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| Original Text | 日本語訳 |
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| We prove that some of the static Myers/Korotkin-Nicolai (MKN) vacuum 3+1 static black holes cannot be put into stationary rotation. Namely, they cannot be deformed into axisymmetric stationary vacuum black holes with non-zero angular momentum. We also prove that this occurs in particular for those MKN solutions for which the distance along the axis between the two poles of the horizon is sufficiently small compared to the square root of its area. The MKN solutions, sometimes called periodic Schwarzschild, are physically regular, have no struts or singularities, but are asymptotically Kasner. The static rigidity presented here appears to be the first in the literature of General Relativity. | 静的なマイヤーズ/コロトキン-ニコライ (MKN) 真空の一部が 3+1 であることを証明します。 静的なブラックホールを静止回転させることはできません。 つまり、彼らはできません 非ゼロの軸対称の静止真空ブラック ホールに変形される 角運動量。 また、これが特に MKN で発生することも証明します。 の 2 つの極間の軸に沿った距離が次のような解になります。 地平線はその面積の平方根に比べて十分に小さいです。 MKN 周期的シュヴァルツシルトとも呼ばれる解は、物理的に規則的です。 ストラットや特異点はありませんが、漸近的にカスナーになります。 ここで提示された静的剛性は、文献で最初のものと思われます。 一般相対性理論の。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Accurate and efficient modeling of the Laser Interferometer Space Antenna (LISA) response is crucial for gravitational-wave (GW) data analysis. A key computational challenge lies in evaluating time-delay interferometry (TDI) variables, which require projecting GW polarizations onto the LISA arms at different retarded times. Without approximations, the full LISA response is computationally expensive, and traditional approaches, such as the long-wavelength approximation, accelerate the response calculation at the cost of reducing accuracy at high frequencies. In this work, we introduce a novel hybrid time-domain response for LISA that balances computational efficiency and accuracy across the binary's evolution. Our method implements a fast low-frequency approximation during the early inspiral$\unicode{x2013}$where most binaries spend most of the time in the sensitive frequency band of LISA$\unicode{x2013}$while reserving the computationally intensive full-response calculations for the late inspiral, merger, and ringdown phases. The low-frequency approximation (LFA) is based on Taylor expanding the response quantities around a chosen evaluation time such that time delays correspond to central finite differences. Our hybrid approach supports CPU and GPU implementations, TDI generations 1.5 and 2.0, and flexible time-delay complexity, and has the potential to accelerate parts of the global fit and reduce energy consumption. We also test our LFA and hybrid responses on eccentric binaries, and we perform parameter estimation for a "golden" binary. Additionally, we assess the efficacy of our low-frequency response for "deep alerts" by performing inspiral-only Bayesian inference. | レーザー干渉計宇宙アンテナ（LISA）応答の正確かつ効率的なモデリングは、重力波（GW）データ解析にとって極めて重要です。 重要な計算上の課題は、時間遅延干渉計（TDI）変数の評価にあります。 これは、異なる遅延時間における重力波偏光をLISAアームに投影する必要があるためです。 近似を行わない場合、LISA応答全体の計算コストは膨大になり、長波長近似などの従来の手法では、高周波数における精度の低下を犠牲にして応答計算を高速化します。 本研究では、連星の進化全体にわたって計算効率と精度のバランスをとる、LISAのための新しいハイブリッド時間領域応答を導入します。 我々の手法は、初期のインスパイラル期$\unicode{x2013}$において高速な低周波近似を実装します。 この時期には、ほとんどの連星がLISA$\unicode{x2013}$の感度周波数帯域でほとんどの時間を費やし、計算負荷の高いフルレスポンス計算は後期のインスパイラル期、合体期、リングダウン期に留保します。 低周波近似（LFA）は、時間遅延が中心差分に対応するように、選択された評価時刻の周囲で応答量をテイラー展開することに基づいています。 我々のハイブリッド手法は、CPUとGPUの実装、TDI世代1.5と2.0、そして柔軟な時間遅延計算量をサポートし、グローバルフィッティングの一部を高速化し、消費電力を削減する可能性があります。 また、我々はLFAとハイブリッド応答を偏心連星でテストし、「ゴールデン」連星のパラメータ推定を行います。 さらに、インスパイラルのみのベイズ推論を実行することで、「深いアラート」に対する低周波応答の有効性を評価します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Every emission of radiation in gravity also includes a non-wave-like component that leaves a permanent change in proper distances of the spacetime it travels through. This phenomenon is known as gravitational displacement memory. Building up on a recently developed computation framework that harnesses Isaacson's insights on a fundamental definition of gravitational waves, we compute the leading displacement memory formula in Einstein-Aether gravity. Our analysis represents the first direct calculation of gravitational memory in a metric theory with non-trivial asymptotic vector field value. We find that an emission of scalar and vector aether waves at a propagation speed greater than the speed of tensor radiation features unprotected causal directions with a priori unbound memory build-up. Based on the results, we conjecture a stringent exclusion of the superluminal parameter space of Einstein-Aether gravity. | 重力下でのあらゆる放射線の放出には、非波動的な放射線も含まれます。 時空の適切な距離に永続的な変化を残す成分 それは通過します。 この現象は重力変位として知られています メモリ。 最近開発された計算フレームワークに基づいて構築されており、 重力の基本的な定義に関するアイザックソンの洞察を利用します。 波、アインシュタイン・エーテルの主要な変位記憶式を計算します。 重力。 私たちの分析は、重力の最初の直接計算を表します。 自明ではない漸近ベクトル場の値を持つ計量理論におけるメモリ。 私たちは ある伝播速度でスカラーおよびベクトルエーテル波が放射されることを発見する テンソル放射の速度よりも速い、保護されていない因果関係 先験的なアンバウンドメモリの構築による指示。 その結果に基づいて、私たちは、 超光速パラメータ空間の厳格な除外を推測する アインシュタイン・エーテル重力。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In reference [1] we considered the black hole thermodynamics with the non-extensive entropy. This entropy obeys the composition rule which coincides with the composition rule in the non-extensive Tsallis-Cirto $\delta=2$ statistics. Here we extend this approach to the thermodynamics of white holes. The entropy of the white hole is negative as follows from the rate of macroscopic quantum tunneling from black hole to white hole. The white hole entropy is with the minus sign the entropy of the black hole with the same mass, $S_{\rm WH}(M)=-S_{\rm BH}(M)$. This reflects the anti-symmetry with respect to time reversal, at which the shift vector in the Arnowitt-Deser-Misner formalism changes sign. This symmetry allows one to extend the Tsallis-Chirto entropy by adding a minus sign to the Tsallis-Chirto formula applied to white hole. As a result, the composition rule remains the same, with the only difference being that instead of entropy it contains the entropy modulus. The same non-extensive composition rule is obtained for the entropy of the Reissner-Nordstr\"om black hole. This entropy is formed by the positive entropy of the outer horizon and the negative entropy of the inner horizon. The model of the black hole formed by "black hole atoms" with Planck-scale mass is also extended to include the negative entropy of white holes. | 参考文献 [1] では、以下を使用してブラック ホールの熱力学を検討しました。 非広範なエントロピー。 このエントロピーは一致する合成規則に従います。 非拡張 Tsallis-Cirto $\delta=2$ の合成ルールを使用 統計。 ここでは、このアプローチをホワイト ホールの熱力学に拡張します。 ホワイトホールのエントロピーは、 ブラックホールからホワイトホールへの巨視的な量子トンネリング。 ホワイトホール エントロピーにはマイナス記号が付きますが、ブラックホールのエントロピーも同じです 質量、$S_{\rm WH}(M)=-S_{\rm BH}(M)$。 これは、次のような反対称性を反映しています。 時間反転に関しては、 アーノウィット・デザート・マイズナー形式主義は符号を変えます。 この対称性により、次のことが可能になります。 Tsallis-Chirto にマイナス記号を追加して、Tsallis-Chirto エントロピーを拡張します。 ホワイトホールに適用される公式。 その結果、構成ルールはそのまま残ります。 同じですが、唯一の違いは、エントロピーの代わりに、 エントロピー係数。 同じ非広範な構成ルールが、 ライスナー・ノルドシュトルム ブラック ホールのエントロピー。 このエントロピーは次によって形成されます。 外側の地平線の正のエントロピーと内側の地平線の負のエントロピー 地平線。 「ブラックホール原子」によって形成されるブラックホールのモデル プランクスケールの質量も、白色の負のエントロピーを含むように拡張されます。 穴。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the first part of this work, we provide a curated overview of the theoretical framework necessary for incorporating dephasing due to environmental effects (EE) in gravitational wave (GW) templates. We focus in particular on the relationship between orbital perturbations in the time-domain and the resulting dephasing in both time and frequency domain, elucidating and resolving some inconsistencies present in the literature. We discuss how commonly studied binary environments often result in several sources of dephasing that affect the GW signal at the same time. This work synthesizes insights from two decades of literature, offering a unified conceptual narrative alongside a curated reference of key formulas, illustrative examples and methodological prescriptions. It can serve both as a reference for researchers in the field as well as a modern introduction for those who wish to enter it. In the second part, we derive novel aspects of dephasing for eccentric GW sources and lay the foundations for consistently treating the full problem. Our results highlight the unique potential of modelling and searching for EE in eccentric binary sources of GWs. | この作業の最初の部分では、厳選された概要を提供します。 による位相ずれを組み込むために必要な理論的枠組み 重力波 (GW) テンプレートの環境効果 (EE)。 私たちは以下に焦点を当てます 特に時間領域における軌道摂動間の関係について そして、その結果として生じる時間領域と周波数領域の両方における位相ずれを解明し、 文献に存在するいくつかの矛盾を解決します。 その方法について話し合います 一般的に研究されているバイナリ環境では、多くの場合、複数のソースが発生します。 同時に GW 信号に影響を与えるディフェーズ。 この作品は合成します 20 年間の文献からの洞察を提供し、統一された概念を提供します。 重要な公式の厳選された参考資料、説明的な例とともに説明 そして方法論的な処方箋。 どちらも参考になります この分野の研究者だけでなく、研究を希望する人のための最新の入門書も提供します。 それを入力してください。 2 番目の部分では、ディフェーズの新しい側面を導き出します。 風変わりなGWの情報源を提供し、完全なGWを一貫して治療するための基礎を築く 問題。 私たちの結果は、モデリングと検索のユニークな可能性を浮き彫りにしています GW の偏心バイナリ ソースの EE 用。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a unified Bayesian framework to jointly constrain the Hubble constant $H_0$ and the post-Newtonian parameter $\gamma$, a key probe of deviations from general relativity, using the population characteristics of strongly lensed gravitational wave (GW) events from binary black hole mergers. Unlike traditional methods that rely on electromagnetic counterparts or GW waveform modeling, our approach exploits the time-delay distribution and the total number of lensed events, achievable with third-generation detectors such as the Einstein Telescope. Assuming a flat $\Lambda$CDM cosmology, we demonstrate that this method can achieve precision levels of $0.4\% - 0.7\%$ for$ H_0$ and $0.5\% - 3.3\%$ for $\gamma$ at $68\%$ credibility, significantly outperforming existing joint constraints. These results underscore the power of lensed GW population statistics as a robust and efficient probe of both cosmic expansion and the nature of gravity. | ハッブルを共同で制約するための統一されたベイジアン フレームワークを提示します。 定数 $H_0$ とポストニュートンパラメータ $\gamma$、重要なプローブ の母集団特性を使用した、一般相対性理論からの逸脱 連星ブラックホール合体による強力なレンズの重力波 (GW) イベント。 電磁波やGWに依存する従来の方法とは異なります。 波形モデリングでは、私たちのアプローチは時間遅延分布と レンズイベントの総数。 第 3 世代の検出器で達成可能 アインシュタイン望遠鏡のように。 フラットな $\Lambda$CDM 宇宙論を仮定すると、 この方法で $0.4\% - 0.7\%$ の精度レベルを達成できることを示します。 $ H_0$ の場合は $0.5\% - 3.3\%$、$\gamma$ の場合は $68\%$ の信頼性が大幅に高くなります。 既存のジョイント制約を上回るパフォーマンスを発揮します。 これらの結果は、 レンズ化されたGW人口統計は、宇宙と宇宙の両方の堅牢かつ効率的なプローブとして機能します。 膨張と重力の性質。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this note, we show that several self-dual spacetimes previously studied in the context of celestial and twisted holography arise as limits of a certain Taub-NUT AdS$_4$ metric, the Pedersen metric, in which their Mass, NUT charge and cosmological constant obey a self-duality relation. In particular, self-dual Taub-NUT, a singular double cover of Eguchi-Hanson space, Euclidean AdS$_4$, and non-compact $\mathbb{CP}^2$, which is conformally equivalent to Burns space, arise as special limits of the Pedersen metric. The Pedersen metric can be derived from a curved twistor space which we conjecture to arise from a backreaction of self-dual gravity in the presence of a cosmological constant when coupled to a defect operator wrapping a certain $\mathbb{CP}^1$ at infinity. The curved twistor space gives rise to a $2$-parameter deformation of the celestial symmetry algebra $Lw_\wedge$ which reduces to previously studied algebras in various limits. A companion paper will discuss additional details and relations to previously studied self-dual black holes. | 本稿では、これまで天体ホログラフィーやツイストホログラフィーの文脈で研究されてきたいくつかの自己双対時空が、あるタウブ-NUT AdS$_4$計量、すなわちペダーセン計量の極限として現れることを示す。 これらの計量において、質量、NUT電荷、そして宇宙定数は自己双対関係に従う。 特に、自己双対タウブ-NUT、江口-ハンソン空間の特異二重被覆、ユークリッドAdS$_4$、そしてバーンズ空間と共形的に同値な非コンパクト$\mathbb{CP}^2$は、ペダーセン計量の特別な極限として現れる。 ペダーセン計量は、ある$\mathbb{CP}^1$を無限遠で包む欠陥演算子と結合した際に、宇宙定数が存在する場合の自己双対重力の反作用から生じると予想される曲がったツイスター空間から導くことができる。 曲がったツイスター空間は、天体対称代数$Lw_\wedge$の$2$パラメータ変形を生じ、これは様々な極限において、これまでに研究されてきた代数へと帰着する。 付随論文では、さらなる詳細と、これまでに研究されてきた自己双対ブラックホールとの関係について議論する予定である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This article questions the common assumption of cold dark matter (DM) by exploring the possibility of a non-zero equation of state (EoS) without relying on any parametric approach. In standard cosmological analyses, DM is typically modeled as pressureless dust with $w_{\rm DM} = 0$, an assumption that aligns with large-scale structure formation, supports the empirical success of the $\Lambda$CDM model, and simplifies cosmological modeling. However, there is no fundamental reason to exclude a non-zero $w_{\rm DM}$ from the cosmological framework. In this work, we explore this possibility through non-parametric and model-independent reconstructions based on Gaussian Process Regression. The reconstructions use Hubble parameter measurements from Cosmic Chronometers (CC), the Pantheon+ sample of Type Ia supernovae, and Baryon Acoustic Oscillation (BAO) data from DESI DR1 and DR2. Our findings suggest that a dynamical EoS for DM, although statistically mild, cannot be conclusively ruled out. Notably, we observe a tendency toward a negative $w_{\rm DM}$ at the present epoch, a result that is particularly intriguing and may have meaningful implications for modern cosmology. | この記事は、冷たい暗黒物質 (DM) についての一般的な仮定に疑問を投げかけます。 依存せずに非ゼロ状態方程式 (EoS) の可能性を探る あらゆるパラメトリックアプローチで。 標準的な宇宙論的解析では、DM は通常、 $w_{\rm DM} = 0$ の圧力のない塵としてモデル化されます。 これは、一致する仮定です。 大規模な構造形成により、実験的な成功を裏付けています。 $\Lambda$CDM モデルを作成し、宇宙論的モデリングを簡素化します。 ただし、ありません ゼロ以外の $w_{\rm DM}$ を宇宙論から除外する根本的な理由 フレームワーク。 この研究では、ノンパラメトリックおよび ガウス過程回帰に基づくモデルに依存しない再構成。 の 再構成には、宇宙クロノメーターからのハッブルパラメータ測定値が使用されます。 (CC)、Ia 型超新星のパンテオン + サンプル、およびバリオン音響 DESI DR1 および DR2 からの発振 (BAO) データ。 私たちの調査結果は、 DM の動的な EoS は統計的に軽度ではあるが、最終的に判断することはできない 外。 特に、$w_{\rm DM}$ がマイナスになる傾向が観察されます。 現在の時代、特に興味深い結果であり、意味のあるものになる可能性がある 現代の宇宙論への影響。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The recent evidence for dynamical dark energy from DESI, in combination with other cosmological data, has generated significant interest in understanding the nature of dark energy and its underlying microphysics. However, interpreting these results critically depends on how dark energy is parameterized. This paper examines the robustness of conclusions about the viability of particular kinds of dynamical dark energy models to the choice of parameterization, focusing on four popular two-parameter models: the Chevallier-Polarski-Linder (CPL), Jassal-Bagla-Padmanabhan (JBP), Barboza-Alcaniz (BA), and exponential (EXP) parameterizations. We find that conclusions regarding the viability of minimally and non-minimally coupled quintessence models are independent of the parameterization adopted. We demonstrate this both by mapping these dark energy models into the $(w_0, w_a)$ parameter space defined by these various parameterizations and by showing that all of these parameterizations can equivalently account for the phenomenology predicted by these dark energy models to a high degree of accuracy. | DESI による動的ダーク エネルギーの最近の証拠と、 他の宇宙論的データは、理解する上で大きな関心を引き起こしています 暗黒エネルギーの性質とその根底にある微物理。 しかし、 これらの結果の解釈は、ダークエネルギーがどの程度であるかに大きく依存します。 パラメータ化されています。 この論文では、 特定の種類の動的ダークエネルギーモデルの選択に対する実行可能性 パラメータ化では、4 つの一般的な 2 パラメータ モデルに焦点を当てます。 シュヴァリエ・ポラルスキー・リンダー（CPL）、ジャサル・バグラ・パドマナバン（JBP）、 Barboza-Alcaniz (BA) および指数関数 (EXP) パラメーター化。 私たちはそれを発見しました 最小結合と非最小結合の実行可能性に関する結論 クインエッセンス モデルは、採用されているパラメータ化から独立しています。 私たちは これらのダーク エネルギー モデルを $(w_0, w_a)$ にマッピングすることで、これを実証します。 これらのさまざまなパラメータ化によって定義され、それを示すことによってパラメータ空間が定義されます。 これらのパラメータ化はすべて、現象学を同等に説明できます。 これらのダークエネルギーモデルによって高精度に予測されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Important scientific discoveries should be backed by high statistical significance. In the 2030s, multiple space-based gravitational wave detectors are expected to operate. While many works aim to achieve quick and reliable detection and parameter estimation of millihertz gravitational wave sources, dedicated studies are lacking to assess the significance of space-based detectors. In this work, we propose a framework to assess the statistical significance of massive black hole binaries (MBHBs) detections with space-based gravitational wave detectors. We apply this algorithm to simulated data with Gaussian stationary noise and the complex LDC-2a dataset to measure the false alarm rate and significance of MBHB signals. We also analyze factors affecting the significance of MBHBs and design a method to mitigate multi-source confusion interference. In Gaussian noise conditions, MBHBs with a signal-to-noise ratio of about 7 can achieve $3 \sigma$ significance, and those with a signal-to-noise ratio of about 8 achieve $4 \sigma$. Our analysis demonstrates that all MBHB signals in the LDC-2a dataset have a significance exceeding $4.62 \sigma$. | 重要な科学的発見は高度な統計によって裏付けられる必要があります 意義。 2030年代、宇宙に設置された複数の重力波検出器 が動作すると予想されます。 多くの作品は迅速かつ確実な実現を目指していますが、 ミリヘルツ重力波源の検出とパラメータ推定、 宇宙ベースの重要性を評価するための専用の研究が不足している 探知機。 この研究では、統計的データを評価するためのフレームワークを提案します。 宇宙ベースの大規模ブラックホールバイナリ（MBHB）検出の重要性 重力波検出器。 このアルゴリズムをシミュレートされたデータに適用します。 ガウス定常ノイズと偽を測定するための複素数 LDC-2a データセット アラームレートと MBHB 信号の重要性。 影響を与える要因も分析します MBHB の重要性を理解し、マルチソースを軽減する方法を設計する 混乱妨害。 ガウス ノイズ条件では、MBHB は 信号対雑音比が約 7 であれば、$3 \sigma$ の有意性を達成できます。 信号対雑音比が約 8 の場合、$4 \sigma$ が達成されます。 私たちの分析 LDC-2a データセット内のすべての MBHB シグナルが重要であることを示しています。 $4.62 \sigma$ を超えています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce a framework based on short Fourier transforms (SFTs) to analyze long-duration gravitational wave signals from compact binaries. Targeted systems include binary neutron stars observed by third-generation ground-based detectors and massive black hole binaries observed by the LISA space mission. In short, ours is an extremely fast, scalable, and parallelizable implementation of the gravitational wave inner product, a core operation of gravitational wave matched filtering. By operating on disjoint data segments, SFTs allow for efficient handling of noise nonstationarities, data gaps, and detector-induced signal modulations. We present a pilot application to early warning problems in both ground- and space-based next-generation detectors. Overall, SFTs reduce the computing cost of evaluating an inner product by three to five orders of magnitude, depending on the specific application, with respect to a nonoptimized approach. We release public tools to operate using the SFT framework, including a vectorized and hardware-accelerated reimplementation of a time-domain waveform. The inner product is the key building block of all gravitational wave data treatments; by speeding up this low-level element so massively, SFTs provide an extremely promising solution for current and future gravitational wave data-analysis problems. | 解析のためにショートフーリエ変換(SFT)に基づくフレームワークを導入します。 コンパクトバイナリからの長時間持続重力波信号。 ターゲットを絞った このシステムには、地上にある第 3 世代によって観測された連星中性子星が含まれています。 LISA宇宙ミッションによって観測された検出器と大規模なブラックホールバイナリ。 つまり、私たちのものは非常に高速で、スケーラブルで、並列化が可能です。 の核となる動作である重力波内積の実装 重力波整合フィルタリング。 互いに素なデータセグメントを操作することで、 SFT により、ノイズの非定常性、データ ギャップ、および 検出器によって引き起こされる信号変調。 パイロットアプリケーションを早期に提示します 地上と宇宙の両方の次世代検出器における警告問題。 全体として、SFT は内積を評価するための計算コストを 3 分の 1 に削減します。 特定の用途に応じて、最大 5 桁まで 最適化されていないアプローチに関して。 を使用して操作するための公開ツールをリリースします。 SFT フレームワーク (ベクトル化およびハードウェア アクセラレーションを含む) 時間領域波形の再実装。 内積が鍵です すべての重力波データ処理の構成要素。 これを高速化することで 低レベルの要素が非常に大量に存在するため、SFT は非常に有望なソリューションを提供します 現在および将来の重力波データ解析の問題に対応します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This work provides the first comparison of the symmetron and dilaton fields in white dwarfs. We show how these screening mechanisms behave inside {such stars} and their impact on stellar properties. Employing a custom-developed shooting method, we solve the scalar-tensor equilibrium equations in the Newtonian approximation. We consider a Chandrasekhar equation of state and examine a range of potential mass scales and coupling strengths for both fields. Both fields enhance the pressure drop in low-density white dwarfs, leading to smaller stellar masses, radii, and luminosities. Unlike chameleon models, their effects are suppressed in more massive stars, with symmetron fields fully decoupling and dilaton fields weakening but not vanishing. Consequently, no mass-radius curve for screened white dwarfs exceeds the Newtonian prediction in any of these three mechanisms. The mass-radius deviations are generally more pronounced at lower densities, depending on model parameters. Due to their common runaway potential, we confirm that dilaton and chameleon fields display similar field and gradient profiles. In contrast, due to their environment-dependent coupling, the dilaton and symmetron mechanisms exhibit stronger density-dependent screening effects. These findings highlight both phenomenological differences and theoretical similarities among these mechanisms, motivating asteroseismology studies to constrain the symmetron and dilaton parameter spaces. | この研究は、シンメトロンフィールドとディラトンフィールドの最初の比較を提供します。 白色矮星の中で。 これらのスクリーニング メカニズムが内部でどのように動作するかを示します。 星}と星の特性に対するそれらの影響。 カスタム開発されたものを採用 シューティング法では、次のスカラー テンソル平衡方程式を解きます。 ニュートン近似。 チャンドラセカールの状態方程式を考えます。 潜在的な質量スケールの範囲と両方の結合強度を調べる フィールド。 どちらの場も低密度白色矮星の圧力降下を増大させます。 その結果、星の質量、半径、光度が小さくなります。 カメレオンと違って モデルでは、その影響はシンメトロンを使用して、より重い星では抑制されます。 フィールドは完全に切り離され、ディラトンフィールドは弱まってはいますが、消滅はしていません。 その結果、スクリーニングされた白色矮星の質量半径曲線は、 これら 3 つのメカニズムのいずれかにおけるニュートン予測。 質量半径 モデルにもよりますが、偏差は一般に密度が低いほど顕著になります。 パラメータ。 共通の暴走の可能性により、拡張と カメレオン フィールドには、同様のフィールドとグラデーション プロファイルが表示されます。 対照的に、 それらの環境依存結合、ダイラトンおよびシンメトロン機構への影響 より強力な密度依存性のスクリーニング効果を示します。 これらの調査結果は次のことを強調しています これらの間の現象学的差異と理論的類似点の両方 このメカニズムは、シンメトロンと ディラトンパラメータスペース。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present general relativistic magnetohydrodynamic simulations of binary neutron star (BNS) mergers, exploring the conditions to launch relativistic outflows compatible with gamma-ray burst (GRB) jets. Employing an unprecedentedly low numerical density floor decreasing as the sixth power of radial distance, we obtain for the first time an evolution where such a floor has no effect on any outflow produced during and after merger. In models forming an accreting black hole (BH) 25 ms after merger, incipient jets are launched with terminal Lorentz factors and Poynting-flux luminosities compatible with GRBs. The rather high jet velocities reached in a few tens of ms, when compared to previous simulations adopting a much higher and uniform density floor, show the importance of removing any influence of the latter as the jet evolves toward increasingly large time and spatial scales. In absence of collapse, we find the emergence of much heavier and slower polar outflows, incapable of producing a GRB. We thus favor a BH origin for GRB jets. | 我々は連星中性子星（BNS）合体の一般相対論的磁気流体シミュレーションを提示し、ガンマ線バースト（GRB）ジェットと整合する相対論的アウトフローの発生条件を探求する。 これまでにないほど低い数値密度フロア（半径距離の6乗に比例して減少する）を採用することで、このようなフロアが合体中および合体後に発生するアウトフローに影響を与えない進化を初めて得た。 合体後25msで降着ブラックホール（BH）を形成するモデルでは、GRBと整合する終端ローレンツ因子とポインティングフラックス光度を持つ初期ジェットが発生される。 はるかに高く均一な密度フロアを採用した以前のシミュレーションと比較して、数十msでかなり高いジェット速度に達することは、ジェットがますます大きな時間的・空間的スケールへと進化するにつれて、後者の影響を除去することが重要であることを示している。 崩壊がない場合、はるかに重く速度の遅い極域アウトフローが出現し、GRBを生成できないことがわかります。 したがって、GRBジェットはBH起源であると考えられます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quantum complexity quantifies the difficulty of preparing a state or implementing a unitary transformation with limited resources. Applications range from quantum computation to condensed matter physics and quantum gravity. We seek to bridge the approaches of these fields, which define and study complexity using different frameworks and tools. We describe several definitions of complexity, along with their key properties. In quantum information theory, we focus on complexity growth in random quantum circuits. In quantum many-body systems and quantum field theory (QFT), we discuss a geometric definition of complexity in terms of geodesics on the unitary group. In dynamical systems, we explore a definition of complexity in terms of state or operator spreading, as well as concepts from tensor-networks. We also outline applications to simple quantum systems, quantum many-body models, and QFTs including conformal field theories (CFTs). Finally, we explain the proposed relationship between complexity and gravitational observables within the holographic anti-de Sitter (AdS)/CFT correspondence. | 量子の複雑さは、状態や状態を準備することの難しさを定量化します。 限られたリソースで単一の変革を実装します。 アプリケーション 量子計算から物性物理学、量子重力まで多岐にわたります。 私たちは、定義と研究を行うこれらの分野のアプローチの橋渡しを目指しています。 さまざまなフレームワークやツールを使用する複雑さ。 いくつか説明します 複雑さの定義とその主要な特性。 量子的には 情報理論では、ランダム量子回路における複雑さの増大に焦点を当てます。 量子多体システムと場の量子理論 (QFT) では、 ユニタリーグループの測地線に関する複雑さの幾何学的定義。 動的システムでは、状態の観点から複雑さの定義を探ります。 または演算子拡散、およびテンソル ネットワークの概念。 私たちも 単純な量子システム、量子多体モデル、および 共形場理論 (CFT) を含む QFT。 最後に、 複雑さと重力観測対象との関係の提案 ホログラフィックアンチデシッター（AdS）/CFT対応。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute by means of post-Newtonian (PN) methods the innermost stable circular orbit (ISCO) of arbitrary-mass (in particular, comparable-mass) compact binaries. Two methods are used with equivalent results: dynamical perturbation of the conservative equations of motion in harmonic coordinates, and dynamical perturbation of the conservative Hamiltonian in ADM coordinates. The perturbation of the non-local tail term at 4PN order in both approaches is carefully investigated. Our final gauge invariant result for the location of the ISCO at 4PN order is close to the numerical value of the ISCO shift computed by the gravitational self-force (GSF) approach in the small mass-ratio limit, and is also in good agreement with the full numerical-relativity calculation in the case of equal masses. The PN method followed here is considered in standard Taylor-expanded form, without any resummation techniques applied. As a complement, we also compute explicitly the gauge transformation from harmonic coordinates to ADM coordinates up to 4PN order, including the tail contribution therein. | ポストニュートン (PN) 法を使用して、最も内側の安定な状態を計算します。 任意の質量（特に同等の質量）の円軌道（ISCO） コンパクトなバイナリ。 2 つの方法を使用すると同等の結果が得られます。 調和座標における保存的運動方程式の摂動、 ADM 座標における保守的なハミルトニアンの動的摂動。 両方のアプローチにおける 4PN 次数での非ローカル末尾項の摂動は次のとおりです。 慎重に調査されました。 の位置に関する最終的なゲージ不変の結果 4PN 次数の ISCO は ISCO シフトの数値に近い 小さな質量比での重力自己力 (GSF) アプローチによって計算されます。 限界であり、完全な数値相対性理論ともよく一致しています。 質量が等しい場合の計算です。 ここで使用される PN メソッドは次のとおりです。 再開手法を使用せずに、標準的なテイラー拡張形式で考慮されます。 適用済み。 補足として、ゲージ変換も明示的に計算します。 調和座標から ADM 座標まで、最大 4PN 次数を含む その中でのテール寄与。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Accretion disks around black holes host extreme conditions where general relativity and magnetohydrodynamics dominate. These disks exhibit two distinct dynamical regimes -- Standard and Normal Evolution (SANE) and Magnetically Arrested Disk (MAD). In the MAD regime, these systems exhibit magnetic fields up to $10^8$ G and variability on gravitational timescales $t_g \sim 10^{-4}$ s for stellar-mass black holes. While classical magnetohydrodynamics has been extensively applied, quantum effects in these high-energy environments remain unexplored. Here, we employ quantum field theory in background gauge fields (QFTBGF) to demonstrate that the dynamic magnetic fields of MADs drive significant pair production via the Schwinger mechanism. The resulting pairs emit non-thermal (synchrotron) radiation with a peak frequency tunable across $ \sim 1 - 3000$ MHz, depending on the magnetic field strength (peaking at higher frequencies for stronger fields). For $ B \sim 10^8 $ G, our model predicts a peak spectral flux density of $ \sim 1 - 100$ mJy, detectable with next-generation radio telescopes (e.g., SKA, ngVLA). This work provides a direct and observable signatures of quantum effects in black hole accretion disks. | ブラックホールの周囲の降着円盤は、一般的に 相対性理論と磁気流体力学が支配的です。 これらのディスクには 2 つの異なる特徴があります。 力学領域 -- 標準進化と正常進化 (SANE) および磁気的 逮捕されたディスク (MAD)。 MAD 領域では、これらのシステムは磁場を示します。 最大 $10^8$ G と重力時間スケールでの変動 $t_g \sim 10^{-4}$ s 恒星質量ブラックホールの場合。 古典的な磁気流体力学は これらの高エネルギー環境における量子効果は広範囲に適用されており、依然として残っています。 未踏の。 ここでは、バックグラウンドゲージ場に場の量子理論を採用しています。 (QFTBGF) MAD の動的磁場が駆動することを実証する シュウィンガー機構による重要なペアの生成。 結果のペア $全体にわたって調整可能なピーク周波数を持つ非熱（シンクロトロン）放射線を放出します \sim 1 - 3000$ MHz、磁界の強さに応じて (ピークはより高い値で より強い磁場の周波数）。 $ B \sim 10^8 $ G の場合、モデルは次のように予測します。 $ \sim 1 - 100$ mJy のピークスペクトル束密度、次の方法で検出可能 次世代電波望遠鏡 (SKA、ngVLA など)。 この作品は、 ブラックホール降着における量子効果の直接的かつ観察可能な痕跡 ディスク。 |
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| It is noteworthy that limiting compactness of a static bounded configuration is characterized by a general principle: \textit{one, by equipartition of mass between inside and outside, and the other by vanishing of energy inside.} The former implies gravitational energy being half of mass leading to limiting compactness $M/R = 4/9$ of Buchdahl star while for the latter, the two are equal giving $M/R = 1/2$ of black hole with horizon. \emph{This is the relativistic Virial theorem respectively for massive and massless particles.} It is remarkable that it prescribes that there can exist only two equilibrium states which also define limiting compactness of the object. Consequently, it leads to a profound prediction that the ultimate endproduct of gravitational collapse could only be one of the two, Buchdahl star or black hole. | 静的境界設定のコンパクト性を制限することは注目に値します。 一般原理によって特徴付けられます: \textit{1、質量の等分配による 内側と外側の間、そして内側のエネルギーの消滅によるもう一方の間。 前者は、重力エネルギーが質量の半分であることを意味し、制限につながります。 ブッフダール星のコンパクト性 $M/R = 4/9$、後者の場合、2 つは 等しいので、$M/R = 1/2$ のブラック ホールと地平線が与えられます。 \emph{これは 質量粒子と質量のない粒子に対する相対論的ビリアル定理。 } 2 つの均衡のみが存在し得ると規定していることは注目に値します。 オブジェクトのコンパクト性の制限も定義する状態。 したがって、それは それは重力の最終的な最終産物であるという深い予測につながります。 崩壊は、ブッフダール星かブラックホールの 2 つのうちの 1 つだけである可能性があります。 |
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| We report a novel mechanism where two families of primordial black holes (PBHs) may form at nearly the same comoving scales but at two different epochs. It is realized in two-stage inflation where a non-inflationary stage is sandwiched by the two inflationary stages. In this case, smaller PBHs form when the comoving scale of interest re-enters the horizon during the break period, and larger PBHs form when the scale re-enters the horizon after inflation. This mechanism may realize both reheating of the universe through the evaporation of ultralight PBHs formed during the break stage and the dark matter by those formed after inflation. We show that this scenario may give rise to a distinctive signature in the stochastic gravitational wave background that can be tested by the near-future gravitational wave observatories such as LISA and DECIGO. Our work thus provides a unified observational window into the physics of inflation, reheating, and dark matter. | 私たちは、原始ブラックホールの 2 つのファミリーが相互作用する新しいメカニズムを報告します。 (PBH) は、ほぼ同じ共動スケールで、しかし 2 つの異なる時期に形成される可能性があります。 非インフレ段階と二段階インフレで実現されます。 2つのインフレ段階に挟まれています。 この場合、より小さな PBH が形成されるのは、 休憩期間中に、注目のスケールが再び地平線に入ります。 そして、インフレ後にスケールが再び地平線に入るときに、より大きなPBHが形成されます。 これ このメカニズムは、蒸発による宇宙の再加熱の両方を実現する可能性があります。 休憩段階で形成される超軽量PBHとそれによる暗黒物質 インフレ後に形成されました。 このシナリオが次のような問題を引き起こす可能性があることを示します。 確率的重力波背景における独特の特徴 LISA や デシゴ。 したがって、私たちの研究は物理学への統一された観察窓を提供します。 インフレ、再加熱、暗黒物質の影響。 |
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| We propose a new class of inflationary attractors in metric-affine gravity. Such class features a non-minimal coupling $\tilde\xi \, \Omega(\phi)$ with the Holst invariant $\tilde{\cal R}$ and an inflaton potential proportional to $\Omega(\phi)^2$. The attractor behaviour of the class takes place with two combined strong coupling limits. The first limit is realized at large $\tilde\xi$, which makes the theory equivalent to a $\tilde{\cal R}^2$ model. Then, the second limit considers a very small Barbero-Immirzi parameter which leads the inflationary predictions of the $\tilde{\cal R}^2$ model towards the ones of Starobinsky inflation. Because of the analogy with the renown $\xi$-attractors, we label this new class as $\tilde\xi$-attractors. | 我々は、計量アフィン重力における新しいクラスのインフレーションアトラクターを提案します。 このようなクラスは $\tilde\xi \, \Omega(\phi)$ と ホルスト不変 $\tilde{\cal R}$ と次の値に比例するインフレトン ポテンシャル $\オメガ(\ファイ)^2$。 クラスのアトラクター動作は 2 つで行われます。 結合された強結合の制限。 最初の限界は全体的に実現される $\tilde\xi$ により、理論は $\tilde{\cal R}^2$ モデルと等価になります。 次に、2 番目の制限では、非常に小さな Barbero-Immirzi パラメーターが考慮されます。 $\tilde{\cal R}^2$ モデルのインフレ予測は、 スタロビンスキーインフレのもの。 名声との類似性から $\xi$-attractors の場合、この新しいクラスに $\tilde\xi$-attractors というラベルを付けます。 |
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| We consider motion of a particle in the background of a stationary axially symmetric generic black hole. A particle experiences the action of a force of unspecified nature. We require the force to remain finite in a comoving frame. The result is expressed in terms of several integers characterizing the Taylor expansion of the metric coefficients near the horizon. We show that the polar component of the four-velocity remains finite. As a result, the scenarios of high-energy particle collisions, found previously in the context of the BSW effect for equatorial motion, do not change qualitatively in the nonequatorial case. The fact that the polar component is finite, also enables us to fill some gaps in the description of the BSW effect in previous works. Our results have a quite general character and can be used not only in description of high energy particle collisions but also in diverse astrophysical problems for which motion is not constrained by the equatorial plane. | 軸方向に静止した粒子の背景での粒子の運動を考慮します。 対称的な一般的なブラック ホール。 粒子は次の力の作用を受けます。 不特定の性質。 共運動するフレーム内で力が有限に留まることが必要です。 結果は、テイラーを特徴付けるいくつかの整数で表されます。 地平線近くの計量係数の拡大。 極性が 4 つの速度の成分は有限のままです。 その結果、シナリオは、 BSW の文脈で以前に発見された高エネルギー粒子衝突 赤道運動に対する効果、非赤道運動では定性的に変化しない 場合。 極成分が有限であるという事実により、一部を埋めることもできます。 以前の作品における BSW 効果の説明のギャップ。 私たちの結果は、 非常に一般的な性質であり、高エネルギーの説明だけでなく使用することもできます。 粒子の衝突だけでなく、運動が影響するさまざまな天体物理学の問題にも適用されます。 赤道面の制約を受けません。 |
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| Colored gravity, based on $\text{U}(1,3)$ symmetry, emerges naturally in the complexification of Lorentzian manifolds and integrates U(1) electromagnetism as a subcase. This work explores the viability of also including strong and electroweak interactions under the $\text{U}(1,3)$ gauge group of colored gravity. We identify specific generators linked to leptonic and quark interactions and embed the standard Higgs mechanism. Crucially, the weak mixing angle ($\sin^2\theta_W$) is predicted to exhibit about $\sim0.231$ for lepton-lepton interactions (close to observations) and $\sim0.222$ for hadron-lepton interactions, which is in 3$\sigma$ tension with some observations. These findings open pathways for reconciling experimental data with colored gravity and suggest avenues for quantum correction studies. | $\text{U}(1,3)$ の対称性に基づいた色付きの重力が、自然に現れます。 ローレンツ多様体の複素化と U(1) 電磁気学の積分 サブケースとして。 この研究では、強力で強力な機能も含めた実行可能性を探ります。 $\text{U}(1,3)$ ゲージ グループ下の電弱相互作用 重力。 レプトニックとクォークに関連する特定のジェネレーターを特定します 相互作用を解析し、標準のヒッグス機構を埋め込みます。 重要なのは、混合が弱いことです。 角度 ($\sin^2\theta_W$) は、約 $\sim0.231$ を示すと予測されます。 レプトン-レプトン相互作用 (観測値に近い) と $\sim0.222$ ハドロン - レプトン相互作用、これは一部と 3$\sigma$ 緊張状態にあります。 観察。 これらの発見は実験データを照合するための道を開く 色付きの重力を使用して、量子補正研究への道を提案します。 |
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| The Eddington-inspired Born-Infeld (EiBI) theory of gravity modifies general relativity in high-density regimes. It offers an alternative framework that avoids cosmological singularities and remodels gravitational dynamics within compact objects. An important feature of EiBI gravity is its additional parameter, $\kappa$, which governs deviations from standard gravitational behavior. In this study, we investigate constraints on $\kappa$ using the internal pressure distribution of the proton, derived from gravitational form factor (GFF) $ D(t) $ obtained through a QCD analysis of generalized parton distributions (GPDs). By comparing pressure profiles extracted from skewness-dependent GPDs with previous determinations based on deeply virtual Compton scattering (DVCS) data, we establish updated bounds on $\kappa$. Our results show that the choice of proton pressure model significantly impacts the constraints, with the strongest limits ($|\kappa| \leq 0.10\text{--}0.3\, \text{m}^5\, \text{kg}^{-1}\, \text{s}^{-2}$). We further demonstrate that constraints obtained based on the first and second moments of the pressure distribution yield competitive bounds compared to those derived from peak pressures or those derived from just the first moment. These findings highlight the importance of precise experimental and theoretical determinations of the proton's mechanical properties in testing alternative theories of gravity. The present study motivates future improvements in GPD reconstructions for stronger constraints on EiBI gravity and related modifications. | エディントンにインスピレーションを得たボーン・インフェルド (EiBI) の重力理論は、一般的なものを修正します。 高密度領域における相対性理論。 代替フレームワークを提供します。 宇宙論的特異点を回避し、内部の重力力学を再構築する コンパクトなオブジェクト。 eiBI 重力の重要な機能は、追加の機能です。 標準重力からの偏差を制御するパラメータ $\kappa$ 行動。 この研究では、 重力形態から導出される陽子の内部圧力分布 一般化パートンの QCD 解析により得られる係数 (GFF) $ D(t) $ ディストリビューション (GPD)。 から抽出された圧力プロファイルを比較することにより、 高度な仮想に基づく以前の決定による歪度依存 GPD コンプトン散乱 (DVCS) データでは、$\kappa$ の更新された境界を確立します。 私たちの 結果は、陽子圧力モデルの選択が、 最も強力な制限 ($|\kappa| \leq 0.10\text{--}0.3\, \text{m}^5\、\text{kg}^{-1}\、\text{s}^{-2}$）。 さらに次のことを実証します 圧力の 1 次モーメントと 2 次モーメントに基づいて取得された制約 ピークから得られる競争限界と比較した分布収量の競争限界 プレッシャーや、最初の瞬間から生じたプレッシャー。 これらの調査結果は次のことを強調しています の正確な実験的および理論的決定の重要性 重力の代替理論をテストする際の陽子の機械的特性。 の 今回の研究は、より強力な GPD 再構成の将来の改善の動機付けとなります。 eiBI の重力と関連する変更に関する制約。 |
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| The recent breakthroughs regarding the detection of compact binary mergers via gravitational waves opened up a new window to the Universe. Gravitational-wave models have been essential to this success since they are necessary to infer the properties of the compact binary system from the observational data. Next-generation detectors, such as the Einstein Telescope, will allow for more observations of binary neutron star mergers with higher precision, making accurate waveform models crucial in describing these systems. In this article, we propose a novel approach for constructing phenomenological waveform models informed by observational data. Using mock data representing a one-year operation of the Einstein Telescope as our baseline, we demonstrate how the results improve as more events are included in the calibration. This method offers a new and complementary approach for developing sophisticated gravitational-wave models compared to classical techniques that employ analytical computations and numerical-relativity simulations. Improved waveform models will then yield more accurate parameter estimation. | コンパクトバイナリマージの検出に関する最近の進歩 重力波によって宇宙への新しい窓が開かれました。 重力波モデルは、この成功に不可欠なものでした。 からコンパクト連星系の特性を推測するために必要です。 観測データ。 アインシュタイン望遠鏡などの次世代検出器 より高度な星との連星中性子星の合体をより多く観察できるようになります。 精度が高いため、これらのシステムを説明する際に正確な波形モデルが重要になります。 この記事では、現象学的概念を構築するための新しいアプローチを提案します。 観測データに基づく波形モデル。 を表すモックデータの使用 アインシュタイン望遠鏡の 1 年間の運用をベースラインとして、私たちは実証します より多くのイベントがキャリブレーションに含まれるにつれて結果がどのように改善されるか。 これ このメソッドは、洗練された開発のための新しい補完的なアプローチを提供します。 重力波モデルと古典的な手法を比較したもの 解析計算と数値相対性シミュレーション。 波形の改善 モデルはより正確なパラメーター推定を生成します。 |
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| After the first multi-messenger observation of a binary neutron star (BNS) merger powering a short-duration gamma-ray burst (GRB), GW170817-GRB 170817A, remarkable effort is ongoing to unravel the evolution of the collimated, relativistic outflow (or jet) that was launched during the merger and fed the GRB event, imprinting its angular structure onto the follow-up afterglow signal. Current theoretical models, based on relativistic magneto-hydrodynamic (RMHD) simulations, offer detailed insights into the launch and propagation processes that govern jet evolution. Notably, these simulations point out that jet injection parameters, such as luminosity, magnetization, power decay time scale, and launch time relative to merger, play a crucial role. However, the impact of these parameters is typically investigated within simplified jet propagation environments, lacking a direct connection with a realistic BNS merger aftermath. In this work, we present the first suite of 3D RMHD simulations exploring the influence of such parameters on the propagation of magnetized incipient GRB jets injected into magnetized environments directly imported from the outcome of a general-relativistic MHD BNS merger simulation. Our results demonstrate that, alongside the injection parameters, the BNS merger environment has a central role in shaping the overall jet evolution. Specifically, under identical jet parameters, the fate of an incipient jet (whether it successfully breaks out or becomes choked) depends strongly on the properties of such an environment. Further quantitative comparison between realistic and simplified environments reveals major differences, emphasizing the importance of incorporating the former for accurate modeling. | 連星中性子星 (BNS) の最初のマルチメッセンジャー観測後 短期ガンマ線バースト (GRB) に電力を供給する合併、GW170817-GRB 170817A、 コリメート光の進化を解明するための驚くべき努力が続けられています。 合併中に発射され、 GRB イベント、その角構造を後続の残光に刻み込む 信号。 相対論的磁気流体力学に基づく現在の理論モデル (RMHD) シミュレーションにより、打ち上げと伝播に関する詳細な洞察が得られます。 ジェットの進化を支配するプロセス。 注目すべきことに、これらのシミュレーションは次のことを指摘しています。 明るさ、磁化、出力減衰時間などのジェット噴射パラメータ 規模と合併に関連した立ち上げ時間が重要な役割を果たします。 ただし、 これらのパラメータの影響は通常、単純化されたジェット内で調査されます。 伝播環境、現実的な BNS との直接的な接続が欠如している 合併の余波。 この作品では、3D RMHD の最初のスイートを紹介します。 シミュレーションでは、そのようなパラメータが伝播に及ぼす影響を調査します。 磁化された環境に直接注入される磁化された初期 GRB ジェット 一般相対論的 MHD BNS 合併シミュレーションの結果からインポートされました。 私たちの結果は、注入パラメータと並んで、BNS が 合併環境は、ジェット機全体の進化を形作る上で中心的な役割を果たします。 具体的には、同一のジェットパラメータの下では、初期ジェットの運命は (うまくブレイクアウトするか窒息するかは) に大きく依存します。 そのような環境の特性。 さらに定量的に比較すると、 現実的で単純化された環境では大きな違いが明らかになり、強調されます。 正確なモデリングのために前者を組み込むことの重要性。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The nature of dark matter is still mysterious despite various astronomical evidence. As a possible candidate, self-interacting dark matter (SIDM) can potentially resolve some issues appearing in cold dark matter paradigm. Here we investigate how SIDM around supermassive black holes (SMBH) in galaxy centers may form a density spike and imprint in the spectrum shape of stochastic gravitational-wave background from SMBH binaries (SMBHBs). Employing a refined dynamical friction formula and consistently evolving the orbital dynamics, we demonstrate that current pulsar timing arrays (PTAs) data is sensitive to the cross section of SIDM with $\sigma(v)/m_\chi\lesssim0.66\,\mathrm{cm}^2/\mathrm{g}$, comparable to other astrophysical probes. We also highlight the importance of including the eccentricity of SMBHBs in the parameter inference, which would affect the results significantly. Our findings reveal the promising potential of PTAs observations in probing the nature of dark matter. | 暗黒物質の性質は、天文学的なさまざまな解明にもかかわらず依然として謎に包まれています。 証拠。 可能性のある候補としては、自己相互作用暗黒物質 (SIDM) が考えられます。 冷たい暗黒物質パラダイムに現れるいくつかの問題を解決できる可能性があります。 ここで私たちは 銀河中心の超大質量ブラックホール (SMBH) の周囲で SIDM がどのように行われるかを調査する 密度スパイクを形成し、確率論的なスペクトル形状に痕跡を残す可能性があります。 SMBH バイナリ (SMBHB) からの重力波背景。 洗練された 動的摩擦公式と軌道力学を一貫して進化させることで、 現在のパルサー タイミング アレイ (PTA) データが、 SIDM の断面図 $\sigma(v)/m_\chi\lesssim0.66\,\mathrm{cm}^2/\mathrm{g}$、他のものと同等 天体物理探査機。 また、以下を含めることの重要性も強調します。 パラメータ推論における SMBHB の偏心。 これは、 顕著な結果が得られます。 私たちの調査結果は、PTA の有望な可能性を明らかにしています。 暗黒物質の性質を探る観測。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we derive new analytic, static, symmetric black hole solutions in theories involving dark photons with minimal and higher-order magnetic dipole interactions. Starting from the effective non-relativistic potential between fermions mediated by a dark photon, we derive explicit corrections to the Schwarzschild geometry induced by dark photon and spin-dependent terms. These corrections alter the metric significantly at short distances, modifying the horizon radius, Hawking temperature, photon sphere, and consequently, the black hole shadow. Employing perturbative expansions, we provide analytic expressions for the deviations from the Schwarzschild solution, highlighting an exponential suppression controlled by the dark photon mass. Our results demonstrate that higher-order magnetic dipole interactions produce distinctive spin-dependent curvature terms, amplifying gravitational effects near the horizon. These findings provide a theoretical foundation for future phenomenological tests of dark photon models through gravitational wave astronomy and black hole imaging, while highlighting dark photons' role as mediators of dark matter interactions that can influence structure formation and direct detection experiments. | この研究では、新しい分析的、静的、対称ブラック ホール ソリューションを導き出します。 極小および高次の磁性を持つ暗い光子を含む理論 双極子相互作用。 有効な非相対論的ポテンシャルから始める 暗い光子によって媒介されるフェルミ粒子間では、明示的な補正を導き出します。 暗い光子とスピン依存項によって引き起こされるシュワルツシルト幾何学。 これらの補正により、短距離でのメトリックが大幅に変更され、 地平線半径、ホーキング温度、光子球、そしてその結果、 ブラックホールの影。 摂動的な展開を採用し、分析的な展開を提供します。 シュワルツシルト解からの逸脱を表す式。 指数関数的抑制は、暗黒光子質量によって制御されます。 私たちの結果 高次の磁気双極子相互作用が独特の相互作用を生み出すことを実証する スピン依存の曲率項、近くの重力の影響を増幅します。 地平線。 これらの発見は将来の理論的基盤を提供します 重力波による暗黒光子モデルの現象学的テスト 天文学とブラックホールイメージング、そして暗黒光子の役割を強調します。 構造形成に影響を与える可能性のある暗黒物質相互作用のメディエーター そして直接検出実験。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Lukash metric is a homogeneous gravitational wave which at late times approximates the behaviour of a generic class of spatially homogenous cosmological models with monotonically decreasing energy density. The transcription from Brinkmann to Baldwin-Jeffery-Rosen (BJR) to Bianchi coordinates is presented and the relation to a Sturm-Liouville equation is explained. The 6-parameter isometry group is derived. In the Bianchi VII range of parameters we have two BJR transciptions. However using either of them induces a mere relabeling of the geodesics and isometries. Following pioneering work of Siklos, we provide a self-contained account of the geometry and global structure of the spacetime. The latter contains a Killing horizon to the future of which the spacetime resembles an anisotropic version of the Milne cosmology and to the past of which it resemble the Rindler wedge. | ルカシュ計量は均一な重力波であり、遅い時間には 空間的に同種の汎用クラスの動作を近似します エネルギー密度が単調減少する宇宙論モデル。 の ブリンクマンからボールドウィン・ジェフリー・ローゼン（BJR）、そしてビアンキへの転写 座標が示され、Sturm-Liouville 方程式との関係は次のようになります。 と説明した。 6 パラメータのアイソメトリ グループが導出されます。 ビアンキ VII シリーズの中で パラメータのうち、2 つの BJR 転写があります。 ただし、どちらを使用しても 測地線とアイソメトリクスの単なるラベルの変更を引き起こします。 先駆者に続いて Siklos の研究に基づいて、ジオメトリとグローバルの自己完結型アカウントを提供します。 時空の構造。 後者には未来への殺人地平線が含まれています その時空はミルン宇宙論の異方性バージョンに似ています そしてリンドラーウェッジに似た過去へ。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Black holes are among the most well-known astrophysical objects, yet their physical realisation remains conceptually subtle. We analyse physical black holes -- light-trapping regions that form in finite time as seen by a distant observer -- and investigate the properties of the matter required to support them. Taking Buchdahl's theorem as a benchmark, we show that these configurations necessarily violate at least two of its four original conditions, and the post-formation state violates them all. These violations are substantial: they include the null energy condition, non-monotonic energy profiles, and strong pressure anisotropies. Thus, the requirement of truly forming a horizon places physical black holes in a class of solutions that are more exotic than exotic compact objects. | ブラック ホールは最もよく知られた天体物理学的天体の 1 つですが、 物理的な実現は概念的には微妙なままです。 物理的な黒を分析します 穴 -- 遠くから見たときに有限時間内に形成される光を閉じ込める領域 観察者 -- サポートするために必要な物質の特性を調査します 彼ら。 ブッフダールの定理をベンチマークとして採用すると、次のことがわかります。 構成は必ず元の 4 つのうち少なくとも 2 つに違反します。 条件、および形成後の状態はそれらすべてに違反します。 これらの違反 実質的です: ヌル エネルギー条件、非単調エネルギーが含まれます。 プロファイル、および強い圧力異方性。 したがって、真の要件は、 地平線を形成すると、物理的なブラック ホールが次のようなソリューションのクラスに配置されます。 エキゾチックなコンパクトオブジェクトよりもエキゾチックです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The convergence of scalar-tensor gravity to general relativity, or the departure from it, are described in a new analogy with heat dissipation in a viscous fluid. This new thermal picture is applied to cosmology, shedding light on whether gravity deviates from general relativity early on and approaches it later in the cosmic history. | スカラー テンソル重力の一般相対性理論への収束、または それから脱却し、熱放散との新しい類推で説明されます。 粘性のある液体。 この新しい熱画像は宇宙論に応用され、光を照射します 重力が早い段階で一般相対性理論から逸脱し、それに近づくかどうかについて 宇宙の歴史のその後。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Boson stars, hypothetical astrophysical objects bound by the self-gravity of a scalar field, have been widely studied as a type of exotic compact object that is horizonless and provides a testing ground for physics beyond the Standard Model. In particular, many previous works have demonstrated methods for distinguishing compact boson stars from black holes in general relativity through gravitational wave observations. However, the formation scenario of compact boson stars within the age of the universe remains unclear. In this paper, we explore a possible scenario for the formation of compact boson stars. The model we consider requires two coupled scalar fields: a complex scalar field that forms a boson star and a spatially homogeneous background field, as formation of a compact boson star cannot be achieved in a single filed model. Using the adiabatic approximation, we show that non-relativistic boson clouds can evolve into compact boson stars through the cosmological time-evolution of the background field. In our model the background field evolves to increase the effective mass of the scalar field, and as a result compact boson stars can form within the cosmological timescale, if the variation of the background field is as large as the Planck scale. However, further investigation is required because the required initial states are not the configurations that can be described by the well-studied Schr\"odinger-Poisson system. | ボソン星、自己重力によって束縛される仮説的な天体物理学的天体 スカラー場は、エキゾチックなコンパクトオブジェクトの一種として広く研究されています それは地平線がなく、宇宙を超えた物理学の実験場を提供します。 スタンダードモデル。 特に、これまでの多くの作品で方法が実証されています。 一般相対性理論においてコンパクトボソン星とブラックホールを区別するための 重力波観測を通じて。 ただし、その結成シナリオは、 宇宙の年齢にあるコンパクトなボソン星はまだ不明です。 この中で この論文では、コンパクトなボソン星が形成される可能性のあるシナリオを調査します。 私たちが考えるモデルには、結合された 2 つのスカラー フィールドが必要です。 ボソン星と空間的に均一な背景場を形成する場。 コンパクトなボソン星の形成は単一フィールドモデルでは達成できません。 断熱近似を使用して、非相対論的なボソン雲が 宇宙論的な時間進化を通じてコンパクトなボソン星に進化することができる 背景フィールド。 私たちのモデルでは、背景フィールドが進化して、 スカラー場の有効質量、そしてその結果、コンパクトなボソン星は、 背景の変化があれば、宇宙論的な時間スケール内で形成される フィールドはプランクスケールと同じ大きさです。 ただし、さらなる調査は、 必要な初期状態が必要な構成ではないため、必要です。 は、よく研究されたシュレーオーディンガー・ポアソン系で説明できます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this study, we investigate the motion of charged, neutral, and light-like particles in a magnetized black hole solution surrounded by a cloud of strings in an anti-de Sitter (AdS) background. This spacetime admits several well-known solutions as special cases, including the Letelier-AdS black hole, the Melvin spacetime, and the Schwarzschild-AdS black hole. We demonstrate that key parameters characterizing the geometry-such as the cloud of strings parameter, the magnetic field strength, and the AdS radius-significantly affect the trajectories of these particles. Our analysis shows that increasing the cloud of strings parameter weakens the gravitational influence, while the magnetic field introduces additional attractive components that can destabilize particle orbits. We examine the photon sphere and calculate the black hole shadow, showing that the shadow radius decreases with increasing magnetic field parameter but increases with the cloud of strings parameter. These findings provide potential observables for distinguishing between different black hole models in realistic astrophysical environments. | この研究では、帯電したもの、中性のもの、光のようなものの動きを調べます。 糸の雲に囲まれた磁化されたブラックホール溶液内の粒子 アンチ・ド・シッター（AdS）の背景にあります。 この時空には、いくつかのよく知られた現象が存在します。 Letelier-AdS ブラック ホール、メルビンなどの特殊なケースとしての解決策 時空、そしてシュワルツシルト-AdS ブラック ホール。 その鍵を実証します ジオメトリを特徴付けるパラメータ - 文字列パラメータのクラウドなど、 磁場の強さと AdS 半径は、 これらの粒子の軌道。 私たちの分析によると、クラウドの増加は 弦のパラメータは重力の影響を弱めますが、磁気 フィールドでは、粒子を不安定にする可能性のある追加の魅力的なコンポーネントが導入されます 軌道。 光子球を調べてブラックホールの影を計算します。 磁場の増加とともに影の半径が減少することを示しています パラメータですが、文字列パラメータのクラウドとともに増加します。 これらの調査結果 異なるブラックホールを区別するための潜在的な観測物を提供する 現実的な天体物理環境のモデル。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present the manifestly covariant quantization of quadratic gravity or higher-derivative gravity in the de Donder gauge condition (or harmonic gauge condition) for general coordinate invariance on the basis of the BRST transformation. We explicitly calculate various equal-time commutation relations (ETCRs), in particlular, the ETCRs between the metric tensor and its time derivatives in detail, and show that they are identically vanishing. We also clarify global symmetries, the physical content of quadratic gravity, and clearly show that this theory is not unitary and has a massive scalar, massive ghost and massless graviton as physical modes. Finally, we comment on confinement of the massive ghost, thereby recovering the unitarity of the physical S-matrix in quadratic gravity. | 我々は、二次重力または ド・ドンダー・ゲージ条件（または調和ゲージ）における高次微分重力 条件) BRST に基づく一般座標不変性の場合 変換。 さまざまな等時間整流を明示的に計算します 関係 (ETCR)、特に計量テンソルとその間の ETCR 時間微分を詳細に解析し、それらが同様に消滅することを示します。 私たちは また、大域的対称性、二次重力の物理的内容、 この理論は単一ではなく、大規模なスカラー、大規模な理論を持っていることを明確に示しています。 物理モードとしてのゴーストと無質量重力子。 最後にコメントします 巨大な幽霊を閉じ込め、それによって全体の統一性を回復する 二次重力における物理的な S 行列。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The anticipated observation of the gravitational microlensing of gravitational waves (GWs) promises to shed light on a host of astrophysical and cosmological questions. However, extracting the parameters of the lens from the modulated GWs requires accurate modeling of the lensing amplification factor, accounting for wave-optics effects. Analytic solutions to the lens equation have not been found to date, except for a handful of simplistic lens models. While numerical solutions to this equation have been developed, the time and computational resources required to evaluate the amplification factor numerically make large-scale parameter estimation of the lens (and source) parameters prohibitive. On the other hand, surrogate modeling of GWs has proven to be a powerful tool to accurately, and rapidly, produce GW templates at arbitrary points in parameter space, interpolating from a finite set of available waveforms at discrete parameter values. In this work, we demonstrate that surrogate modeling can also effectively be applied to the evaluation of the time-domain microlensing amplification factor $\widetilde{F}(t)$. We show this by constructing $\widetilde{F}(t)$ for two lens models, viz. point-mass lens, and singular isothermal sphere, which notably includes logarithmic divergence behaviour. We find both surrogates reproduce the original lens models accurately, with mismatches $\lesssim 5 \times 10^{-4}$ across a range of plausible microlensed binary black hole sources observed by the Einstein Telescope. This surrogate is between 5 and $10^3$ times faster than the underlying lensing models, and can be evaluated in about 100 ms. The accuracy and efficiency attained by our surrogate models will enable practical parameter estimation analyses of microlensed GWs. | 予想される重力マイクロレンズの観測 重力波 (GW) は、さまざまな天体物理学や宇宙物理学に光を当てると期待されています。 宇宙論的な質問。 ただし、レンズのパラメータを抽出すると、 変調された GW にはレンズ増幅率の正確なモデリングが必要です。 波動光学効果を考慮しています。 レンズ方程式の解析的解法 少数の単純なレンズモデルを除いて、現在まで見つかっていません。 この方程式の数値解は開発されていますが、時間と 増幅率の評価に必要な計算リソース レンズ (および光源) の大規模パラメータ推定を数値的に行う パラメータは禁止されています。 一方、GW のサロゲート モデリングは次のことを証明しています。 GW テンプレートを正確かつ迅速に作成するための強力なツールになります。 パラメータ空間内の任意の点、有限集合から補間 離散パラメータ値で利用可能な波形。 この作業では、 サロゲート モデリングは、次の評価にも効果的に適用できます。 時間領域のマイクロレンズ増幅率 $\widetilde{F}(t)$。 見せます これは、2 つのレンズ モデルに対して $\widetilde{F}(t)$ を構築することによって行われます。 点質量 レンズ、および特に対数を含む特異等温球 発散行為。 どちらのサロゲートも元のレンズを再現していることがわかります 範囲内で不一致 $\lesssim 5 \times 10^{-4}$ を含めて正確にモデル化します アインシュタインによって観測された、もっともらしいマイクロレンズによるバイナリブラックホール源の例 望遠鏡。 このサロゲートは、 基礎となるレンズ モデルに基づいており、約 100 ミリ秒で評価できます。 精度 私たちのサロゲートモデルによって達成される効率により、実用的なパラメータが可能になります マイクロレンズGWの推定解析。 |
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| Due to rotation, the mass correction of neutron stars arises and causes the rotational mass to be larger than the static mass. In this work, we extend the formulation of the rotational mass of anisotropic neutron stars within Rastall gravity. We apply numerical simulation on the formulation we obtained. We refer to mass of J0740+6620, GW170817, and GW190814 as the mass constraints of the neutron stars. For the free parameters, we use three values of Rastall's parameter, i.e. $\lambda=0.00019$, $\lambda=0.00038$, $\lambda=0.00071$; and three values of anisotropic strength, i.e. $\zeta=-1.15$, $\zeta=-1.50$, and $\zeta=-2.00$. We have found that both $\lambda$ and $\zeta$ impact on the increment of the NS's rotational mass within the compact regimes, and also impact on the decrease of the NS's rotational mass within the loose regimes. All mass constraints are satisfied by the NS with $\zeta=-2.00$. In term of the moment of inertia $I$ of the neutron stars, all numerical results match with the constraint range which is based on radio observations of heavy pulsars; while in term of the angular velocity of the stars relative to the distant observers $\Omega$, the mass correction $\delta M$ significantly increases when $\Omega$ increases. | 自転により中性子星の質量補正が生じ、 回転質量が静質量よりも大きくなるようにします。 この作業では、 ラストール内の異方性中性子星の回転質量の定式化 重力。 得られた定式化に対して数値シミュレーションを適用します。 参照します の質量制約として J0740+6620、GW170817、および GW190814 の質量に 中性子星。 自由パラメータには、Rastall の 3 つの値を使用します。 パラメータ、つまり $\lambda=0.00019$、$\lambda=0.00038$、$\lambda=0.00071$;そして 異方性強度の 3 つの値、つまり $\zeta=-1.15$、$\zeta=-1.50$、 $\ゼータ=-2.00$。 $\lambda$ と $\zeta$ の両方が、 コンパクトな領域内での NS の回転質量の増加、および 緩い領域内での NS の回転質量の減少への影響。 すべての質量制約は $\zeta=-2.00$ の NS によって満たされます。 の観点から、 中性子星の慣性モーメント $I$、すべての数値結果は以下と一致します。 重パルサーの電波観測に基づく拘束範囲。 一方、遠方の星に対する星の角速度の観点からは、 観測者 $\Omega$ の場合、質量補正 $\delta M$ は大幅に増加します。 $\Omega$ が増加します。 |
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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、重力波（GW）の伝播速度が時間変化する可能性を予言しており、これはマルチメッセンジャー天文学によって検証できる可能性がある。 この目的のために、我々は重力波の伝播速度の赤方偏移依存性と、同じ源から放出された電磁波（EMW）の検出間の時間遅延との関係を導出する。 有効場理論によれば、重力波伝播方程式の摩擦項は有効プランク質量と重力波速度の時間変化に依存し、重力波-電磁波光度距離比に影響を与える。 我々は有効重力波速度と有効プランク質量を用いて重力波-電磁波光度距離比の一般形を計算し、次にプランク質量一定（CPM）かつ重力波速度が時間変化する理論に焦点を当てる。 CPM理論では、重力波の速度は重力波-電磁波の検出時間遅延と光度距離比によって同時に制限され、これら2つの観測量の間に無矛盾関係を導くことができる。 事象GW170817とその電磁波対応物はCPM無矛盾条件を満たし、重力波の速度の時間変化、ひいては有効理論の係数に制約を課すことができる。 |
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| Einstein's equivalence principle suggests a deep connection between matter and spacetime, prompting the question: if matter violates parity, must gravity? This essay explores the detection of parity violation in gravity using gravitational wave (GW) memory. Gravitational parity violation could be observable through GW amplitude birefringence and large-scale structure correlations. With improved sensitivity, next-generation GW detectors offer unprecedented opportunities to probe these effects. We propose that the integrated cosmological memory (ICM) of GWs, amplified over cosmological distances, can enhance faint parity-violating signatures. Specifically, if GWs from astrophysical events have differing polarization amplitudes, as in Chern-Simons gravity, ICM significantly amplifies this disparity. ICM uniquely and independently allows us to test fundamental symmetries, constrain gravity parameters, and gain insights into the interplay of particle physics, cosmology and gravity. | アインシュタインの等価原理は物質間の深いつながりを示唆している そして時空は、物質がパリティに違反する場合、重力も違反する必要があるのか?という疑問を引き起こします。 このエッセイでは、次を使用して重力におけるパリティ違反の検出を検討します。 重力波（GW）メモリ。 重力パリティ違反の可能性があります GW振幅複屈折と大規模構造を通じて観察可能 相関関係。 感度が向上した次世代 GW 検出器は、 これらの影響を調査する前例のない機会です。 私たちは次のように提案します。 宇宙論的に増幅されたGWの統合宇宙論的記憶(ICM) 距離が離れていると、パリティ違反のかすかなシグネチャが強調される可能性があります。 具体的には、GW の場合、 天体物理現象によるものは、次のように異なる偏光振幅を持ちます。 チャーン・シモンズ重力、ICM はこの差異を大幅に増幅します。 ICM独自の そして、独立して基本的な対称性をテストし、重力を制限することができます パラメータを解析し、素粒子物理学と宇宙論の相互作用についての洞察を得る そして重力。 |
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| The incompatibility of explicit diffeomorphism violation with Riemannian geometry within the gravitational Standard-Model Extension (SME) is revisited. We review two methods of how to deal with this problem. The first is based on an approach proposed originally by St\"{u}ckelberg and the latter is to restrict spacetime geometry via the dynamical field equations and the second Bianchi identities. Moreover, a third technique is introduced in this work, which relies on isometries of a gravitational system. Our conclusion is that an SME background field configuration compatible with Riemannian geometry is more likely to be determined the more diffeomorphisms are isometries of the particular system. The proposal is demonstrated to work for cosmological time evolution with the SME backgrounds $u$ and $s^{\mu\nu}$ present. This finding has the potential to provide an alternative treatment of explicit spacetime symmetry violation in gravity. | 明示的な微分同相写像違反とリーマン関数の非互換性 重力標準モデル拡張 (SME) 内の幾何学が再考されます。 この問題に対処する 2 つの方法を確認します。 1つ目は以下に基づいています 元々 St\"{u}ckelberg によって提案されたアプローチであり、後者は 力学場方程式と 2 番目の式を介して時空幾何学を制限します。 ビアンキのアイデンティティ。 さらに、本作では3つ目のテクニックが導入されており、 これは重力系のアイソメトリクスに依存します。 私たちの結論は、 リーマン幾何学と互換性のある SME の背景フィールド構成は詳細です 微分同相写像の等長性が多ければ多いほど、決定される可能性が高くなります。 特定のシステム。 この提案は宇宙論的な時間に対して機能することが実証されています $u$ と $s^{\mu\nu}$ が存在する中小企業の背景による進化。 この発見は 明示的な時空の代替処理を提供する可能性がある 重力における対称性の破れ。 |
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| The Generalized First Law (GFL) and the Generalized Second Law (GSL) of thermodynamics are searched for effective and alternative cosmic models using the entropy as a function of the apparent area, transforming the effective cosmological model into the standard form in cosmology. The general conditions of the GSL validity are analyzed for the entropy as a general function and for logarithmic corrections to the usual Black Hole entropy. In particular, we study the GFL and the regions where the GSL is valid for an effective Loop Quantum Cosmology model with spatially flat curvature taking every possible value of the logarithmic correction factor. In addition, we explore the possibility of having negative temperature, where the validity conditions for an alternative generalized second law (AGSL) are studied. | 一般化第一法則 (GFL) と一般化第二法則 (GSL) 熱力学は、以下を使用して効果的で代替的な宇宙モデルを探索します。 エントロピーを見かけの面積の関数として表し、実効値を変換します。 宇宙論モデルを宇宙論の標準形式に変換します。 一般的な条件 GSL の有効性は、一般関数としてのエントロピーと、 通常のブラック ホール エントロピーの対数補正。 特に私たちは、 GFL と、効果的なループに対して GSL が有効な領域を調査します。 空間的に平坦な曲率を可能な限り考慮した量子宇宙論モデル 対数補正係数の値。 さらに、 負の温度になる可能性があり、有効条件は次のとおりです。 代替の一般化第 2 法則 (AGSL) が研究されています。 |
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| The correspondence between gravitational observables derived from scattering processes and adiabatic invariants in bound orbits, within the framework of the Post-Minkowskian (PM) expansion, has garnered significant attention in the study of bound orbital systems. However, the existing dictionary for this correspondence produces complex-valued quantities of bound orbits that contravene physical principles in 4PM calculations, thus revealing deficiencies in the dictionary. Our research identifies a critical issue: the Fourier transform of the scattering amplitude incorporates a factor of $(p_\infty^2)^{-n/2}$ in 4PM order. This factor introduces singularities at $p_\infty^2 = 0$, thereby rendering the original dictionary become ineffective, as it assumes the possibility of connecting both scattering states and bound states at the singular point. We propose a rigorous modification by employing Hawking's method for black hole radiation, specifically analytical continuing $p_\infty^2 \rightarrow p_\infty^2 e^{-i \pi}$. We also evaluate the new dictionary by comparing the binding energy calculated using effective one-body (EOB) theory with numerical relativity (NR) simulations data from the SXS collaboration. Our findings indicate that the binding energy-angular momentum relationship to the innermost stable circular orbit derived from EOB theory is in remarkable agreement with NR data. This revised dictionary enhances the applicability of gravitational observables derived from scattering processes to bound orbits and effectively fulfills the objectives envisioned by the pioneers who proposed this correspondence. | 散乱から導出された重力観測対象間の対応関係 の枠組み内での、結合軌道におけるプロセスと断熱不変量 ポストミンコフスキー (PM) の拡張は、世界で大きな注目を集めています。 束縛軌道系の研究。 ただし、これに対する既存の辞書は、 対応により、結合軌道の複素数値量が生成されます。 午後 4 時計算の物理原則に違反し、欠陥が明らかになりました 辞書にあります。 私たちの研究により、フーリエという重大な問題が特定されました。 散乱振幅の変換には次の係数が組み込まれます。 $(p_\infty^2)^{-n/2}$ 午後 4 時のご注文。 この要因により、次の点に特異点が導入されます。 $p_\infty^2 = 0$ となり、元の辞書は無効になります。 散乱状態と境界の両方を接続できる可能性を想定しているため、 特異点にある状態。 を採用して厳密な修正を提案します。 ブラックホール放射に関するホーキング博士の方法、特に分析継続 $p_\infty^2 \rightarrow p_\infty^2 e^{-i \pi}$。 新作も評価します 実効一体で計算した結合エネルギーを比較して辞書化 SXS からの数値相対性理論 (NR) シミュレーション データを使用した (EOB) 理論 コラボレーション。 私たちの発見は、結合エネルギーと角運動量が EOB理論から導き出される最内安定円軌道との関係は NR データと顕著に一致しています。 この改訂された辞書は、 散乱過程から得られる重力観測量の適用可能性 軌道を制限し、先駆者が思い描いた目的を効果的に達成します この通信を提案した人。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Higher-derivative gravity theories offer insights into the behavior of extremely compact objects (ECOs). Focusing on Gauss-Bonnet (GB) and Einstein-dilaton-Gauss-Bonnet (EdGB) gravity, we derive the compactness scale in these models and demonstrate how higher-curvature corrections lead to deviations from the standard ECO compactness scale. The corrections are of order $\alpha/r_0^2$ in EGB gravity and $\alpha^2/r_0^4$ in EdGB gravity, where $\alpha$ is the coupling constant and $r_0$ is the horizon radius corresponding to the mass of the ECO. Observational constraints suggest these effects could be significant in certain astrophysical systems, providing a new perspective on the nature of extremely compact objects in models of modified gravity. | 高微分重力理論は、物体の挙動についての洞察を提供します。 非常にコンパクトなオブジェクト (ECO)。 ガウスボンネット（GB）を中心に、 アインシュタイン・ディラトン・ガウス・ボンネット (EdGB) 重力、コンパクトさのスケールを導き出す これらのモデルで、より高い曲率の補正がどのように結果をもたらすかを実証します。 標準の ECO コンパクト性スケールからの偏差。 修正内容は、 EGB 重力では $\alpha/r_0^2$ を、EdGB 重力では $\alpha^2/r_0^4$ を順序付けします。 $\alpha$ は結合定数、$r_0$ は対応する水平半径です。 ECOの質量に。 観察上の制約は、これらの影響が考えられることを示唆しています。 特定の天体物理学系では重要であり、新しい視点を提供します。 修正重力モデルにおける非常にコンパクトな物体の性質。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The black hole paradigm, while remarkably successful, raises fundamental questions-both classical and quantum-about the nature of spacetime, horizons, and singularities. Black hole mimickers, horizonless ultra-compact objects, have emerged as potential alternatives that seek to resolve some of these puzzles while remaining consistent with current observational constraints. Recent breakthroughs in gravitational-wave astronomy and horizon-scale electromagnetic imaging have opened new avenues to test this paradigm-making this an opportune moment to systematically investigate such alternatives. This vision document presents a snapshot of the field as discussed at the Black Hole Mimickers: From Theory to Observation workshop, where experts from gravitational wave astronomy, very long baseline interferometry, numerical and mathematical relativity, and high-energy physics converged to assess the current frontiers. By highlighting key open questions and proposing concrete pathways forward, this document aims to guide future efforts to probe the nature of compact objects. As the field stands at the crossroads of theoretical innovation and observational breakthroughs, we outline strategies to harness upcoming observational capabilities to fundamentally test the black hole paradigm. | ブラックホールのパラダイムは、目覚ましい成功を収めていますが、根本的な問題を引き起こします。 時空、地平線、 そして特異点。 ブラックホールの模倣者、地平線のない超小型天体、 これらのいくつかを解決しようとする潜在的な代替案として浮上しています。 現在の観察上の制約との一貫性を保ちながら、パズルを解くことができます。 重力波天文学と地平線スケールにおける最近の進歩 電磁イメージングは、このパラダイム形成をテストするための新しい道を開きました これは、そのような代替案を体系的に調査する絶好の機会です。 このビジョン文書は、会議で議論されたフィールドのスナップショットを示しています。 ブラックホールミミッカー: 理論から観測へのワークショップ。 重力波天文学、超長基線干渉法、数値的および 数学的相対性理論と高エネルギー物理学が融合して、 現在のフロンティア。 主要な未解決の質問を強調し、具体的な提案を行うことによって 今後の道筋を探るため、この文書は今後の取り組みの指針となることを目的としています。 コンパクトオブジェクトの性質。 この分野は理論の岐路に立っています イノベーションと観察による画期的な進歩を活用するための戦略を概説します ブラックホールを根本的にテストする今後の観測能力 パラダイム。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Accreting supermassive black hole binaries are powerful multimessenger sources emitting both gravitational and EM radiation. Understanding the accretion dynamics of these systems and predicting their distinctive EM signals is crucial to informing and guiding upcoming efforts aimed at detecting gravitational waves produced by these binaries. To this end, accurate numerical modeling is required to describe both the spacetime and the magnetized gas around the black holes. In this paper, we present two key advances in this field of research. First, we have developed a novel 3D GRMHD framework that combines multiple numerical codes to simulate the inspiral and merger of supermassive black hole binaries starting from realistic initial data and running all the way through merger. Throughout the evolution, we adopt a simple but functional prescription to account for gas cooling through photon emission. Next, we have applied our new computational method to follow the time evolution of a circular, equal-mass, non-spinning black hole binary for ~200 orbits, starting from a separation of 20r_g and reaching the post-merger evolutionary stage of the system. We have shown how mass continues to flow toward the binary even after the binary "decouples" from its surrounding disk, but the accretion rate onto the black holes diminishes. We have identified how the minidisks orbiting each black hole are slowly drained and eventually dissolve as the binary compresses. We confirm previous findings that the system's luminosity decreases by only a factor of a few during inspiral; however, we observe an abrupt increase by ~50% in this quantity at the time of merger, likely accompanied by an equally abrupt change in spectrum. Finally, we have demonstrated that during the inspiral, fluid ram pressure regulates the fraction of the magnetic flux transported to the binary that attaches to the black holes' horizons. | 蓄積する超大質量ブラックホールバイナリは強力なマルチメッセンジャーである 重力放射線と電磁放射線の両方を放出する発生源。 理解する これらのシステムの降着ダイナミクスとその特徴的な EM 信号の予測 検出を目的とした今後の取り組みに情報を提供し、導くために重要です。 これらの連星によって生成される重力波。 そのためには、正確な数値を 時空と磁化ガスの両方を記述するにはモデリングが必要です ブラックホールの周り。 このホワイトペーパーでは、この分野における 2 つの重要な進歩を紹介します。 研究分野。 まず、私たちは新しい 3D GRMHD フレームワークを開発しました。 複数の数値コードを組み合わせて、インスピレーションと融合をシミュレートします。 現実的な初期データから始まる超大質量ブラックホールバイナリと 合併までずっと走り続けています。 進化を通じて、私たちはシンプルな ただし、光子の放出によるガス冷却を考慮した機能的な処方。 次に、時間発展を追跡するために新しい計算手法を適用しました。 約200軌道にわたる円形、等質量、非自転ブラックホール連星、 20r_gの分離から始まり、合併後の進化に至る システムの段階。 私たちは、質量がどのようにして連星に向かって流れ続けるかを示しました。 連星が周囲の円盤から「分離」した後でも、降着は ブラックホールへの到達率は減少します。 ミニディスクがどのように動作するかを特定しました。 各ブラックホールを周回するブラックホールはゆっくりと排出され、最終的には溶解します。 バイナリ圧縮。 システムの明るさは次のとおりであるという以前の発見を確認します。 吸気中はわずか数分の１しか減少しません。 ただし、次のことが観察されます。 合併時にはこの量が約 50% 急激に増加する可能性が高い スペクトルの同様に突然の変化を伴います。 最後に、 は、吸気中に流体ラム圧が圧力を調節することを実証しました。 バイナリに運ばれる磁束の一部。 ブラックホールの地平線。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We describe the scattering of particles by a sandwich gravitational wave generated during a flyby using an analytical approach. The derivative-of-the-Gaussian profile proposed by Gibbons and Hawking is approximated by the hyperbolic scarf potential, which allows for an exact analytic solution via the Nikiforov-Uvarov method. Our results confirm the prediction of Zel'dovich and Polnarev about certain ``magical" amplitudes of the potential. | フライバイ中に生成されるサンドイッチ重力波による粒子の散乱を解析的手法を用いて記述する。 ギボンズとホーキングによって提案されたガウス分布の微分プロファイルは、双曲型スカーフポテンシャルによって近似され、ニキフォロフ-ウバロフ法による厳密な解析解が得られる。 我々の結果は、ポテンシャルの特定の「魔法の」振幅に関するゼルドビッチとポルナレフの予測を裏付けるものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Using the fact that the horizon of black holes is a Carroll manifold, we show that an ``exotic photon'' i.e. a particle without mass and charge but with anyonic spin, magnetic moment and ``exotic'' charges associated with the 2-parameter central extension of the 2-dimensional Carroll group moves on the horizon of a Kerr-Newman Black Hole consistently with the Hall law. | ブラックホールの地平線がキャロル多様体であるという事実を利用して、次のように示します。 「エキゾチック光子」、つまり質量と電荷を持たないが、 アニニックスピン、磁気モーメント、およびそれに関連する「エキゾチックな」電荷 2 次元キャロル群の 2 パラメータ中心拡張は、 カー・ニューマン ブラック ホールの地平線はホールの法則と一致します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Unlike a single Carroll particle, a multiparticle Carroll system can move under suitable conditions, as we demonstrate it explicitly for two particles with a momentum-dependent interaction: the center-of-mass remains fixed, however relative motion is possible, confirming previous statements made by Bergshoeff, Casalbuoni, and their collaborators. Analogous results are obtained for electric dipoles with the roles of the center-of-mass and the relative position interchanged. | 単一のキャロル粒子とは異なり、複数粒子のキャロル システムは移動できます。 2 つの粒子について明示的に示すように、適切な条件下で 運動量依存の相互作用: 質量中心は固定されたままです。 ただし、相対運動は可能であり、以前の声明を裏付けています。 ベルグスフーフ、カザルブオーニ、そして彼らの協力者。 同様の結果が得られます 重心と相対位置の役割を持つ電気双極子について 立場が入れ替わった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a generalization of the RT and HRT holographic entanglement entropy formulas to spacetimes with asymptotically Minkowski as well as asymptotically AdS regions. We postulate that such spacetimes represent entangled states in a tensor product of Hilbert spaces, each corresponding to one asymptotic region. We show that our conjectured formula has the same general properties and passes the same general tests as the standard HRT formula. We provide further evidence for it by showing that in many cases the Minkowski asymptotic regions can be replaced by AdS ones using a domain wall. We illustrate the use of our formula by calculating entanglement entropies between asymptotic regions in Brill-Lindquist spacetimes, finding phase transitions similar to those known to occur in AdS. We construct networks of universes by gluing together Brill-Lindquist spaces along minimal surfaces. Finally, we discuss a variety of possible extensions and generalizations, including to universes with asymptotically de Sitter regions; in the latter case, we identify an ambiguity in the homology condition, leading to two different versions of the HRT formula which we call ``orthodox'' and ``heterodox'', with different physical interpretations. | RT および HRT ホログラフィックエンタングルメントの一般化を提案します。 漸近的ミンコフスキーと同様に時空へのエントロピー公式 漸近的に AdS 領域に達します。 我々は、そのような時空が次のことを表すと仮定します。 ヒルベルト空間のテンソル積におけるもつれ状態、それぞれに対応する 1 つの漸近領域。 私たちの推測した式が同じであることを示します 一般的な特性を備え、標準の HRT と同じ一般的なテストに合格します。 式。 多くの場合、 ミンコフスキー漸近領域は、ドメイン ウォールを使用して AdS 領域に置き換えることができます。 エンタングルメントエントロピーを計算することによって、私たちの公式の使用法を説明します。 ブリル・リンドクイスト時空の漸近領域間、位相を見つける AdS で発生することが知られている遷移と同様の遷移。 私たちはネットワークを構築します Brill-Lindquist 空間を最小限の表面に沿って貼り合わせることで宇宙を構築します。 最後に、さまざまな拡張と一般化の可能性について説明します。 漸近的にド・ジッター領域を持つ宇宙を含む。 後者では この場合、相同性条件のあいまいさが特定され、次の 2 つの結果が得られます。 私たちが「正統派」と呼ぶ HRT 式のさまざまなバージョンと、 物理的な解釈が異なる「異端者」。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate unitarily inequivalent representations of the algebra of operators in quantum field theory in the cases where there is a Fock representation of the commutation relations. We examine more closely the operational definition of a measurement device, discussing the Unruh-DeWitt and Glauber models of quantum detectors. The transition probability per unit of proper time of both detectors in different non-inertial frames of reference in Minkowski spacetime is evaluated. We first study detectors traveling in a stationary worldline with a constant proper acceleration, i.e., a hyperbolic motion, interacting with the field prepared in the Poincar\'e invariant Fock vacuum state. Next, we study the Unruh-DeWitt detector at rest in a non-uniformly accelerated frame, with a time dependent acceleration interacting with the field in the Poincar\'e invariant Fock vacuum state. We evaluate the positive frequency Wightman function for the non-uniformly accelerated frame in a finite time interval and find that it is similar to the two-point correlation function of a system in equilibrium with a thermal bath. Calculating the transition rate, the non-uniformly accelerated Unruh-DeWitt detector can be excited even if the scalar field is prepared in the vacuum state. | 代数のユニタリ不等表現を調査します。 フォックが存在する場合の場の量子論の演算子 転流関係の表現。 さらに詳しく調べてみると、 測定装置の操作上の定義、Unruh-DeWitt と 量子検出器のグラウバーモデル。 単位当たりの遷移確率 異なる非慣性座標系における両方の検出器の適切な時刻 ミンコフスキー時空を評価します。 私たちはまず、宇宙船で移動する検出器を研究します。 一定の適切な加速度を持つ静止した世界線、つまり双曲線 ポアンカレの不変量フォックで準備されたフィールドと相互作用するモーション 真空状態。 次に、静止状態の Unruh-DeWitt 検出器を研究します。 時間依存の加速が相互作用する、不均一に加速されたフレーム ポアンカレの不変フォック真空状態にある場を持つ。 私たちが評価するのは、 不均一に加速されたフレームに対する正の周波数のワイトマン関数 有限の時間間隔で、それが 2 点相関に似ていることを確認します。 熱浴と平衡状態にあるシステムの機能。 計算する 遷移速度が不均一に加速された Unruh-DeWitt 検出器は、 スカラー場が真空状態で準備されていても励起されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate deviations from $\Lambda$CDM by independently parameterizing modifications in the background evolution and the growth of structures. The background is characterized by two parameters, $A$ and $B$, which reduce to $A=\Omega_{m0}$ and $B=2/3$ in the $\Lambda$CDM limit, while deviations in the growth of structures are captured through a fitting function for $f\sigma_8$ involving the growth index $\gamma$. Using recent observational datasets involving background expansion and growth of structures (related to observations involving redshift space distortions), we find significant evidence for departures from $\Lambda$CDM in the background expansion whereas there is no finite evidence for deviations from $\Lambda$CDM behaviour in the growth of structures. This suggests that with the current precision in observational data involving background and perturbed Universe, a deviation from $\Lambda$CDM behaviour is confirmed (as shown in the recent DESI-DR2 results). But whether this deviation is due to an evolving Dark Energy or due to the modification of gravity at cosmological scales is still an open question, largely due to less precise data from perturbed Universe. We further demonstrate how the future high-precision growth data (from Euclid, for example) can answer such question using a forecast study. | 独立してパラメータ化することで $\Lambda$CDM からの逸脱を調査します バックグラウンドの進化と構造の成長における変化。 の 背景は、$A$ と $B$ という 2 つのパラメーターによって特徴付けられます。 $A=\Omega_{m0}$ および $B=2/3$ は $\Lambda$CDM 制限内にありますが、 構造の成長は $f\sigma_8$ のフィッティング関数を通じて捕捉されます 成長指数 $\gamma$ が関係します。 最近の観測データセットの利用 バックグラウンドの拡大と構造の成長を伴う（関連する） 赤方偏移空間歪みを伴う観測）、重要なことがわかりました。 バックグラウンドの拡張では $\Lambda$CDM からの離脱の証拠がある一方で、 $\Lambda$CDM の動作からの逸脱に関する限定的な証拠はありません。 構造物の成長。 これは、現在の精度では、 背景と摂動宇宙を含む観測データ、逸脱 from $\Lambda$CDM の動作が確認されています (最近の DESI-DR2 で示されているように) 結果）。 しかし、この逸脱は進化するダークエネルギーによるものなのか、それとも 宇宙論的スケールでの重力の修正についてはまだ未解決の点が多い という疑問は、主に摂動された宇宙からのデータの精度が低いことが原因です。 私たちはさらに 将来の高精度成長データ (Euclid から、 例) 予測調査を使用すると、このような質問に答えることができます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyse properties of general stationary and axisymmetric spacetimes, with a particular focus on circularity -- an accidental symmetry enjoyed by the Kerr metric, and therefore widely assumed when searching for rotating black hole solutions in alternative theories of gravity as well as when constructing models of Kerr mimickers. Within a gauge specified by seven (or six) free functions, the local existence of which we prove, we solve the differential circularity conditions and translate them into algebraic relations among the metric components. This result opens the way to investigating the consequences of circularity breaking in a controlled manner. In particular, we construct two simple analytical examples of non-circular deformations of the Kerr spacetime. The first one is "minimal", since the horizon and the ergosphere are identical to their Kerr counterparts, except for the fact that the horizon is not Killing and its surface gravity is therefore not constant. The second is "not so minimal", as the horizon's profile can be chosen arbitrarily and the difference between the horizon and the so-called rotosurface can be appreciated. Our findings thus pave the way for further research into the phenomenology of non-circular stationary and axisymmetric spacetimes. | 一般的な定常時空と軸対称時空の性質を解析します。 円形性への特別な焦点 -- カーが享受した偶然の対称性 メートル法であるため、回転ブラック ホールを探すときに広く想定されています。 代替重力理論および構築時の解決策 カー模倣者のモデル。 7（または6）フリーで指定されたゲージ内 関数の局所的な存在を証明し、微分を解きます。 循環条件を定義し、それらを次の要素間の代数関係に変換します。 メトリックコンポーネント。 この結果は、その結果を調査する道を開きます 制御された方法で循環性を破壊します。 特に、次の 2 つを構築します。 カー時空の非円形変形の簡単な分析例。 最初のものは、地平線とエルゴスフィアが同一であるため、「最小」です。 地平線が殺人者ではないという事実を除いて、カーの対応者に対して したがって、その表面重力は一定ではありません。 2つ目は「そうではない」 「最小限」、地平線のプロファイルは任意に選択でき、その違いは 地平線といわゆるロトサーフェスの間を鑑賞することができます。 私たちの したがって、この発見は、現象学のさらなる研究への道を開きます。 非円形の静止した軸対称時空。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The late time response of vacuum black holes in General Relativity is notoriously governed by power law tails arising from the wave scattering off the curved spacetime geometry far from the black hole. While it is known that such tails are universal to a certain extent, a precise characterization of their key ingredients is missing. Here we provide an analytical proof that the tail fall-off is universal for any effective potential asymptotically decaying as $1/r^2$, while the power law decay is different if the potential decays as $1/r^\alpha$ with $1<\alpha<2$. This result extends and revises some previous work and is in agreement with numerical analyses. Our proof is based on an analytical evaluation of the branch cut contribution to the Green function, and includes charged black holes, different kinds of perturbations, Teukolsky equation for the Kerr metric, exotic compact objects, extensions of General Relativity, and environmental effects. In the latter case, our results indicate that tails are largely insensitive to a wide range of physically motivated matter distributions around black holes, including the Navarro Frenk White profile commonly used to model dark matter. | 一般相対性理論における真空ブラックホールの遅延時間応答は次のようになります。 波が散乱することから生じるべき乗則の尾によって支配されることで悪名高い ブラックホールから遠く離れた湾曲した時空の幾何学。 ということがわかっている一方で、 このような尾はある程度まで普遍的であり、正確な特徴です。 その重要な成分が欠けています。 ここで、次の分析的証拠を提供します。 テールフォールオフは、漸近的に減衰するあらゆる有効ポテンシャルに対して普遍的です。 $1/r^2$ として、ポテンシャルが次のように減衰する場合、べき乗則の減衰は異なります。 $1/r^\alpha$ ($1<\alpha<2$)。 この結果は、以前の一部を拡張および修正したものです。 は機能しており、数値解析と一致しています。 私たちの証明は以下に基づいています グリーン関数に対する分岐カットの寄与の分析的評価、および 荷電ブラック ホール、さまざまな種類の摂動、トイコルスキーが含まれます。 カー計量の方程式、エキゾチックなコンパクトオブジェクト、一般の拡張 相対性理論と環境への影響。 後者の場合、我々の結果は次のことを示しています。 尻尾はさまざまな物理的動機に対してほとんど鈍感である ナバロ・フレンク・ホワイトを含むブラックホール周囲の物質分布 暗黒物質をモデル化するために一般的に使用されるプロファイル。 |