本ウェブサイトはあくまで非公式です．
研究に用いる場合には，必ず原論文を読んでください．このウェブサイトはあくまで情報収集をサポートするためのものであり，正確性を保証するものではありません．
掲載されている論文の著作権は各論文の著者にあります．
本ウェブサイトで利用しているメタデータ（タイトルやアブストラクト等）はCC0 1.0の下で利用が許可されています．
本ウェブサイトの利用によって生じたあらゆる損害について管理人は責任を負いません．
Thank you to arXiv for use of its open access interoperability. This service was not reviewed or approved by, nor does it necessarily express or reflect the policies or opinions of, arXiv.
本ウェブページの作成にはarXiv APIを使用しています.arXivのオープンアクセスな相互運用性を利用できることについて,arXivに心より感謝申し上げます.このウェブサイトはarXivによってレビューまたは承認されたものではなく，必ずしもarXivの方針または意見を表明または反映するものではありません．
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We present a hydrodynamical description of spherical void evolution in modified gravity (MG), extending the standard General Relativity (GR) and dynamical dark energy treatment by encoding gravity modifications into effective couplings that enter the Euler and Poisson equations. This yields a compact non-linear evolution equation for the Eulerian density contrast, controlled by a time- and density-dependent effective gravitational strength, and provides a direct map between model functions and void observables. We apply the framework to the luminal Galileon class of models, where derivative self-interactions generate Vainshtein screening and might lead to a breakdown of the physical branch in sufficiently underdense regions. Exploiting this feature, we apply the void-informed viability requirement that translates into bounds on the theory parameter space and, equivalently, on the minimum attainable void depth as a function of redshift. For viable parameters of a concrete model, we quantify the impact of MG on isolated void evolution, the Lagrangian to Eulerian mapping, and the shell-crossing threshold. Relative to GR, we find a clear hierarchy of MG effects, with ${\cal O}(10\%)$ modifications in the gravitational couplings, percent-level shifts in the void density evolution, and sub-percent deviations in both the mapping and the shell-crossing thresholds. Moreover, within the adopted parametrization, we show analytically that voids always lie in an unscreened regime on the physical branch. Overall, the formalism provides a self-consistent route to predict void dynamics and consistency constraints in a broad class of MG models. | 我々は、修正重力（MG）における球状ボイドの発展の流体力学的記述を提示し、重力の修正をオイラー方程式とポアソン方程式に入る有効結合に符号化することにより、標準的な一般相対論（GR）と動的ダークエネルギーの扱いを拡張する。 これにより、時間と密度に依存する有効重力強度によって制御される、オイラー密度コントラストのコンパクトな非線形発展方程式が得られ、モデル関数とボイド観測量との間の直接マップが提供される。 我々はこの枠組みを、導関数的な自己相互作用がヴァインシュタイン遮蔽を生成し、十分に密度が低い領域で物理的分岐の崩壊につながる可能性がある、内腔ガリレオクラスのモデルに適用する。 この特徴を利用して、理論パラメータ空間の境界、および同等に、赤方偏移の関数として達成可能な最小ボイド深度の境界に変換される、ボイド情報に基づく実行可能性要件を適用する。 具体的なモデルの有効なパラメータとして、MGが孤立ボイドの発展、ラグランジュからオイラーへの写像、そして殻交差閾値に与える影響を定量化する。 GRと比較して、MG効果には明確な階層性があり、重力結合における${\cal O}(10\%)$の変化、ボイド密度の発展におけるパーセントレベルのシフト、そして写像と殻交差閾値の両方におけるパーセント未満の偏差が見られる。 さらに、採用したパラメータ化の範囲内で、ボイドは常に物理分岐上の非遮蔽領域に存在することを解析的に示す。 全体として、この形式論は、幅広いMGモデルにおけるボイドダイナミクスと整合性制約を予測するための自己無撞着な方法を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Pure 3d gravity in AdS is believed to admit a holographic description in terms of 2d CFT. We introduce a theory of fermionic 3d gravity where we sum over geometries equipped with spin structure, and propose it is holographically described by fermionic 2d CFT data. We evaluate the leading contributions to the gravity path integral with one and two torus boundaries, extracting both the spectrum and its spectral statistics from the torus wormhole. Strikingly, the theory has fermionic black hole microstates, even in the absence of bulk fermionic matter. We then incorporate subtle bulk topological field theories, classified by appropriate cobordism groups, and evaluate the one and two-boundary torus partition functions. The spectral statistics we derive from gravity are shown, in all cases, to be consistent with the pattern of anomalies expected from classifications of fermionic 2d CFT. We also define a version of RMT$_2$, a random-matrix framework compatible with the symmetries of 2d CFTs, which naturally accommodates fermionic spectra and reproduces our gravitational results across all cases we analyze. | AdS における純粋な 3d 重力は、2d CFT によるホログラフィック記述が可能だと考えられている。 我々は、スピン構造を備えた形状を総和するフェルミオン 3d 重力理論を導入し、それがフェルミオン 2d CFT データによってホログラフィックに記述されることを提案する。 1 つおよび 2 つのトーラス境界を持つ重力経路積分への主要な寄与を評価し、トーラスワームホールからスペクトルとそのスペクトル統計の両方を抽出する。 驚くべきことに、この理論は、バルク フェルミオン物質がない場合でも、フェルミオン ブラックホールのミクロ状態を持つ。 次に、適切なコボルディズム群によって分類される微妙なバルクのトポロジカル場の理論を組み込み、1 つおよび 2 つの境界を持つトーラスの分割関数を評価する。 重力から導出したスペクトル統計は、すべての場合において、フェルミオン 2d CFT の分類から予想される異常のパターンと一致することが示される。 また、2d CFT の対称性と互換性のあるランダム マトリックス フレームワークである RMT$_2$ のバージョンも定義します。 これは、フェルミオン スペクトルを自然に受け入れ、解析するすべてのケースにわたって重力の結果を再現します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We construct new vacuum solutions of the Einstein equations generated from electrovacuum configurations embedded in external electromagnetic backgrounds. Starting from accelerating Bertotti--Robinson black holes, we employ two independent mechanisms: a Melvin--Bonnor-type magnetization and an Inversion symmetry of the Einstein--Maxwell system. In both cases the external electromagnetic field can be removed, while a non-trivial gravitational backreaction remains in the metric, yielding new accelerating vacuum spacetimes of Petrov type I. In the static, non-accelerating limit, the magnetized Schwarzschild case reproduces previously known results, whereas the Inversion symmetry leads to a genuinely new vacuum configuration. These findings provide a method for generating algebraically general vacuum geometries and illustrate how electromagnetic embeddings can produce non-trivial vacuum metrics in General Relativity. The main geometrical properties of these spacetimes are discussed. Two additional results are presented in the appendices: a stationary generalization of these vacuum geometries, and two further static vacuum configurations obtained through the same symmetries but using the Alekseev--García black hole as the seed. | 我々は、外部電磁背景に埋め込まれた電気真空構成から生成されるアインシュタイン方程式の新しい真空解を構築する。 加速するベルトッティ・ロビンソン・ブラックホールを出発点として、メルビン・ボナー型磁化とアインシュタイン・マクスウェル系の反転対称性という2つの独立したメカニズムを用いる。 どちらの場合も、外部電磁場は除去できるが、計量には非自明な重力反作用が残り、ペトロフ型Iの新しい加速真空時空が生じる。 静的非加速極限では、磁化シュワルツシルトの場合は既知の結果を再現するが、反転対称性は真に新しい真空構成をもたらす。 これらの発見は、代数的に一般的な真空幾何学を生成する方法を提供し、電磁埋め込みが一般相対論において非自明な真空計量をどのように生成できるかを示す。 これらの時空の主要な幾何学的性質について議論する。 付録には、これらの真空幾何学の定常一般化と、同じ対称性を通じてアレクセーエフ・ガルシア ブラックホールをシードとして使用して得られた 2 つの追加の静的真空構成という 2 つの追加結果が示されています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The phase evolution of gravitational waves encodes critical information about the orbital dynamics of binary systems. In this work, we test the robustness of parameterized tests against unmodeled deviations from general relativity. We demonstrate that these parameterized tests are flexible and sensitive in detecting generic deviations in the waveform using the Cutler-Vallisneri bias formalism. This universality arises from examining the inherent geometry of the waveform signal and understanding how biases manifest. We show how Bayes factors are governed by the intrinsic geometry of the waveform signal manifold when parameterized tests are used to approximate generic violations of GR. We use the singular value decomposition to propose templates that are orthogonal to parameterized tests, identifying degeneracies and enhancing the detection of potential deviations. More broadly, the geometric framework developed here clarifies -- at a fundamental level -- how subtle waveform effects (including orbital eccentricity, spin precession, waveform systematics, and instrumental glitches) can mimic one another in data, and when they are intrinsically distinguishable. | 重力波の位相発展は、連星系の軌道ダイナミクスに関する重要な情報を符号化する。 本研究では、一般相対論からのモデル化されていない偏差に対するパラメータ化検定の堅牢性を検証する。 これらのパラメータ化検定は、カトラー・バリスネリバイアス形式を用いて、波形の一般的な偏差を検出する際に柔軟かつ高感度であることを示す。 この普遍性は、波形信号の固有の幾何学的形状を調べ、バイアスがどのように現れるかを理解することによって生まれる。 パラメータ化検定を用いて一般相対論の一般的な違反を近似する場合、ベイズ因子が波形信号多様体の固有の幾何学的形状によってどのように支配されるかを示す。 特異値分解を用いて、パラメータ化検定に直交するテンプレートを提案し、退化を識別し、潜在的な偏差の検出を強化する。 より広い意味では、ここで開発された幾何学的フレームワークは、微妙な波形効果（軌道離心率、スピン歳差運動、波形系統、機器の不具合など）がデータ内でどのように互いに模倣されるか、また、それらが本質的に区別可能な場合はいつであるかを、基本的なレベルで明らかにします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Observational data in cosmology indicate a small, positive, and nonvanishing cosmological constant that dominates the energy budget of the present universe. The origin of the cosmological constant from a quantum perspective remains unresolved, with a discrepancy of approximately 120 orders of magnitude between its observed value and theoretical estimates. Motivated by earlier work of Gibbons, we analyze the cosmological constant problem within a quantum-gravitational framework based on Schwarzian theory and its ensemble averaging. We then derive the phenomenological value of the dark energy density and obtain the corresponding equation of state. In this model, the cosmological constant arises from the ensemble average of time-reparametrization modes. | 宇宙論における観測データは、現在の宇宙のエネルギー収支を支配する、小さく、正で、かつゼロではない宇宙定数の存在を示している。 量子論的観点から見た宇宙定数の起源は未解明であり、観測値と理論推定値の間には約120桁の乖離がある。 ギボンズらの先行研究に着想を得て、我々はシュワルツ理論とそのアンサンブル平均に基づく量子重力理論の枠組みの中で、宇宙定数問題を解析する。 そして、暗黒エネルギー密度の現象論的値を導出し、対応する状態方程式を得る。 このモデルでは、宇宙定数は時間再パラメータ化モードのアンサンブル平均から生じる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We investigate white dwarfs in the framework of f(R,L_m) and f(R,L_m,T) gravity to explore the Chandrasekhar Limit. We have considered two functional forms of f(R,L_m) and one functional form of f(R,L_m,T) gravity. Considering the matter Lagrangian L_m=p, we calculate modified TOV equations for each of the forms. By employing the fully degenerate electron gas equation of state in the modified TOV equations, we derive the mass-radius relation for each functional form of both f(R,L_m) and f(R,L_m,T) gravity. Our models imply modifications in the Chandrasekhar mass limit that deviate significantly from the GR and the Newtonian cases. In the f(R,L_m, T)$ gravity, the new mass limit of the white dwarf can reach upto 1.537\,\mathrm{M}_\odot while in f(R,L_m) with the quadratic extension can goes upto 1.52\,\mathrm{M}_\odot and with exponential extension upto 2.08\,\mathrm{M}_\odot. Further, we analyze the static stability criterion, the gravitational redshift, and the adiabatic indices. For the power-law form of f(R,L_m) and the non-linear form of f(R,L_m,T) gravity, significant variations are observed at higher densities (ρ_c > 10^{10}\, \mathrm{g/cm^3}), while substantial changes are noted at much lower central densities in the case of exponential form of f(R,L_m) gravity. We also calculate compactness and gravitational redshift, which are much lower than those of neutron stars and black holes. Stability is also confirmed by adiabatic indices, which show that all models yield Γ> 4/3 throughout the interiors of WDs. Overall, our models provide a viable framework for the existence of super-Chandrasekhar mass limit, extending beyond the classical predictions in the Newtonian and/or GR cases. | チャンドラセカール限界を探るため、白色矮星をf(R,L_m)およびf(R,L_m,T)重力の枠組みで研究する。 f(R,L_m)の2つの関数形とf(R,L_m,T)重力の1つの関数形を考察した。 物質ラグランジアンL_m=pを考慮し、それぞれの関数形について修正されたTOV方程式を計算する。 修正されたTOV方程式において完全に縮退した電子ガス状態方程式を用いることで、f(R,L_m)およびf(R,L_m,T)重力のそれぞれの関数形について質量と半径の関係を導出する。 我々のモデルは、チャンドラセカール質量限界において、一般相対論およびニュートン力学の場合から大きく逸脱する修正を示唆している。 f(R,L_m, T)$重力下では、白色矮星の新たな質量限界は1.537\,\mathrm{M}_\odotまで到達する可能性があるが、f(R,L_m)では二次拡張により1.52\,\mathrm{M}_\odotまで、指数拡張により2.08\,\mathrm{M}_\odotまで到達する可能性がある。 さらに、静的安定性基準、重力赤方偏移、および断熱指数を解析する。 f(R,L_m)のべき乗法則とf(R,L_m,T)の非線形重力では、高密度（ρ_c > 10^{10}\, \mathrm{g/cm^3}）で大きな変化が観測されるのに対し、f(R,L_m)の指数法則では、中心密度がはるかに低い領域で大きな変化が観測される。 また、コンパクトネスと重力赤方偏移も計算したが、これらは中性子星やブラックホールよりもはるかに低い。 安定性は断熱指数によっても確認されており、すべてのモデルにおいてWD内部でΓ> 4/3となることが示される。 全体として、我々のモデルは、ニュートン力学や一般相対論の古典的な予測を超える、超チャンドラセカール質量限界の存在に対する現実的な枠組みを提供している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Recent observations from the Atacama Cosmology Telescope (ACT), especially when combined with DESI baryon acoustic oscillation data, indicate a scalar spectral index $n_s$ higher than the value reported by \textit{Planck} 2018, placing tension on universal inflationary attractor models. Motivated by this discrepancy, we investigate the inflationary predictions of the $β$-exponential potential, $V(φ)=V_0\left(1-λβφ/M_p\right)^{1/β}$ considering both minimally and non-minimally coupled realizations. This potential generalizes standard exponential inflation and naturally arises in braneworld scenarios. We derive analytical expressions for the slow-roll parameters and inflationary observables using a perturbative expansion in the non-minimal coupling $ξ$, and validate these results through numerical calculations. In the minimally coupled case, the model predicts $n_s \simeq 0.976$ and $r \simeq 0.035$ for $N=50$ and moderate values of β, remaining compatible with ACT+DESI constraints at the 1σlevel while yielding a spectral tilt larger than the universal attractor prediction. Introducing a small non-minimal coupling significantly improves agreement with observations by suppressing the tensor-to-scalar ratio while preserving the enhanced scalar tilt. For $N=60, λ\sim 0.3-0.5$, and $β\sim O(1-5)$, the non-minimally coupled model yields $n_s \simeq 0.974-0.976$ and $r \lesssim 0.03$, comfortably consistent with ACT, DESI, and BICEP/Keck bounds. Our results show that the $β$-exponential potential, especially when implemented with a non-minimal coupling, exhibits good agreement with the latest CMB observations. Our inflationary predictions of the non-minimal model of $n_s$ and $r$ confirming the leading-order contributions in $ξ$ are sufficient to capture the essential features of both $r$ and $n_s$ in observationally relevant regimes. | アタカマ宇宙論望遠鏡（ACT）による最近の観測結果は、特にDESIの重粒子音響振動データと組み合わせた場合、スカラースペクトル指数$n_s$が\textit{Planck} 2018で報告された値よりも高いことを示し、普遍的なインフレーションアトラクターモデルに緊張をもたらしている。 この矛盾に着目し、我々は極小結合と非極小結合の両方の実現を考慮した$β$指数ポテンシャル$V(φ)=V_0\left(1-λβφ/M_p\right)^{1/β}$のインフレーション予測を調査する。 このポテンシャルは標準的な指数インフレーションを一般化し、ブレーンワールドシナリオで自然に生じる。 我々は、非極小結合$ξ$の摂動展開を用いてスローロールパラメータとインフレーション観測量の解析的表現を導出し、数値計算によりこれらの結果を検証する。 最小結合の場合、モデルは$N=50$でβが中程度の場合に$n_s \simeq 0.976$および$r \simeq 0.035$を予測し、1σレベルでACT+DESI制約と互換性を保ちながら、普遍アトラクター予測よりも大きなスペクトル傾斜をもたらします。 小さな非最小結合を導入すると、スカラー傾斜の増大を維持しながらテンソル対スカラー比を抑制することで、観測との一致が大幅に改善されます。 $N=60、λ\sim 0.3-0.5$、$β\sim O(1-5)$の場合、非最小結合モデルは$n_s \simeq 0.974-0.976$および$r \lesssim 0.03$をもたらし、ACT、DESI、およびBICEP/Keck境界と十分に一致します。 我々の結果は、特に非極小結合を伴って実装された$β$指数ポテンシャルが、最新のCMB観測結果と良好な一致を示すことを示している。 $ξ$における主要次寄与を裏付ける$n_s$と$r$の非極小モデルに関する我々のインフレーション予測は、観測的に関連する領域における$r$と$n_s$の両方の本質的な特徴を捉えるのに十分である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In dynamically formed binaries, the spins of the black holes tend to be misaligned with the system's orbital angular momentum. This causes the spins to precess and leads to an asymmetric emission of gravitational waves. The resulting gravitational-wave multipole asymmetries directly source the recoil of the remnant black hole and are the critical element in fully describing precession. Recoil and precession are of significant astrophysical importance, but multipole asymmetries contribute only minimally to the overall signal strength. Consequently, most current gravitational-wave models either do not incorporate asymmetries at all, or only consider the dominant ones. Here we highlight the importance of subdominant multipole asymmetries for an accurate recoil velocity calculation and discuss their detectability with third generation detectors. Neglecting subdominant asymmetries leads to velocity differences of up to 210 km/s and can, in particular, introduce systematic biases in the inference of masses and the spin geometry. We further discuss universal characteristics of subdominant multipole asymmetries in order to prepare the ground for potential future asymmetry models. In the inspiral regime, the average antisymmetric frequencies can be described by a multiple of the orbital frequency. During ringdown, however, they become equal to their corresponding symmetric frequencies. | 動的に形成された連星系では、ブラックホールのスピンが系の軌道角運動量とずれる傾向があります。 これによりスピンが歳差運動を起こし、重力波の非対称な放射につながります。 結果として生じる重力波の多重極非対称性は、残骸ブラックホールの反跳運動の直接的な原因となり、歳差運動を完全に記述する上で重要な要素となります。 反跳運動と歳差運動は天体物理学的に非常に重要ですが、多重極非対称性は全体的な信号強度にほとんど寄与しません。 そのため、現在の重力波モデルのほとんどは、非対称性を全く考慮していないか、主要な非対称性のみを考慮しています。 本稿では、反跳速度の正確な計算において、支配的でない多重極非対称性の重要性を強調し、第三世代検出器によるそれらの検出可能性について議論します。 サブドミナント非対称性を無視すると、最大210 km/sの速度差が生じ、特に質量とスピン幾何学の推定に系統的なバイアスが生じる可能性があります。 さらに、サブドミナント多極子非対称性の普遍的な特性について議論し、将来の非対称性モデルの基盤を構築します。 インスパイラル領域では、平均反対称周波数は軌道周波数の倍数で記述できます。 しかし、リングダウン時には、それらは対応する対称周波数に等しくなります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The gravitational wave (GW) event S250206dm, as the first well-localized neutron star merger candidate potentially located in the mass gap, presented a unique opportunity to probe the electromagnetic signatures from such a system. Here we report a deep, multiband search with the new 2.5-meter Wide Field Survey Telescope (WFST), covering about 64% of the localization region up to a 5-sigma limiting magnitude of 23 mag. In total, 12 potential candidates have been identified while none of them are likely related to S250206dm. This non-detection provides the most stringent constraint to date on any associated kilonova. Crucially, an AT 2017gfo-like event at 269 Mpc can be excluded by WFST observations alone. Based on ejecta mass limits, a neutron star-black hole with a large mass ratio (Q >= 3.2) is disfavored. This optical-derived constraint on the mass ratio reaches, for the first time, a precision comparable to that inferred from the GW signal. This work presents the best observation of this type of events until now, and demonstrates the power of rapid, deep follow-up observations to constrain the properties of compact binary progenitors, offering key insights into the constituents of the mass gap. | 重力波 (GW) イベント S250206dm は、質量ギャップに位置する可能性のある最初のよく局在した中性子星合体候補であり、そのようなシステムから電磁気的特徴を調査するユニークな機会を提供しました。 ここでは、新しい 2.5 メートル広視野サーベイ望遠鏡 (WFST) を使用した、5 シグマ限界等級 23 等級までの局在領域の約 64% をカバーする、深いマルチバンド探索を報告します。 合計で 12 の候補が特定されましたが、そのいずれも S250206dm に関連していない可能性があります。 この非検出は、関連するキロノバに対するこれまでで最も厳しい制約を提供します。 重要なのは、WFST の観測だけで、269 Mpc での AT 2017gfo のようなイベントを除外できることです。 放出物の質量制限に基づくと、質量比の大きい (Q >= 3.2) 中性子星とブラックホールの組み合わせは好ましくありません。 光学的に導かれた質量比の制約は、重力波信号から推定される値に匹敵する精度を初めて達成しました。 本研究は、この種のイベントに関するこれまでの最良の観測結果を示すものであり、迅速かつ深宇宙にわたる追跡観測がコンパクト連星系前駆体の特性を制約する上で威力を発揮し、質量ギャップの構成要素に関する重要な知見をもたらします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The Kolmogorov stochasticity parameter (KSP) as a sensitive descriptor of degree of randomness of signals is used to analyze the properties of the NANOGrav pulsar timing data associated to a stochastic gravitational wave background. The time of arrival (TOA) data of white noise for 68 pulsars are analyzed regarding their KSP properties. The analysis enables to obtain the degree of randomness of the white noise for various pulsars and to reveal its inhomogeneity, i.e. pulsars with low and high randomness of the white noise. The time-dependence of the randomness in the white noise is also studied, indicating the existence of non-stationary physical processes influencing the pulsar timing. The KSP thus is acting as an indicator for the degree of the agreement between the observations and the timing models and as a test in revealing the contribution of various physical processes in the stochastic background signal. | 信号のランダム性の度合いを敏感に記述するコルモゴロフ確率パラメータ（KSP）は、確率的重力波背景に関連するNANOGravパルサータイミングデータの特性を分析するために使用されます。 68個のパルサーのホワイトノイズの到着時刻（TOA）データが、それぞれのKSP特性に関して分析されます。 この分析により、さまざまなパルサーのホワイトノイズのランダム性の度合いを取得し、その不均一性、つまりホワイトノイズのランダム性が低いパルサーと高いパルサーを明らかにすることができます。 ホワイトノイズのランダム性の時間依存性も研究され、パルサータイミングに影響を与える非定常な物理プロセスの存在が示唆されています。 したがって、KSPは、観測とタイミングモデルの一致度合いを示す指標として、また、確率的背景信号におけるさまざまな物理プロセスの寄与を明らかにするテストとして機能しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The inspiral of a compact object into a black hole is a key source of low-frequency gravitational waves for future space-based detectors like LISA. While models of this process have advanced, they typically focus on asymptotically flat spacetimes. In this paper, we explore how the absence of asymptotic flatness affects the slow, adiabatic orbital evolution due to radiation reaction. This lack of asymptotic flatness can arise from external environments or an expanding universe. Using the Schwarzschild-de Sitter (SdS) spacetime, where the deviation from flatness is governed by the cosmological constant, we study bound orbits characterized by their semi-latus rectum $p$ and eccentricity $e$. We calculate how the cosmological constant shifts the separatrix between bound and plunging orbits and alters the relationship between the binary's binding energy, angular momentum, and orbital parameters. Assuming the orbital timescale is much shorter than the inspiral timescale, we apply a modified quadrupole formula to examine the impact of a small positive cosmological constant on the orbital evolution in the weak-field limit. We find that the cosmological constant accelerates the decrease in eccentricity, reducing inspiral plunge times, which could influence event rate estimates for space-based detectors. | コンパクト天体がブラックホールに吸い込まれる現象は、LISAのような将来の宇宙検出器にとって、低周波重力波の重要な発生源となる。 この過程のモデルは進歩しているものの、典型的には漸近平坦な時空に焦点を当てている。 本稿では、漸近平坦性の欠如が、放射反応による緩やかな断熱軌道進化にどのように影響するかを考察する。 この漸近平坦性の欠如は、外部環境や膨張宇宙によって生じる可能性がある。 平坦性からの偏差が宇宙定数によって支配されるシュワルツシルト・ド・ジッター（SdS）時空を用いて、半緯度直角度pと離心率eで特徴付けられる束縛軌道を研究する。 宇宙定数が束縛軌道と急降下軌道のセパラトリックスをどのようにシフトさせ、連星の結合エネルギー、角運動量、および軌道パラメータの関係をどのように変化させるかを計算する。 軌道タイムスケールがインスパイラルタイムスケールよりもはるかに短いと仮定し、修正四重極公式を適用して、小さな正の宇宙定数が弱磁場極限における軌道進化に与える影響を検証した。 その結果、宇宙定数は離心率の減少を加速し、インスパイラルプランジ時間を短縮することがわかった。 これは、宇宙設置型検出器におけるイベント発生率の推定に影響を与える可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We study the propagation of massive scalar fields in the background of asymptotically flat regular black holes supported by a phantom scalar field with a scalar charge $A$. This parameter regularizes the geometry by removing the central singularity. Focusing on wave dynamics, we analyze scalar perturbations, quasinormal modes, and greybody factors, emphasizing the role of the regularization parameter on the effective potential and the decay properties of the modes. Using WKB methods beyond the eikonal limit, we show that the presence of scalar hair modifies both the oscillation frequencies and damping rates of quasinormal modes. In particular, we demonstrate the occurrence of an anomalous decay rate for massive scalar perturbations: above a critical field mass, the longest-lived modes correspond to lower angular momentum, in contrast with the massless case. We derive analytical expressions for the critical mass and study its dependence on the scalar charge and overtone number. Furthermore, we apply the Horowitz-Hubeny method to compute the quasinormal frequencies and show that the results obtained from the WKB and Horowitz-Hubeny approaches exhibit excellent agreement in the regime where both methods are valid. In addition, we compute reflection and transmission coefficients and analyze the corresponding greybody factors, clarifying how regularity effects imprint themselves on black-hole scattering properties. Our results show that regular black holes with scalar hair exhibit distinctive dynamical signatures that can be probed through quasinormal ringing and wave propagation. | 我々は、スカラー電荷$A$を持つファントムスカラー場によって支えられた漸近的に平坦な正則ブラックホールの背景における、質量を持つスカラー場の伝播を研究する。 このパラメータは、中心特異点を除去することで幾何学を正則化する。 波動ダイナミクスに焦点を当て、スカラー摂動、準基準モード、およびグレーボディ因子を解析し、正則化パラメータが有効ポテンシャルとモードの減衰特性に及ぼす役割を強調する。 アイコナール極限を超えるWKB法を用いて、スカラーヘアの存在が準基準モードの振動周波数と減衰率の両方を変化させることを示す。 特に、質量を持つスカラー摂動に対して異常な減衰率が発生することを示す。 臨界場質量を超えると、質量がない場合とは対照的に、最も長寿命なモードはより低い角運動量に対応する。 我々は臨界質量の解析的表現を導出し、そのスカラー電荷と倍音数への依存性を研究する。 さらに、ホロウィッツ・ヒューベニー法を用いて準正規振動数を計算し、WKB法とホロウィッツ・ヒューベニー法の両方が有効な領域において、両者から得られた結果が非常によく一致することを示す。 さらに、反射係数と透過係数を計算し、対応するグレーボディ因子を解析することで、正則性効果がブラックホールの散乱特性にどのように影響するかを明らかにする。 我々の結果は、スカラーヘアを持つ正則ブラックホールが、準正規リンギングと波動伝播を通して探査可能な特徴的な力学特性を示すことを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| This is a personal account of the early work that led to what is now known as the ``preheating stage" of inflationary cosmology. The broader applicability of the underlying instability mechanisms in cosmology are indicated. | これは、現在インフレーション宇宙論の「予熱段階」として知られる段階につながった初期の研究についての個人的な記述である。 宇宙論における根底にある不安定性メカニズムのより広範な適用可能性を示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| A theory of the spectral "zebra" pattern of the Crab pulsar's high-frequency interpulse (HFIP) radio emission is developed. The observed emission bands are interference maxima caused by multiple ray propagation through the pulsar magnetosphere. The high-contrast interference pattern is the combined effect of gravitational lensing and plasma de-lensing of light rays. The model enables space-resolved tomography of the pulsar magnetosphere, yielding a radial plasma density profile of $n_{e}\propto r^{-3}$, which agrees with theoretical insights. We predict the zebra pattern trend to change at a higher frequency when the ray separation becomes smaller than the pulsar size. This frequency is predicted to be in the range between 42 GHz and 650 GHz, which is within the reach of existing facilities like ALMA and SMA. These observations hold significant importance and would contribute to our understanding of the magnetosphere. Furthermore, they offer the potential to investigate gravity in the strong field regime near the star's surface. | かにパルサーの高周波インターパルス（HFIP）電波放射のスペクトル「ゼブラ」パターンに関する理論が構築された。 観測された放射帯は、パルサー磁気圏を伝播する多重電波によって生じる干渉極大である。 この高コントラストの干渉パターンは、重力レンズ効果とプラズマによる光線のデレンズ効果の複合効果である。 このモデルはパルサー磁気圏の空間分解トモグラフィーを可能にし、理論的知見と一致する $n_{e}\propto r^{-3}$ という放射状プラズマ密度プロファイルを与える。 このゼブラパターンは、電波の間隔がパルサーのサイズよりも小さくなると、より高い周波数で変化すると予測される。 この周波数は42GHzから650GHzの範囲と予測され、これはALMAやSMAといった既存の観測施設の観測範囲内である。 これらの観測は非常に重要であり、磁気圏の理解に貢献すると考えられる。 さらに、それらは星の表面近くの強い場の領域における重力を調査する可能性を秘めています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Black hole mimickers (BHMs) are horizonless globally regular ultracompact relativistic self-gravitating objects (UCOs) of mass $M$ and radius $R$ with compactness $C = M/R$ higher than that of a neutron star and that produce an effective potential for null geodesics (photons) that possesses a local maximum, which is usually accompanied by an inner local minimum. The presence of a local maximum allows for unstable circular orbits to exist similar to light rings present in actual BH solutions, while it has been conjectured that the presence of a local minimum is symptomatic of potential instabilities. One such candidate for a BHM is a solitonic boson star (SBS) which is a boson star endowed with a sextic potential. In this paper we investigate further solutions of static and spherically symmetric SBSs in general relativity with a larger set of parameter values, and argue that such solutions are very similar to UCOs composed of an incompressible perfect fluid (IPF) with a sufficiently large pressure (the mimicker of a BHM). These IPFUCOs reach the Buchdahl limit $C= 4/9$ for arbitrarily large pressures. We investigate the extent to which the IPFUCOs constructed within a quadratic model in $f(R)$ gravity can overcome this limit or not, and thus pave the way for possibly building SBSs (or other kind of UCO) within this (or other alternative theory of gravity). We further elaborate about the stability properties of SBSs which have been the subject of some controversy recently. | ブラックホール模倣体（BHM）は、質量$M$、半径$R$の、地平線のない大域的に正規な超コンパクトな相対論的自己重力天体（UCO）であり、コンパクトネス$C = M/R$は中性子星よりも高く、ヌル測地線（光子）の有効ポテンシャルを生成する。 この有効ポテンシャルは局所的最大値を持ち、通常は内部局所的最小値を伴う。 局所的最大値の存在により、実際のBH解に存在する光リングに類似した不安定な円軌道が存在する可能性があるが、局所的最小値の存在は潜在的な不安定性の兆候であると推測されている。 BHMの候補の1つは、6次ポテンシャルを備えたボソン星であるソリトンボソン星（SBS）である。 本論文では、より広範なパラメータ値を用いた一般相対論における静的かつ球対称なSBSのさらなる解を調査し、そのような解が、十分に大きな圧力を持つ非圧縮性完全流体（IPF）からなるUCO（BHMの模倣物）と非常に類似していると主張する。 これらのIPFUCOは、任意の大きな圧力に対してブッフダール限界$C = 4/9$に達する。 我々は、$f(R)$重力の2次モデル内で構築されたIPFUCOがこの限界をどの程度克服できるかを調査し、これにより、この重力理論（または他の代替重力理論）内でSBS（または他の種類のUCO）を構築する可能性への道を開く。 さらに、最近議論の的となっているSBSの安定性特性についても詳述する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| This article is a sequel to our previous paper (arXiv:2511.12311), where we considered the conceptual problem on the empirical laws for the Klein\textendash Gordon quantum field theory in curved spacetime (QFTCS), and we will consider the similar problems for the Majorana field on curved spacetime here. A ``law'' in theoretical physics is said to be observable or empirical only if it can be verified/falsified by some experimental procedure. The notion of empiricality/observability becomes far more unclear in QFTCS, than in QFT in Minkowski (flat) spacetime (QFTM), mainly because QFTCS lacks the notion of vacuum. This could potentially undermine the status of QFTCS as a physical (not only mathematical) theory. We consider this problem for the Majorana field in curved spacetime, and examine some examples of the empirical laws. | 本稿は、前論文 (arXiv:2511.12311) の続編です。 前論文では、曲がった時空におけるクライン・ゴードン量子場理論 (QFTCS) の経験則に関する概念的問題について考察しました。 本稿では、曲がった時空におけるマヨラナ場に関する同様の問題について考察します。 理論物理学における「法則」は、何らかの実験手順によって検証/反証できる場合にのみ、観測可能または経験的であるとされます。 経験性/観測可能性の概念は、ミンコフスキー(平坦)時空における QFT (QFTM) よりも QFTCS の方がはるかに不明確になります。 これは主に、QFTCS には真空の概念が欠けているためです。 このため、QFTCS の物理理論 (数学理論だけでなく) としての地位が損なわれる可能性があります。 本稿では、この問題を曲がった時空におけるマヨラナ場について考察し、経験則のいくつかの例を調べます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We explore the multimetric theory of gravitation, also known as multigravity. We derive additional new exact solutions for the theory in proportional Kerr-Schild and double Kerr-Schild forms. We extend several solutions from the theory of General Relativity, characterized by a constant Ricci scalar in single and double Kerr-Schild forms, to derive solutions in the multi-gravity context. We also examine and extend the classical double copy relations that can be constructed out from these solutions in multigravity exploring the dynamics of the single copy and zero copy fields. | 我々は、多重重力理論としても知られる多重計量重力理論を探求する。 比例カー・シルト形式および二重カー・シルト形式におけるこの理論の新たな厳密解を導出する。 一重および二重カー・シルト形式における定数リッチスカラーを特徴とする一般相対性理論のいくつかの解を拡張し、多重重力の文脈における解を導出する。 また、これらの解から構築できる古典的な二重コピー関係を多重重力において検証・拡張し、一重コピー場およびゼロコピー場のダイナミクスを探求する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We investigate particle motion in regular and asymptotically flat black hole spacetimes supported by Dehnen-type dark-matter halos. Two analytic models are analyzed, allowing a systematic study of circular geodesics, photon-sphere properties, shadow radius, Lyapunov exponent, ISCO frequency, binding energy, and Hawking temperature. The corrected numerical results show that the halo scale parameter can significantly modify strong-field observables. In both models, for moderate density slopes, increasing the halo parameter reduces characteristic radii while enhancing orbital instability and accretion efficiency. For steeper density falloff, however, deviations from the Schwarzschild case remain small. These results demonstrate that halo-induced modifications of optical and dynamical black hole signatures are strongly controlled by the density profile parameters. | デネン型暗黒物質ハローに支えられた、規則的かつ漸近平坦なブラックホール時空における粒子の運動を調査する。 2つの解析モデルを解析し、円形測地線、光子球特性、影の半径、リアプノフ指数、ISCO周波数、結合エネルギー、ホーキング温度の体系的な研究を可能にする。 補正された数値結果は、ハロースケールパラメータが強場観測量を大幅に変化させることを示している。 両モデルにおいて、中程度の密度勾配の場合、ハローパラメータの増加は特性半径を減少させ、軌道不安定性と降着効率を高める。 しかし、密度の急峻な低下の場合、シュワルツシルトの場合からの偏差は小さいままである。 これらの結果は、ハローによって引き起こされる光学的および力学的ブラックホールシグネチャの変化が、密度プロファイルパラメータによって強く制御されることを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We present a novel solution to the cosmological constant (CC) problem that requires no fine-tunings nor anthropic reasoning. In pre-geometric gravity (PGG), spacetime emerges from the spontaneous breaking of a fundamental gauge symmetry. This mechanism dynamically generates general relativity while also revealing a deep connection: the topological Gauss-Bonnet coupling of the theory scales precisely as the de Sitter entropy, an enormous number which reflects the information content of our universe. This coupling acts as a gravitational $θ$-angle parameter, forcing the CC to become quantized into discrete topological sectors. The symmetry-breaking dynamics naturally selects the sector corresponding to the observed vacuum energy. The selected vacuum state is stabilized by the extremely large potential barrier of the pre-geometric Higgs field, which effectively seals it off from quantum tunneling transitions to other topological sectors. The PGG framework thus provides a dynamical explanation for the smallness of the CC, linking gravity, topology and quantum information in a unified picture. | 我々は、微調整も人間中心的推論も必要としない宇宙定数（CC）問題に対する新たな解を提示する。 前幾何学的重力（PGG）では、時空は基本的なゲージ対称性の自発的な破れから生じる。 このメカニズムは一般相対論を動的に生成すると同時に、深いつながりも明らかにする。 すなわち、理論の位相的ガウス・ボネ結合は、宇宙の情報量を反映する巨大な数であるド・ジッターエントロピーと正確に比例する。 この結合は重力の$θ$角パラメータとして作用し、CCを離散的な位相セクターに量子化させる。 対称性の破れのダイナミクスは、観測された真空エネルギーに対応するセクターを自然に選択する。 選択された真空状態は、前幾何学的ヒッグス場の極めて大きなポテンシャル障壁によって安定化され、他の位相セクターへの量子トンネル遷移から効果的に遮断される。 したがって、PGG フレームワークは、重力、トポロジー、量子情報を統一された図に結び付け、CC の小ささに対する動的な説明を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| An important next step for pulsar timing arrays (PTAs) is to measure anisotropies in the gravitational wave background (GWB) at $\sim$ nano-Hz frequencies. We calculate the expected GWB anisotropies using empirically calibrated models for the merger rates of supermassive black hole binaries (SMBHBs). The anisotropies reflect both shot-noise in the discrete SMBHB populations while also tracing, in part, the large-scale structure (LSS) of the universe. The shot-noise term is sensitive to the high-mass end of the merging SMBH mass function, depends somewhat on the low-redshift tail of the merger distribution, and is a strong function of observing frequency. The precise frequency dependence provides a test of SMBHB residence times. In our models, the mean shot-noise anisotropy typically lies close to or above the broad frequency-band NANOGrav upper limits. Consequently, near-future PTA data, and potentially re-analyses of existing measurements using frequency-dependent shot-noise anisotropy templates, should be capable of detecting this signal or placing meaningful constraints on SMBHB merger models. A full interpretation, however, will require modeling the probability distribution of shot-noise amplitudes rather than relying solely on ensemble-averaged predictions. The LSS-induced anisotropies are at least two to three orders of magnitude smaller. Although the LSS contribution contains valuable information regarding the redshift distribution and clustering bias of the merging SMBHBs, detecting this component will be challenging. | パルサータイミングアレイ（PTA）の重要な次のステップは、$\sim$ ナノHz周波数で重力波背景（GWB）の異方性を測定することです。 超大質量ブラックホール連星（SMBHB）の合体率について経験的に較正されたモデルを用いて、予想されるGWB異方性を計算します。 異方性は、個別のSMBHB種族のショットノイズを反映すると同時に、宇宙の大規模構造（LSS）を部分的にトレースします。 ショットノイズ項は、合体するSMBH質量関数の高質量端に敏感で、合体分布の低赤方偏移裾に多少依存し、観測周波数の強い関数です。 正確な周波数依存性は、SMBHBの滞在時間のテストを提供します。 私たちのモデルでは、平均ショットノイズ異方性は通常、広帯域NANOGravの上限値付近かそれを超えています。 したがって、近い将来のPTAデータ、そして周波数依存ショットノイズ異方性テンプレートを用いた既存測定の再解析によって、このシグナルを検出したり、SMBHB合体モデルに有意義な制約を課したりできる可能性がある。 しかし、完全な解釈には、アンサンブル平均予測のみに頼るのではなく、ショットノイズ振幅の確率分布をモデル化する必要がある。 LSSによって誘発される異方性は、少なくとも2～3桁小さい。 LSSの寄与は、合体するSMBHBの赤方偏移分布とクラスタリングバイアスに関する貴重な情報を含んでいるものの、この成分を検出することは困難である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The Laser Interferometer Space Antenna is expected to observe gravitational waves from massive black hole binaries across cosmic time. Many are anticipated to be detectable hours to weeks before coalescence. We present a fast algorithm for the pre-merger detection and preliminary characterization of such binaries. The method performs a search for excess power with a chirping time-frequency morphology in short-time Fourier transform spectrograms. By tiling the time-frequency plane with slices defined by the quadrupole frequency evolution, we define a signal significance relative to a fitted background distribution of instrumental noise and Galactic foreground. Individual search triggers are followed by a coherence tracker, which groups over time triggers consistent with the same physical signal . Doing so, our analysis provides progressively refined estimates of the chirp mass and coalescence time. We validate our algorithm on the Sangria LISA Data Challenge dataset, successfully detecting all 15 injected MBHBs: 14 of them hours-to-weeks before merger, while one is only detected after the binary coalescence. The algorithm yields chirp mass relative errors below $3\%$ for high-SNR sources and coalescence time uncertainties of up to a few hours. With a computational cost of less than a second to process a 10-day data segment on single core, our approach is suitable for generating real-time alerts, trigger protected observational periods, and provide informative priors for Bayesian parameter estimation. | レーザー干渉計宇宙アンテナは、宇宙の時間にわたって大質量ブラックホール連星からの重力波を観測すると期待されています。 その多くは、合体の数時間から数週間前に検出可能になると予想されています。 私たちは、そのような連星の合体前検出と予備的な特性評価のための高速アルゴリズムを紹介します。 この方法では、短時間フーリエ変換スペクトログラムでチャープ時間周波数形態を使用して過剰電力の探索を実行します。 四重極周波数の発展によって定義されたスライスで時間周波数平面をタイリングすることにより、機器ノイズと銀河の前景の近似背景分布に対する信号の重要性を定義します。 個々の探索トリガーの後にはコヒーレンストラッカーが続き、これは同じ物理信号と一致するトリガーを時間とともにグループ化します。 そうすることで、私たちの分析はチャープ質量と合体時間の段階的に正確な推定値を提供します。 Sangria LISAデータチャレンジデータセットを用いてアルゴリズムを検証し、注入された15個のMBHBすべてを検出することに成功しました。 そのうち14個は合体数時間から数週間前に検出され、1個は連星合体後に初めて検出されました。 このアルゴリズムは、高SNR源に対してチャープ質量相対誤差が3%未満、合体時間の不確実性が最大数時間であることを示しました。 シングルコアで10日間のデータセグメントを処理するのにかかる計算コストは1秒未満であるため、リアルタイムアラートの生成、保護観測期間のトリガー、ベイズパラメータ推定のための有益な事前分布の提供に適しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Motivated by the necessity to UV-regularise entanglement entropy, we present a spectral method for calculating the entropy of quasifree states, for both bosonic and fermionic field theories. This construction is defined in spacetime rather than on a hypersurface, enabling the covariant regularisation of entropies, and its calculation in generic spacetime regions. We derive these formulae, which have previously appeared in the literature, in a new manner and highlight certain aspects of them, such as their connection to the density matrix and its eigenvalues. The spacetime nature of the formulation makes it particularly apt in the context of semiclassical and quantum gravity and in connection to black hole entropy. Another useful property of the formulation is its application to settings where no notion of a Cauchy surface exists, such as in the causal set theory approach to quantum gravity. We show example applications of the formulae which demonstrate their ability to reproduce known results. We also show a calculation in a causal set in $1+1$ dimensions which makes use of several of the unique and useful features of the formalism. In this last example, we obtain a novel result of a slightly modified entanglement entropy scaling coefficient, giving a possible signature of spacetime discreteness. | エンタングルメントエントロピーをUV正則化する必要性に着目し、ボソン場理論とフェルミオン場理論の両方において、準自由状態のエントロピーを計算するスペクトル法を提示する。 この構成は超曲面上ではなく時空上で定義されるため、エントロピーの共変正則化と、一般的な時空領域における計算が可能となる。 文献に既出のこれらの公式を新たな方法で導出し、密度行列とその固有値との関連など、特定の側面に焦点を当てる。 この定式化の時空的性質により、半古典重力および量子重力の文脈、そしてブラックホールエントロピーとの関連において特に適切となる。 この定式化のもう一つの有用な特性は、量子重力への因果集合論的アプローチなど、コーシー面の概念が存在しない状況への適用である。 これらの公式の適用例を示し、既知の結果を再現できることを実証する。 また、この形式論のいくつかの独特かつ有用な特徴を利用した、$1+1$次元の因果集合における計算も示す。 この最後の例では、わずかに修正されたエンタングルメントエントロピースケーリング係数という新たな結果が得られ、時空の離散性の兆候となる可能性が示唆される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We derive static spherically symmetric regular black holes as vacuum solutions to purely gravitational theories in four dimensions. To that end, we construct four-dimensional non-polynomial gravities starting from subclasses of two-dimensional Horndeski actions. By construction, these theories possess second-order equations of motion on spherically symmetric backgrounds. We show that a subset of these non-polynomial gravities, referred to as non-polynomial quasi-topological gravities, admit single-function static spherically symmetric solutions whereby the metric function is determined by an algebraic equation. Solutions to these theories include the Hayward regular black-hole spacetime, for which a corresponding gravitational action is stated explicitly. | 我々は、4次元における純重力理論の真空解として、静的球対称正則ブラックホールを導出する。 この目的のために、2次元ホルンデスキー作用のサブクラスから出発して、4次元非多項式重力を構築する。 構成上、これらの理論は球対称背景上の2階の運動方程式を持つ。 これらの非多項式重力のサブセット、すなわち非多項式準位相重力は、計量関数が代数方程式によって決定される単関数静的球対称解を許容することを示す。 これらの理論の解には、対応する重力作用が明示的に示されるヘイワード正則ブラックホール時空が含まれる。 |