質量 $m_e$ と微細構造定数 $\alpha$ マイクロ波背景、超新星の光度曲線、バリオン音響振動 最近の DESI BAO DR2 測定を含む (BAO) データ。 結果は次のとおりです 分析に含まれる BAO データセットにわずかに依存します。 最新の DESI BAO DR2 データは、$m_e$ または $\alpha$ がわずかに大きいことを強く示しています 6DF+SDSS および DESI BAO DR1 の以前のデータよりも優れています。 こちらも比較してみます 変動$m_e$モデル、変動$\alpha$モデル、同時変動 $m_e$ と $\alpha$ の。 ハッブル張力を考えると、電子が大きいほど、 質量が最も有望なオプションであり、微細構造のバリエーションです。 一定しても緊張は緩和されません。 |
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| This paper studies the scalar, electromagnetic field and Dirac field perturbations of spherically symmetric black hole within the framework of Einstein-bumblebee gravity model with global monopole and cosmological constant. We investigate the effective potentials, greybody factors and quasinormal modes (QNMs) by applying the Klein-Gordon equation, electromagnetic field equation and Dirac equation expressed in Newman-Penrose (NP) formalism. Using the general method of rigorous bound, the greybody factors of scalar, electromagnetic and Dirac field are derived. Applying the sixth order WKB approximation and Pad\'{e} approximation, the QNM frequencies are derived. We also discuss the impact of global monopole $\eta$, cosmological constant $\Lambda$ and Lorentz violation parameter $L$ to the effective potential, greybody factor and QNMs. Increasing the parameter $\eta$ prevents the rise of effective potential for both Schwarzschild-de Sitter (SdS)-like and Schwarzschild-Anti de Sitter (SAdS)-like black holes with global monopole and consequently increases the greybody factors. However, decreasing the parameter $L$ reduces the rise of effective potential for the SAdS-like black hole with global monopole and it increases the greybody factor but increasing the parameter $L$ has an opposite effect for SdS-like black hole with global monopole. It is also shown that the shadow radius increases with increasing the parameter $\eta$ for both dS and AdS cases. Increasing the value of $L$ tends to increase the shadow radius for dS black hole but it has an opposite effect in AdS case. A careful studying is being carried out to investigate how the absorption cross-section gets affected when the parameter $L$ appears into the picture. | この論文では、スカラー、電磁場、ディラック場について研究します。 の枠組み内での球対称ブラック ホールの摂動 全球モノポールと宇宙論を備えたアインシュタイン-マルハナバチ重力モデル 絶え間ない。 私たちは、有効なポテンシャル、グレイボディ要因、および クライン・ゴードン方程式を適用した準正規モード (QNM)、電磁 Newman-Penrose (NP) 形式で表現された場方程式とディラック方程式。 厳密な限界の一般的な方法、スカラーのグレイボディ因子を使用して、 電磁場とディラック場が導出されます。 6次WKBの適用 近似と Pad\'{e} 近似により、QNM 周波数が導出されます。 私たちは また、宇宙定数であるグローバルモノポール $\eta$ の影響についても議論します $\Lambda$ とローレンツ違反パラメータ $L$ を有効ポテンシャルに、 グレイボディ因子と QNM。 パラメータ $\eta$ を増やすと、 Schwarzschild-de Sitter (SdS) のような効果と、 グローバルモノポールを備えたシュワルツシルトアンチドシッター（SAdS）のようなブラックホールと その結果、グレーボディ係数が増加します。 ただしパラメータを下げると $L$ は、SAdS のようなブラック ホールの実効ポテンシャルの上昇を抑制します。 グローバルモノポールであり、グレーボディ係数が増加しますが、 パラメータ $L$ は、グローバルな SdS のようなブラック ホールに対して逆の効果を持ちます。 モノポール。 また、影の半径が増加するにつれて増加することも示されています。 dS と AdS の両方の場合のパラメータ $\eta$。 $L$の値が大きくなる傾向にある dS ブラック ホールの影の半径を拡大しますが、逆の効果があります。 AdSの場合。 どのようにして起こるかを調べるために、慎重な研究が行われています。 パラメータ $L$ がパラメータに現れると、吸収断面積が影響を受けます。 写真。 |
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| This study aims to investigate the physical properties of wormhole geometry within the context of $f(T,\mathcal{T})$ gravity, which serves as a teleparallel formulation of general relativity. We study a linear model, $f(T,\mathcal{T})=\alpha T+\beta\mathcal{T}$, to explore traversable wormholes. A linear equation of state is utilized for radial pressure, leading to a power-law shaped function. It was found that the violation of energy conditions, depends on the $\alpha$ and $\beta$ parameters. A diverse array of intriguing wormhole solutions was identified, contingent upon the specific model parameters employed. It is demonstrated that isotropic wormhole solutions cannot be attained within this framework. Additionally, solutions characterized by a variable equation of state parameter are introduced. A comparative analysis of wormhole solutions in the context of $f(T,\mathcal{T})$ and curvature-based gravity, specifically $f(R,T)$, is also provided. | この研究は、ワームホールの形状の物理的特性を調査することを目的としています。 $f(T,\mathcal{T})$ 重力のコンテキスト内で、 一般相対性理論のテレパラレル定式化。 私たちは線形モデルを研究します。 $f(T,\mathcal{T})=\alpha T+\beta\mathcal{T}$、通過可能なワームホールを探索します。 線形状態方程式がラジアル圧力に利用され、 べき乗則形状の関数。 エネルギー違反であることが判明した 条件は、$\alpha$ および $\beta$ パラメーターによって異なります。 多彩なラインナップ 特定の条件に応じて、興味深いワームホールの解決策が特定されました。 使用されるモデルパラメータ。 等方性ワームホール解が存在することが実証されています。 この枠内では達成できません。 さらに、ソリューションの特徴 変数の状態方程式パラメータが導入されます。 比較 $f(T,\mathcal{T})$ のコンテキストでのワームホールの解決策の分析と 曲率ベースの重力、特に $f(R,T)$ も提供されます。 |
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| Previous research has focused on establishing lower bounds on the minimum orbital period of black holes. In this work, we explore the complementary question of whether an upper bound exists for the minimum orbital period of black holes. We investigate the minimum orbital periods of three types of black holes: Schwarzschild, Reissner-Nordstr\"{o}m and Kerr-Newman black holes. We find that the minimum orbital period of these black holes is bounded by an upper limit $T_{min} \leqslant 6\sqrt{3}\pi M$, where $M$ is the black hole mass. Our results suggest that this upper bound on the minimum orbital period may be a general property in black hole spacetimes. | これまでの研究では、最小値の下限を設定することに焦点が当てられていました。 ブラックホールの公転周期。 この研究では、補完的な機能を探求します。 の最小公転周期に上限が存在するかどうかの問題 ブラックホール。 3種類の黒色の最小公転周期を調べる ホール: シュワルツシルト ブラック ホール、ライスナー ノルドストラ\"{o}m ブラック ホール、カー ニューマン ブラック ホール。 これらのブラック ホールの最小公転周期は、 上限 $T_{min} \leqslant 6\sqrt{3}\pi M$、$M$ はブラック ホール 質量。 私たちの結果は、この最小軌道周期の上限が ブラックホール時空の一般的な性質である可能性があります。 |
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| In the framework of general relativity, dark energy was proposed to explain the cosmic acceleration. A pivotal inquiry in cosmology is to determine whether dark energy is the cosmological constant, and if not, the challenge lies in constraining how it evolves with time. In this paper, we utilize the latest observational data to constrain some typical dark energy models, and make a comparison for them according to their capabilities of fitting the current data. Our study is confined to late-universe observations, including the baryon acoustic oscillation, type Ia supernova, cosmic chronometer, and strong gravitational lensing time delay data. We employ the Akaike information criterion (AIC) and Bayesian information criterion (BIC) to assess the worth of models. The AIC analysis indicates that all dark energy models outperform the $\Lambda$CDM model. However, the BIC analysis leaves room for $\Lambda$CDM due to its heavier penalty on the model complexity. Compared to $\Lambda$CDM, most dark energy models are robustly supported by AIC while being explicitly disfavored by BIC. The models that are robustly favored by AIC and not explicitly disfavored by BIC include the $w$CDM, interacting dark energy, and Ricci dark energy models. Furthermore, we observe that an alternative modified gravity model exhibits superior performance when compared with $\Lambda$CDM from both the AIC and BIC perspectives. | 一般相対性理論の枠組みで、ダークエネルギーを説明するために提案されました。 宇宙の加速度。 宇宙論における極めて重要な研究は、 暗黒エネルギーは宇宙定数であり、そうでない場合、課題は次のとおりです。 時間の経過とともにどのように進化するかを制限します。 この論文では、最新の 観測データを使用していくつかの典型的なダークエネルギーモデルを制約し、 現在の状況に適合する能力に応じてそれらを比較します。 データ。 私たちの研究は、バリオンを含む宇宙後期の観測に限定されています。 音響振動、Ia型超新星、宇宙クロノメーター、そして強い 重力レンズの時間遅延データ。 赤池情報を活用します 価値を評価するための基準 (AIC) とベイズ情報量基準 (BIC) モデル。 AIC 分析は、すべてのダーク エネルギー モデルが他のモデルよりも優れていることを示しています。 $\Lambda$CDM モデル。 ただし、BIC 分析では $\Lambda$CDM の余地が残されています。 モデルの複雑さに関してはより大きなペナルティが課せられます。 $\Lambda$CDM と比較すると、ほとんどの ダーク エネルギー モデルは AIC によって強力にサポートされていますが、明示的にサポートされています。 BICには嫌われている。 AIC によって確実に支持されるモデルとそうでないモデル BICが明らかに嫌っているものには、$w$CDM、相互作用するダークエネルギー、 リッチのダークエネルギーモデル。 さらに、代替案が変更されたことが観察されます。 重力モデルは $\Lambda$CDM と比較して優れたパフォーマンスを示します AIC と BIC の両方の観点から。 |
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| In this work we study the problem of generalizing the Gibbons-Hawking-York boundary terms for general quadratic theories of gravity and propose a simple condition to obtain them. From these terms we derive the junction conditions for a subset of this family of theories that includes Gauss-Bonnet (GB) gravity. We re-obtain the well-known results for GB theory, generalize them to other quadratic theories and compare the resulting junction conditions with the ones already derived in the literature using other methods | この研究では、ギボンズ-ホーキング-ヨークを一般化する問題を研究します。 一般的な二次重力理論の境界項を作成し、単純な提案を行います。 入手条件。 これらの項から接合条件を導き出します。 ガウス・ボンネット (GB) を含むこの一連の理論のサブセット用 重力。 GB 理論のよく知られた結果を再取得し、それらを次のように一般化します。 他の二次理論を使用して、結果として得られる接合条件を次の二次理論と比較します。 他の方法を使用して文献ですでに得られたもの |
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| We investigate the cosmological dynamics of interacting dark energy within the framework of $\alpha$-attractor models. Specifically, we analyze the associated autonomous system, focusing on its fixed points that represent dark energy and scaling solutions, along with their stability conditions. We employ center manifold theory to address cases where some fixed points display eigenvalues with zero and negative real parts. The model reveals attractors describing dark energy, enabling a smooth transition from the radiation-dominated era to the matter-dominated era, and ultimately into the dark-energy-dominated phase. Additionally, we identify a scaling matter solution capable of modifying the growth rate of matter perturbations during the matter-dominated epoch. Consequently, we study the evolution of matter perturbations by obtaining both analytical and numerical solutions to the density contrast evolution equation. Based on these results, we compute numerical solutions for the weighted growth rate $f\sigma_{8}$, indicating that interacting $\alpha$-attractor dark energy models may provide a better fit to structure formation data than the standard $\Lambda$CDM scenario. | 私たちは内部で相互作用する暗黒エネルギーの宇宙論的ダイナミクスを調査します。 $\alpha$-attractor モデルのフレームワーク。 具体的には、 関連する自律システム、暗闇を表す固定点に焦点を当てる エネルギーとスケーリングのソリューションとその安定性条件。 私たちは雇用します いくつかの不動点が表示されるケースに対処するための中心多様体理論 ゼロおよび負の実数部を持つ固有値。 モデルがアトラクターを明らかにする ダークエネルギーを説明し、ダークエネルギーからのスムーズな移行を可能にします。 放射線が支配する時代から物質が支配する時代へ、そして最終的には 暗黒エネルギーが支配する段階。 さらに、スケーリングの問題を特定します 物質の摂動の成長速度を変更できるソリューション 物質が支配する時代。 その結果、私たちは物質の進化を研究します の解析的解と数値的解の両方を取得することにより摂動を解析します。 濃度コントラストの進化方程式。 これらの結果に基づいて計算すると、 加重成長率 $f\sigma_{8}$ の数値解は、次のことを示します。 相互作用する $\alpha$-attractor ダーク エネルギー モデルは、より適切な適合性を提供する可能性があります。 標準の $\Lambda$CDM シナリオよりも構造形成データが異なります。 |
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| The Weyl double copy (WDC) relation connects the Weyl tensor of the gravity theory and the field strength tensor of the Maxwell theory, which provides a concrete realization of the classical double copy. Although intensively investigated, the WDC is only limited in four-dimensional spacetime. In this Letter, we generalize the WDC relation to five-dimensional spacetime, which offers the first example of the WDC in higher dimensions. We show that a special class of five-dimensional type N vacuum solutions admits a special class of degenerate Maxwell field that squares to give the Weyl tensor. The five-dimensional WDC relation defines a scalar field that satisfies the source-free Klein-Gordon equation on the curved background. We further verify that for five-dimensional pp-wave solution and Kundt solutions, the Maxwell fields and the scalar fields also satisfy the Maxwell's equations and the wave equation on five-dimensional Minkowski spacetime. | ワイル二重コピー (WDC) 関係は、重力のワイル テンソルを接続します。 理論とマクスウェル理論の場強度テンソル。 古典的な二重コピーの具体的な実現。 集中的にではありますが 調査したところ、WDC は 4 次元時空にのみ制限されています。 この中で 手紙では、WDC の関係を 5 次元時空と一般化します。 は、高次元での WDC の最初の例を提供します。 ということを示します。 特別なクラスの 5 次元 N 型真空ソリューションでは、特別な 2 乗してワイル テンソルを与える縮退マクスウェル場のクラス。 の 5 次元の WDC 関係は、次を満たすスカラー フィールドを定義します。 湾曲した背景上のソースフリーのクライン・ゴードン方程式。 さらに検証していきます 5 次元 pp 波解と Kundt 解の場合、マクスウェル 場とスカラー場もマクスウェル方程式と波動を満たします。 5次元ミンコフスキー時空の方程式。 |
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| We investigate strong gravitational lensing by a marginally unstable photon sphere in a Reissner-Nordstr\"{o}m naked singularity spacetime. Using the Picard-Fuchs equation, we derive full-order power series expressions for the deflection angle in various regimes, including the strong deflection limits from both outside and inside the photon sphere. We show that the deflection angle diverges non-logarithmically in both cases, refining existing asymptotic formulae. Comparing truncated approximations with numerical results, we find that higher-order corrections are essential to achieve comparable accuracy to logarithmic divergence cases. Using these improved formulae, we also derive precise approximations for image positions that are not restricted to the almost perfectly aligned cases. | わずかに不安定な光子による強力な重力レンズを研究します ライスナー・ノルドストル{o}mの裸の特異点時空の球体。 ピカード・フックス方程式から、次のフルオーダーのべき級数式を導き出します。 強いたわみ限界を含む、さまざまな領域におけるたわみ角 光子球の外側と内側の両方から。 たわみが どちらの場合も角度は非対数的に発散し、既存の漸近線を改良します 式。 切り捨てられた近似を数値結果と比較すると、次のことがわかります。 同等の精度を達成するには高次の補正が不可欠であること 対数発散の場合。 これらの改良された公式を使用して、次のことも導き出します。 に制限されない画像位置の正確な近似 ほぼ完璧に揃ったケース。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Beginning with the Everett-DeWitt many-worlds interpretation of quantum mechanics, there have been a series of proposals for how the state vector of a quantum system might split at any instant into orthogonal branches, each of which exhibits approximately classical behavior. In an earlier version of the present work, we proposed a decomposition of a state vector into branches by finding the minimum of a measure of the mean squared quantum complexity of the branches in the branch decomposition. In the present article, we adapt the earlier version to quantum electrodynamics of electrons and protons on a lattice in Minkowski space. The earlier version, however, here is simplified by replacing a definition of complexity based on the physical vacuum with a definition based on the bare vacuum. As a consequence of this replacement, the physical vacuum itself is expected to branch yielding branches with energy densities slightly larger than that of the unbranched vacuum but no observable particle content. If the vacuum energy renormalization constant is chosen as usual to give 0 energy density to the unbranched vacuum, vacuum branches will appear to have a combination of dark energy and dark matter densities. The hypothesis that vacuum branching is the origin of the observed dark energy and dark matter densities leads to an estimate of $O(10^{-18} m^3)$ for the parameter $b$ which enters the complexity measure governing branch formation and sets the boundary between quantum and classical behavior. | エベレット・デウィットによる量子の多世界解釈から始まる 力学では、状態ベクトルがどのように変化するかについて一連の提案が行われてきました。 量子システムはいつでも直交する分岐に分割される可能性があります。 これはほぼ古典的な動作を示します。 以前のバージョンでは、 現在の研究では、状態ベクトルをブランチに分解することを提案しました。 の平均二乗量子複雑さの尺度の最小値を見つける ブランチ分解におけるブランチ。 この記事では、 原子上の電子と陽子の量子電気力学の以前のバージョン ミンコフスキー空間の格子。 ただし、以前のバージョンは次のように簡略化されています。 物理的な真空に基づく複雑さの定義を 裸の真空に基づいた定義。 この交換の結果、 物理的な真空自体が枝分かれし、エネルギーを持った枝が生まれることが期待されます。 密度は分岐していない真空の密度よりわずかに大きいが、観察できない 粒子の含有量。 真空エネルギー繰り込み定数が次のように選択された場合 通常、分岐していない真空にエネルギー密度を 0 にすると、真空分岐は 暗黒エネルギーと暗黒物質密度の組み合わせがあるように見えます。 の 真空分岐が観測された暗黒エネルギーの起源であるという仮説 暗黒物質の密度は $O(10^{-18} m^3)$ と推定されます。 パラメータ $b$ は、分岐形成を制御する複雑さの尺度を入力します そして、量子的動作と古典的動作の間の境界を設定します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We use numerical relativity to study the violent preheating era at the end of inflation. This epoch can result in highly nonlinear fluctuations in density and gravitational potential which feed back onto the averaged expansion rate -- an effect known as backreaction. Usually, simulations of preheating use the Friedmann constraint to enforce the Hubble expansion of spacetime during the evolution. In numerical relativity, this is not required and the inhomogeneous spacetime is evolved self-consistently. For a 'vanilla' preheating model, we find a violation of the Friedmann constraint at the level of $0.005\%$ over the entire simulation. This violation increases to $\sim10\%$ as we sample smaller scales in the simulation domain. | 私たちは数値相対性理論を使用して、世紀末の暴力的な予熱時代を研究します。 インフレーション。 このエポックでは、密度に高度に非線形な変動が生じる可能性があります。 平均膨張率にフィードバックされる重力ポテンシャル -- 逆反応として知られる効果。 通常、予熱のシミュレーションには ハッブル時空膨張を強制するフリードマン制約 進化。 数値相対論では、これは必須ではなく、不均一 時空は自己矛盾なく進化する。 「バニラ」予熱モデルの場合、 を超える $0.005\%$ のレベルでフリードマン制約の違反を見つけます。 全体のシミュレーション。 サンプルを小さくすると、この違反は $\sim10\%$ まで増加します シミュレーション領域でスケールします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| (Abridged) Neutron stars (NSs), the densest known objects composed of matter, provide a unique laboratory to probe whether strange quark matter is the true ground state of matter. We investigate the parameter space of the equation of state of strange stars using a quantum chromodynamics (QCD)-informed model. The parameters - related to the energy density difference between quark matter and the QCD vacuum, the strength of strong interactions, and the gap parameter for color superconductivity - are sampled via quasi-random Latin hypercube sampling to ensure uniform coverage. To constrain them, we incorporate observational data on the maximum mass of NSs (from binary and merger systems), the radii of $1.4$ M$_{\odot}$ NSs (from gravitational wave and electromagnetic observations), and tidal deformabilities (from GW170817). Our results show that quark strong interactions play a key role, requiring at least a $20\%$ deviation from the free-quark limit. We also find that color superconductivity is relevant, with the gap parameter reaching up to $\sim 84$ MeV for a strange quark mass of $100$ MeV. The surface-to-vacuum energy density jump lies in the range $(1.1-1.3)$ $\rho_{\rm{sat}}$, where $\rho_{\rm{sat}} \simeq 2.7 \times 10^{14}$ g cm$^{-3}$. Observational constraints also imply that a $1.4$ M$_{\odot}$ quark star has a radius of $(11.5-12.3)$ km and tidal deformability between $670$ and $970$. These are consistent with the low mass and radius inferred for the compact object XMMU J173203.3-344518. Our results provide useful inputs for future studies on quark and hybrid stars, including their tidal properties, thermal evolution, quasi-normal modes, and ellipticities. | (要約) 中性子星 (NS) は、物質で構成される既知の最も密度の高い天体です。 ストレンジ クォーク物質が真実かどうかを調査するためのユニークな実験室を提供する 物質の基底状態。 次の方程式のパラメータ空間を調べます。 量子色力学 (QCD) に基づいたモデルを使用して、奇妙な星の状態を解明します。 の パラメータ - クォーク物質とクォーク物質のエネルギー密度の差に関連します。 QCD 真空、強い相互作用の強さ、およびギャップ パラメーター カラー超伝導 - 準ランダムなラテン超立方体サンプリングによってサンプリングされます 均一なカバレッジを確保するため。 それらを抑制するために、観察を取り入れます。 NS の最大質量 (連星系および合体系から)、半径に関するデータ $1.4$ M$_{\odot}$ NS (重力波と電磁波による) 観測結果）、および潮汐変形性（GW170817 より）。 私たちの結果は次のことを示しています クォークの強い相互作用が重要な役割を果たし、少なくとも $20\%$ が必要です フリークォーク限界からの逸脱。 また、色の超伝導もわかります。 これは関連性があり、ギャップ パラメータは奇妙な値で最大 $\sim 84$ MeV に達します。 クォーク質量は$100$ MeV。 表面から真空へのエネルギー密度のジャンプは、 範囲 $(1.1-1.3)$ $\rho_{\rm{sat}}$、ここで $\rho_{\rm{sat}} \simeq 2.7 \times 10^{14}$ g cm$^{-3}$。 観察上の制約は、$1.4$ が M$_{\odot}$ クォーク星は半径 $(11.5-12.3)$ km で潮汐変形能がある $670$から$970$の間。 これらは、低い質量と半径と一致しています。 コンパクト オブジェクト XMMU J173203.3-344518 に対して推論されます。 私たちの結果は以下を提供します クォーク星とハイブリッド星に関する将来の研究に有益な情報が得られます。 潮汐特性、熱進化、準正規モード、楕円率。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The effective field theory of dark energy predicts a possible time variation of the propagation speed of gravitational waves (GW) which could be tested with multimessenger astronomy.For this purpose we derive the relation between the redshift dependence of the propagation speed of GWs and the time delay between the detection of GWs and electromagnetic waves (EMWs) emitted by the same source. According to the EFT the friction term of the GW propagation equation depends on the effective Planck mass and GW speed time variation, affecting the GW-EMW luminosity distance ratio. We compute the general form of the GW-EMW luminosity distance ratio in terms of the effective GW speed and effective Planck mass, and then focus on theories with constant Planck mass (CPM) and time varying GW speed. For CPM theories the GW speed can be jointly constrained by the GW-EMW detection time delay and luminosity distance ratio, allowing to derive a consistency relation between these two observables. The event GW170817 and its EM counterpart satisfy the CPM consistency condition, and allows to set constraints on the time variation of the GWs speed, and consequently on the coefficients of the effective theory. | ダークエネルギーの有効場理論は時間変動の可能性を予測する で実験できる重力波（GW）の伝播速度 マルチメッセンジャー天文学。 この目的のために、次の関係を導き出します。 GW の伝播速度と GW 間の時間遅延の赤方偏移依存性 GW と、GW から放射される電磁波 (EMW) の検出 ソース。 EFT によると、GW 伝播方程式の摩擦項 は有効プランク質量と GW 速度の時間変動に依存し、影響を及ぼします。 GW-EMWの光度距離比。 GW-EMW 光度距離比の一般形式を以下の条件で計算します。 有効GW速度と有効プランク質量を計算し、理論に焦点を当てる 一定のプランク質量 (CPM) と時間変化する GW 速度を使用します。 CPM 理論の場合、 GW の速度は、GW-EMW の検出時間遅延と、 光度距離比、間の一貫性関係を導き出すことができます。 これら 2 つの観測値です。 イベント GW170817 とその EM 対応物は、 CPM の一貫性条件、時間変動に対する制約の設定が可能 GW の速度、したがって有効理論の係数に依存します。 |