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| Original Text | 日本語訳 |
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| General relativity coupled to multiple scalar fields is a diffeomorphism-invariant constrained system. Consequently, a naive counting of the perturbative degrees of freedom unavoidably overestimates the true number of physical modes propagating in the theory, as gauge redundancies and constraint equations remove non-dynamical ones. While this problem has been solved for linear fluctuations, this work presents the first explicit calculation of all large-scale gauge-invariant phase-space variables in multifield inflation and at second order in perturbation theory, in a Hamiltonian language. Building upon the well-known Sasaki-Mukhanov variables, we show how to construct a finite-dimensional basis of quadratic corrections which are invariant under gauge transformations. Although our procedure is generic to any number of fields and at any scale, we restrict to super-Hubble scales for their explicit solution, which we deliver. Henceforth, we prove that it is possible to recover the usual flat-gauge and comoving-gauge fluctuations as large-scale gauge-invariant combinations, making for a robust consistency check of the gauge-fixed procedure to connect theoretical predictions above the horizon to observations. We derive the quadratic and cubic Hamiltonian of multifield inflation in a gauge independent manner, then we gauge fix our theory by going into the flat gauge, and we show perfect agreement with the literature on this topic, usually based on a Lagrangian approach. After these concrete steps, we propose a more formal proof of the existence of gauge-invariant variables at quadratic order, and we provide a sketch of the procedure that should allow to go to higher orders in perturbation theory. | 複数のスカラー場と結合した一般相対性理論は、微分同相不変な拘束系です。 したがって、摂動自由度を単純に数えると、ゲージ冗長性と拘束方程式によって非動的なモードが除去されるため、理論内で伝播する物理モードの真の数を過大評価してしまうことになります。 この問題は線形ゆらぎについては解決されていますが、本研究では、ハミルトニアン言語で、多場インフレーションと摂動論の2次において、すべての大規模ゲージ不変位相空間変数を初めて明示的に計算します。 よく知られている佐々木・ムハノフ変数を基に、ゲージ変換の下で不変な2次補正の有限次元基底を構築する方法を示します。 この手順は任意の数の場と任意のスケールに対して一般的ですが、明示的な解についてはハッブルスケールを超える範囲に限定し、その結果を示します。 以降、通常のフラットゲージおよび共動ゲージのゆらぎを大規模なゲージ不変の組み合わせとして復元できることを証明し、地平線上の理論的予測を観測に結びつけるゲージ固定手順の堅牢な整合性チェックを実現します。 ゲージに依存しない方法でマルチフィールドインフレーションの2次および3次のハミルトニアンを導出し、フラットゲージに移行することで理論をゲージ固定し、通常ラグランジュアプローチに基づくこのトピックに関する文献と完全に一致することを示します。 これらの具体的な手順の後、2次オーダーでのゲージ不変変数の存在のより形式的な証明を提案し、摂動論でより高次のオーダーに進むことを可能にする手順の概要を示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We conduct an investigation of the global structure of Kerr-Newman-BR spacetime and its various subcases such as Schwarzschild-BR spacetime. In this work, we extend the result of our previous studies, where we found that $r\to \infty$ is not the proper conformal infinity. By using the reciprocal coordinate $y=1/r$, we show that the whole family of Kerr-Newman-BR spacetimes can be continuously extended through the surface $r\to \infty$. However, the conformal structure after passing $r\to\infty$ strongly depends on the type of spacetime one is considering (either rotation is present, or not) and on the polar direction one chooses to be fixed (namely, whether we consider generic polar angle $θ$, or we focus on the behaviour near the equatorial plane $θ=π/2$, or near the poles $θ=0,π$). Finally, we discuss the universality of such a continuous extension. | 本研究では、Kerr-Newman-BR時空とその様々なサブケース（Schwarzschild-BR時空など）のグローバル構造を調査します。 本研究では、以前の研究で $r\to \infty$ が適切な共形無限遠ではないことを発見した結果を拡張します。 逆座標 $y=1/r$ を用いることで、Kerr-Newman-BR時空の全族が表面 $r\to \infty$ を介して連続的に拡張できることを示します。 ただし、$r\to\infty$ を通過した後の共形構造は、考慮する時空の種類（回転が存在するか否か）と、固定する極方向（すなわち、一般的な極角 $θ$ を考慮するか、赤道面 $θ=π/2$ 付近、または極 $θ=0,π$ 付近の振る舞いに注目するか）に大きく依存します。 最後に、このような連続拡張の普遍性について議論します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In cosmology, the Hubble tension has become one of the most serious challenges in the last decade. Assuming that all the observational data are right, one of the ways out is to modify the standard $Λ$CDM cosmology. In the literature, the theoretical modifications are mainly made in the early and the late/local universes. But on both sides, some no-go arguments have been proposed recently. In particular, the general no-go arguments for the late-time modifications are mainly based on the PAge parameterization. In the present work, we note that there are some flaws in the (original) PAge parameterization, and then propose various generalized PAge (GPAge) parameterizations, which can be extended to $z>z_{\rm CMB}$ and hence the cosmic microwave background (CMB) can be taken into account, while they are also more accurate at low redshifts. With these GPAge parameterizations, we revisit the Hubble tension by using not only the late-time observations but also the observational data of CMB. We find that the Hubble tension could be alleviated (or even resolved) in GPAges significantly different from the standard $Λ$CDM cosmology, while they are overwhelmingly preferred over $Λ$CDM by the observational data in terms of all the information criteria. Surprisingly, we find that the new physics in the mid-time might be the key to resolve the Hubble tension. | 宇宙論において、ハッブルの不均衡は過去10年間で最も深刻な課題の一つとなっています。 すべての観測データが正しいと仮定すると、解決策の一つは標準的なΛCDM宇宙論を修正することです。 文献では、理論的な修正は主に初期宇宙と後期/局所宇宙で行われています。 しかし、両方向において、最近いくつかの否定的な議論が提案されています。 特に、後期宇宙の修正に対する一般的な否定的な議論は、主にPAgeパラメータ化に基づいています。 本研究では、(元の)PAgeパラメータ化にいくつかの欠陥があることを指摘し、z>z_{\rm CMB}$まで拡張でき、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)を考慮に入れることができ、低赤方偏移でもより正確である様々な一般化PAge (GPAge)パラメータ化を提案します。 これらのGPAgeパラメータ化を用いて、後期宇宙の観測だけでなくCMBの観測データも使用して、ハッブルの不均衡を再検討します。 ハッブルの矛盾は、標準的なΛCDM宇宙論とは大きく異なるGPAgesにおいて緩和（あるいは解消）される可能性があり、観測データによれば、あらゆる情報基準においてΛCDMよりも圧倒的に好ましいことがわかった。 驚くべきことに、宇宙の中間期における新たな物理がハッブルの矛盾を解消する鍵となる可能性があることが判明した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate black hole shadows and photon sphere properties for two families of covariant quantum-corrected black-hole metrics (hereafter called BH-I and BH-II) formulated within a general $μ$-scheme, parameterised by a power-law exponent $s$ and an amplitude $ξ$. The extension to general (including non-integer) $s$ is a phenomenological interpolation between the $μ_0$-scheme ($s=0$) and $\barμ$-scheme ($s=1$) and reveals a rich phenomenology masked when $s$ is usually fixed to 1 in previous literature. For BH-I, the photon sphere exists for all parameter values and exhibits an exact cancellation at $s=1$ where the coordinate location $r_{\rm ph}=3M$ is restored for any $ξ$. For BH-II, both the horizon and the photon sphere exhibit critical curves in the $(ξ,s)$ parameter plane; the photon sphere disappears when $ξ$ exceeds a closed-form critical value $ξ_c^{\rm PS}(s)$. We prove analytically that the photon sphere is always unstable ($λ_{\rm ph}>0$) throughout the physical parameter space of both metrics, and derive closed-form expressions for the Lyapunov exponent. Systematic parameter scans reveal that for fixed $ξ$ the shadow radius decreases monotonically with $s$ for BH-II and non-monotonically for BH-I. We derive small-parameter analytic expansions for the photon-sphere radius, shadow radius, and Lyapunov exponent, and demonstrate that a single shadow measurement suffers an observational degeneracy in the two-dimensional $(ξ,s)$ space; the degeneracy can be broken by a simultaneous measurement of the Lyapunov exponent. Using Event Horizon Telescope (EHT) measurements, we derive constraints on the $(ξ,s)$ parameter space and find that BH-II is constrained roughly $2$--$4$ times more tightly than BH-I. | 我々は、べき乗指数 $s$ と振幅 $ξ$ でパラメータ化された一般的な $μ$ スキーム内で定式化された 2 つの共変量子補正ブラックホール計量ファミリー (以下、BH-I および BH-II と呼ぶ) について、ブラックホールの影と光子球の特性を調査する。 一般的な (非整数を含む) $s$ への拡張は、$μ_0$ スキーム ($s=0$) と $\barμ$ スキーム ($s=1$) の間の現象論的補間であり、これまでの文献で $s$ が通常 1 に固定されている場合に隠されていた豊かな現象を明らかにする。 BH-I の場合、光子球はすべてのパラメータ値に対して存在し、$s=1$ で正確な相殺を示し、任意の $ξ$ に対して座標位置 $r_{\rm ph}=3M$ が復元される。 BH-II の場合、事象の地平線と光子球の両方が $(ξ,s)$ パラメータ平面で臨界曲線を示します。 光子球は、$ξ$ が閉形式の臨界値 $ξ_c^{\rm PS}(s)$ を超えると消滅します。 光子球は、両方の計量の物理パラメータ空間全体で常に不安定 ($λ_{\rm ph}>0$) であることを解析的に証明し、リアプノフ指数の閉形式の式を導出します。 系統的なパラメータスキャンにより、固定された $ξ$ に対して、シャドウ半径は BH-II では $s$ とともに単調に減少し、BH-I では単調ではないことが明らかになります。 光子球半径、シャドウ半径、リアプノフ指数の小パラメータ解析展開を導出し、単一のシャドウ測定が 2 次元 $(ξ,s)$ 空間で観測的縮退を受けることを示します。 縮退は、リアプノフ指数の同時測定によって解消できる。 イベントホライズンテレスコープ（EHT）の測定値を用いて、パラメータ空間（ξ,s）の制約を導出し、BH-IIはBH-Iよりも約2～4倍厳しい制約を受けることがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the spherical accretion onto a static Konoplya Zhidenko black hole and examine how the deformation of the spacetime affects the dynamics of the accreting matter. By applying the conservation laws of particle number and energy-momentum, we formulate the accretion problem and derive the corresponding Hamiltonian describing the fluid motion. The critical points and sonic transitions are then analyzed for ultra stiff, ultra relativistic, radiation, and sub relativistic fluids. We study the dependence of the critical point structure and flow trajectories on the KZ deformation and compare the results with those obtained for asymptotically safe, Schwarzschild MOG, and Reissner Nordström black holes. The comparison shows that the location and behavior of the critical points vary significantly with the underlying BH geometry and the equation of state of the fluid. In particular, the KZ deformation produces noticeable changes in the radial structure of the accretion flow, with different effects observed for the considered fluid models. These results provide a comparative picture of spherical accretion in different black hole spacetimes and help clarify how modifications of the background geometry influence matter dynamics in the strong field region. | 静的なコノプリャ・ジデンコブラックホールへの球状降着を調査し、時空の変形が降着物質のダイナミクスにどのように影響するかを調べます。 粒子数とエネルギー・運動量の保存則を適用して降着問題を定式化し、流体運動を記述する対応するハミルトニアンを導出します。 次に、超硬質流体、超相対論的流体、放射流体、および準相対論的流体について、臨界点と音速遷移を解析します。 臨界点構造と流れの軌跡のKZ変形への依存性を調べ、漸近的に安全なブラックホール、シュワルツシルトMOGブラックホール、およびライスナー・ノルドシュトロムブラックホールで得られた結果と比較します。 比較により、臨界点の位置と挙動は、基となるブラックホールの形状と流体の状態方程式によって大きく異なることが示されました。 特に、KZ変形は降着流の半径方向構造に顕著な変化をもたらし、検討対象の流体モデルによって異なる影響が観察されます。 これらの結果は、異なるブラックホール時空における球状降着の比較像を提供し、背景幾何学の変化が強磁場領域における物質ダイナミクスにどのように影響するかを明らかにするのに役立つ。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Ultralight scalar fields nonminimally coupled to curvature can endow rotating black holes with stationary hair and alter nearby orbits. Using recently constructed hairy black-hole spacetimes, we model the transition to plunge of an extreme-mass-ratio inspiral. For scalar masses $μM=0.01$ and $0.1$ and dimensionless curvature coupling $ζ=10^{-3},10^{-4}$, we find $\mathcal{O}(10)$ rad of gravitational-wave dephasing relative to general relativity over $\mathcal{O}(10^3)$ orbits. A multimode Fisher forecast at $μM=0.2$, where neighbouring hair solutions permit a numerical $μ$-derivative, suggests that $ζ$ and $μ$ could be measured to precisions of $\simeq0.2\%$ and $0.6$--$1.1\%$, respectively, for a source with signal-to-noise ratio of about 80 in LISA. | 曲率に非最小結合した超軽量スカラー場は、回転するブラックホールに静止した毛を与え、近傍の軌道を変化させる可能性がある。 最近構築された毛のあるブラックホール時空を使用して、極端な質量比のインスパイラルの突入への遷移をモデル化する。 スカラー質量 $μM=0.01$ および $0.1$、無次元曲率結合 $ζ=10^{-3},10^{-4}$ の場合、$\mathcal{O}(10^3)$ 軌道にわたって一般相対性理論に対して $\mathcal{O}(10)$ ラジアンの重力波デコヒーレンスが見出される。 隣接するヘアソリューションが数値的なμ微分を許容するμM=0.2でのマルチモードフィッシャー予測は、LISAで信号対雑音比が約80の光源の場合、ζとμをそれぞれ約0.2%と0.6～1.1%の精度で測定できることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Astrophysical black holes exist within non-vacuum environments, and their motion through these environments generically result in a force on these black holes through processes such as dynamical friction and Bondi accretion. We explore these forces numerically for black holes moving through a complex scalar field of mass $m$ with constant acceleration $a$, while also revisiting the constant velocity case considered in the existing literature. The former is modeled by the C-metric, while we use Painlevé-Gullstrand metric with an additional divergence and vorticity free velocity field to mimic the constant velocity motion. Our simulations reveal several novel and interesting aspects of the drag force in both cases. For the constant velocity case, the force saturates at late times, with a value that depends on velocity in a manner distinct from known dependence. For the constant acceleration case, the force increases to a maximum value $F_\star$ and then reduces drastically, with $F_\star \approx 0.3~ m a$. Moreover, the density wake in this case shows revivals separated by decreasing time intervals. | 天体物理学的ブラックホールは非真空環境内に存在し、これらの環境を通過するブラックホールの運動は、一般的に動的摩擦やボンディ降着などのプロセスを通じてブラックホールに力を及ぼします。 我々は、質量 $m$ の複雑なスカラー場を一定の加速度 $a$ で移動するブラックホールについて、これらの力を数値的に調べ、既存の文献で検討されている一定速度の場合も再検討します。 前者は C メトリックでモデル化され、一定速度運動を模倣するために、追加の発散と渦のない速度場を備えた Painlevé-Gullstrand メトリックを使用します。 我々のシミュレーションは、両方のケースにおける抗力のいくつかの斬新で興味深い側面を明らかにします。 一定速度の場合、力は遅い時間に飽和し、既知の依存性とは異なる方法で速度に依存する値になります。 一定加速度の場合、力は最大値 $F_\star$ まで増加し、その後、急激に減少し、$F_\star \approx 0.3~ m a$ になります。 さらに、この場合の密度の航跡は、時間間隔が短くなるにつれて回復する現象を示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The paper revisits the role of hyperon bulk viscosity during neutron-star inspiral. We find that hyperon bulk viscosity exerts only a minor influence on the gravitational-wave phase, causing a phase shift of $\sim 10^{-3}\,\rm rad$. This shift is too small to be detected by existing gravitational-wave observatories, and it seems unlikely that next-generation detectors will be able to isolate this effect from other factors. However, our analysis indicates that hyperon bulk viscosity can significantly heat the hyperon core of a neutron star, raising its temperature to approximately $5 \times 10^8\,\rm K$. | 本論文では、中性子星の合体過程におけるハイペロンの体積粘性の役割を再検討する。 ハイペロンの体積粘性は重力波の位相にわずかな影響しか及ぼさず、位相シフトは$\sim 10^{-3}\,\rm rad$程度であることがわかった。 このシフトは既存の重力波観測所では検出できないほど小さく、次世代の検出器でもこの効果を他の要因から分離できる可能性は低いと思われる。 しかし、我々の解析によると、ハイペロンの体積粘性は中性子星のハイペロン核を著しく加熱し、その温度を約$5 \times 10^8\,\rm K$まで上昇させる可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct regular, spherically symmetric, compact energy-cutoff equilibria for gravitational Vlasov--Poisson systems sourced by positive and negative mass distributions in the context of stellar dynamics. Motivated by Bondi's notion of negative mass and its relation to the weak field limit of Einstein gravity with a signed mass--energy source, we show that the internal structure of the steady states depends qualitatively on the type of negative mass present. In the Bondi convention, the signs of inertial, passive gravitational, and active gravitational mass are reversed together, preserving the equivalence principle. The resulting equilibria consist of a central overlap core containing both mass species, surrounded by a finite positive mass shell and an exterior vacuum. Thus, although a pure Bondi negative mass gas cannot form a compact steady state, Bondi negative mass can be spatially confined by a suitable positive mass distribution. In the gravitational-charge convention, only the passive and active gravitational masses change sign, so that the two species obey opposite free-fall laws and unlike masses repel. The resulting equilibria are spatially segregated into a negative mass core, a vacuum gap, a positive mass shell, and an exterior vacuum. For cutoff exponent $n=-1/2$, the radial matching is explicit, while for the regular cutoff $n=1/2$ the matter regions satisfy Lane--Emden-type equations. These results provide a kinetic framework for investigating the distribution of negative mass in astrophysical and cosmological settings. | 恒星力学の文脈において、正および負の質量分布を源とする重力ブラソフ・ポアソン系について、規則的で球対称なコンパクトなエネルギーカットオフ平衡を構築する。 ボンディの負の質量の概念と、符号付き質量エネルギー源を持つアインシュタイン重力の弱場極限との関係に着想を得て、定常状態の内部構造は存在する負の質量の種類に質的に依存することを示す。 ボンディ規約では、慣性質量、受動重力質量、能動重力質量の符号が同時に反転され、等価原理が維持される。 結果として得られる平衡は、両方の質量種を含む中心の重なりコアと、それを囲む有限の正の質量シェルおよび外部の真空から構成される。 したがって、純粋なボンディ負質量ガスはコンパクトな定常状態を形成できないが、ボンディ負質量は適切な正の質量分布によって空間的に閉じ込めることができる。 重力電荷規約では、受動重力質量と能動重力質量のみが符号を反転するため、2種類の質量は反対の自由落下法則に従い、異なる質量は反発し合う。 結果として生じる平衡状態は、負の質量コア、真空ギャップ、正の質量シェル、および外部真空に空間的に分離される。 カットオフ指数 $n=-1/2$ の場合、半径方向のマッチングは明示的であるが、通常のカットオフ $n=1/2$ の場合、物質領域はレーン・エムデン型の方程式を満たす。 これらの結果は、天体物理学および宇宙論的設定における負の質量の分布を調査するための運動学的枠組みを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quantum Yang-Mills theory in Euclidean AdS$_4$ with Neumann boundary conditions is studied as a function of the complex couplings $\frac{1}{g_\pm^2} \equiv \frac{1}{g^2}\mp \frac{i θ}{8 π^2}$. We define a "self-dual limit" by $g_- \to 0$ with $g_+ ~{\rm fixed}$. We argue that the limiting theory is well-defined perturbatively and equivalent to the BF formulation of self-dual Yang-Mills theory with a particular boundary condition relating $B$ and $F$ at the boundary $\partial$AdS$_4$. $g_+$ is the loop-counting parameter of the self-dual theory. This is in stark contrast to flat space, where $θ$ has no effect on perturbative dynamics. In the self-dual limit, it is shown that all tree-level zero-plus and single-plus boundary correlators vanish. A closed form expression is given for any number of gluons for the double-plus tree correlators. Finally, we show that in the flat space limit of AdS$_4$, the total energy poles in the tree boundary correlators correctly reduce to the single-minus gluon amplitudes. | ユークリッド空間 AdS$_4$ における量子ヤン・ミルズ理論を、ノイマン境界条件の下で、複素結合 $\frac{1}{g_\pm^2} \equiv \frac{1}{g^2}\mp \frac{i θ}{8 π^2}$ の関数として研究する。 我々は、$g_+ ~{\rm fixed}$ で $g_- \to 0$ による「自己双対極限」を定義する。 我々は、極限理論が摂動的に適切に定義され、境界 $\partial$AdS$_4$ で $B$ と $F$ を関連付ける特定の境界条件を持つ自己双対ヤン・ミルズ理論の BF 定式化と等価であると主張する。 $g_+$ は自己双対理論のループ計数パラメータである。 これは、$θ$ が摂動力学に影響を与えない平坦空間とは著しく対照的である。 自己双対極限では、すべてのツリーレベルのゼロプラスおよびシングルプラス境界相関関数が消滅することが示されています。 ダブルプラスツリー相関関数については、任意の数のグルーオンに対して閉形式の式が与えられています。 最後に、AdS$_4$の平坦空間極限では、ツリー境界相関関数の全エネルギー極がシングルマイナスグルーオン振幅に正しく縮小することを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate thermodynamic criticality in a spatially flat Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker universe with a non-extensive Loop Quantum Gravity inspired entropy on its apparent horizon. Using the full Kodama-Hayward temperature and the unified first law, we derive the modified Friedmann dynamics and construct the corresponding horizon equation of state. We see that a finite physical critical point only appears in the non-extensive branch $q>1$, while in the Bekenstein-Hawking limit $q\to1$, the critical point is continuously pushed to $v_c\to\infty$ and $T_c\to0$. Along the same spinodal curve, both the constant-pressure heat capacity and the isothermal compressibility become unbounded, and the extremum of this curve is located at the critical point. Below the critical temperature, the Gibbs free energy develops several thermodynamic branches, and the phase coexistence for different horizon states is verified by the equality of temperature, pressure, and Gibbs free energy. The critical exponents are $(α_{cr},β_{cr},γ_{cr},δ_{cr}) =(0,1/2,1,3)$, indicating that the system belongs to the standard mean-field universality class despite the non-algebraic form of the equation of state. The normalized Ruppeiner curvature diverges precisely on the spinodal curve and shows critical scaling $R_N\sim-|v-v_c|^{-4}$ on the critical isotherm, and $R_N\sim-|t|^{-2}$ on the critical isochore. Finally, the critical expansion scale is given by $H_c^2=2(\sqrt{5}-2)|β|$, which implies that the thermodynamic critical point occurs when the entropy deformation is of order unity. These results establish a self-consistent critical structure for the effective thermodynamic state space of the cosmological apparent horizon and retain the mean-field critical universality. | 我々は、見かけ上の地平線上に非広範性ループ量子重力に触発されたエントロピーを持つ空間的に平坦なフリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー宇宙における熱力学的臨界性を調査する。 完全なコダマ・ヘイワード温度と統一された第一法則を用いて、修正されたフリードマン力学を導出し、対応する地平線状態方程式を構築する。 有限の物理的臨界点は非広範性分岐 $q>1$ でのみ現れるが、ベッケンシュタイン・ホーキング極限 $q\to1$ では、臨界点は $v_c\to\infty$ および $T_c\to0$ へと連続的に押し進められることがわかる。 同じスピノーダル曲線に沿って、定圧比熱と等温圧縮率の両方が無限大になり、この曲線の極値は臨界点に位置する。 臨界温度以下では、ギブズ自由エネルギーはいくつかの熱力学的分岐を発達させ、温度、圧力、およびギブズ自由エネルギーの等価性によって、異なる地平線状態の相共存が検証されます。 臨界指数は $(α_{cr},β_{cr},γ_{cr},δ_{cr}) =(0,1/2,1,3)$ であり、状態方程式の非代数形式にもかかわらず、システムが標準平均場普遍性クラスに属することを示しています。 正規化されたルッパイナー曲率は、スピノーダル曲線上で正確に発散し、臨界等温線上では $R_N\sim-|v-v_c|^{-4}$、臨界等容線上では $R_N\sim-|t|^{-2}$ の臨界スケーリングを示します。 最後に、臨界膨張スケールは$H_c^2=2(\sqrt{5}-2)|β|$で与えられ、これはエントロピー変形が1程度のオーダーのときに熱力学的臨界点が発生することを意味します。 これらの結果は、宇宙論的見かけの地平線の有効熱力学的状態空間に対する自己整合的な臨界構造を確立し、平均場臨界普遍性を保持します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In an optically thin setting, gravitational lensing around a black hole creates multiple delayed images of any localized source, appearing at different positions on the observer's screen. Even if particular sources cannot be singled out, this effect may be revealed in a black-hole movie (time-dependent image) by examining the two-point spatiotemporal correlation function of intensity fluctuations in the movie. Recently, the correlation function derived from a movie obtained by ray tracing of a general-relativistic magnetohydrodynamic simulation demonstrated the plausibility of this idea, even when the movie was blurred to angular resolutions corresponding to next-generation terrestrial very-long-baseline interferometric arrays. In this work, we further develop this method and study how some possible corruptions of the movie, motivated by real observational limitations, affect the ability to identify the extreme-lensing signatures by correlations. The effects are compared for both the original and blurred movies. We discuss the implications of our analysis for upcoming observations of M87* and Sgr A*, the two main targets of the Event Horizon Telescope and its future extensions. Our case study suggests that the types of data corruption we have explored, in themselves, do not preclude an identification of extreme-lensing effects in correlation measurements. We use our results to roughly estimate that, most importantly, for a successful correlation measurement, M87* may need to be continuously monitored for $\gtrsim 2$ years, while Sgr A* may need to be measured at a cadence $\gtrsim 1$ frame per minute. Finally, we outline a new analysis method that reduces the data in the complete correlation function---a large dataset defined on a five-dimensional configuration space---to a two-dimensional histogram that could be useful for black-hole parameter inference. | 光学的厚みが薄い環境では、ブラックホールの周囲の重力レンズ効果により、局所的な光源の複数の遅延像が生成され、観測者のスクリーン上の異なる位置に現れます。 特定の光源を識別できない場合でも、この効果はブラックホール動画（時間依存画像）において、動画内の強度変動の2点時空間相関関数を調べることで明らかになる可能性があります。 最近、一般相対論的磁気流体力学シミュレーションの光線追跡によって得られた動画から導出された相関関数は、動画が次世代の地上超長基線干渉計アレイに対応する角度分解能までぼやけている場合でも、このアイデアの妥当性を示しました。 本研究では、この方法をさらに発展させ、実際の観測上の制約に起因する動画のいくつかの劣化が、相関による極限重力レンズ効果の識別能力にどのように影響するかを調べます。 その影響は、元の動画とぼかした動画の両方について比較されます。 本稿では、イベントホライズンテレスコープとその将来の拡張計画における2つの主要ターゲットであるM87*とSgr A*の今後の観測に対する我々の分析結果の影響について議論する。 我々の事例研究は、我々が調査したデータ破損の種類自体は、相関測定における極端な重力レンズ効果の特定を妨げるものではないことを示唆している。 我々の結果を用いて、相関測定を成功させるためには、M87*は2年以上継続的に監視する必要があり、Sgr A*は1分あたり1フレームの頻度で測定する必要があるかもしれないと概算する。 最後に、完全な相関関数（5次元構成空間で定義された大規模なデータセット）のデータを、ブラックホールパラメータの推定に役立つ可能性のある2次元ヒストグラムに縮小する新しい分析手法の概要を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider that the very early Universe was well described by an Emergent Universe, whose geometry was that of a static and classically stable Einstein Universe, which is possible in certain Two Measures Theories (TMT). These solutions do not have a big bang, but rather they extend to arbitrarily early times. The TMT we consider are theories with spontaneously broken scale invariance and contain a dilaton field, crucial for the implementation of the scale invariance, that after the symmetry breaking acquires a nontrivial effective potential, which we study in the Einstein frame. Using the conserved quantity associated with the dilaton, we recast the cosmological evolution in terms of an effective potential $V(\dotφ)$, which exhibits a divergent barrier separating the static solution from the subsequent expanding evolution. Quantizing the corresponding minisuperspace Hamiltonian, we evaluate the tunneling probability in the WKB approximation. The tunneling action is well defined and finite once the branch of the square root is fixed by requiring a consistent semiclassical interpretation of the tunneling probability. We find that the barrier gives rise to a logarithmic contribution to the tunneling exponent, yielding a power-law rather than the usual exponential dependence of the tunneling probability, which for the parameter values considered is close to unity. The Universe thus emerges with a finite scale factor into a superinflationary phase that develops into slow-roll inflation. This quantum creation of an inflationary Universe does not represent a quantum creation of spacetime, which exists before the tunneling. | 我々は、極めて初期の宇宙は、静的かつ古典的に安定なアインシュタイン宇宙の幾何学を持つ創発宇宙によってよく記述されていたと考えている。 これは、特定の2測度理論（TMT）において可能である。 これらの解はビッグバンを持たず、むしろ任意の初期時刻まで拡張される。 我々が考察するTMTは、自発的に破れたスケール不変性を持つ理論であり、スケール不変性の実現に不可欠なダイラトン場を含み、対称性の破れの後、非自明な有効ポテンシャルを獲得する。 我々はこれをアインシュタインの枠組みで研究する。 ダイラトンに関連付けられた保存量を用いて、宇宙論的進化を有効ポテンシャル$V(\dotφ)$の観点から再定式化する。 このポテンシャルは、静的解とそれに続く膨張進化を隔てる発散障壁を示す。 対応するミニ超空間ハミルトニアンを量子化して、WKB近似におけるトンネル確率を評価する。 トンネル作用は、トンネル確率の一貫した半古典的解釈を要求することで平方根の分岐が固定されると、明確に定義され有限になります。 障壁はトンネル指数に対数的な寄与をもたらし、トンネル確率の通常の指数関数的依存性ではなくべき乗則を生み出し、考慮したパラメータ値では1に近い値になります。 したがって、宇宙は有限のスケール因子で超インフレーション段階に出現し、それがスローロールインフレーションへと発展します。 このインフレーション宇宙の量子的創造は、トンネル作用の前に存在する時空の量子的創造を表すものではありません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute high frequency gravitational wave radiation in shockwave collisions of a light mass compact object with energy $μ_L$ off a heavy compact object (black hole) with energy $μ_H \gg μ_L$. A formal solution is obtained in terms of shockwave propagators that provide snapshots of $O(μ_Lμ_H^n)$ tidal response functions sensitive to classical and potentially semi-classical dynamics of black hole formation. In a perturbative expansion, the first nontrivial contribution of $O(μ_Lμ_H)$ is the emission of a graviton from the Lipatov vertex generated by the fusion of two reggeized gravitons. For graviton frequencies $ω\rightarrow 0$, the Lipatov amplitude reduces to the ultrarelativistic limit of the single-graviton exchange Weinberg amplitude. At $O(μ_Lμ_H^2)$, the Lipatov amplitude includes a piece accounting for the rescattering of the graviton off a reggeized graviton and another, corresponding to graviton emission from a vertex fusing three reggeized gravitons. These nontrivial contributions again simplify to the Weinberg radiative amplitude for two-graviton exchange in the soft limit. We highlight throughout double copy structures to gluon radiation in dilute-dense collisions of Yang-Mills shockwaves. We relate our shockwave results to the eikonal multiple scattering framework of Veneziano et al. | 我々は、エネルギー $μ_L$ の軽い質量のコンパクト天体が、エネルギー $μ_H \gg μ_L$ の重いコンパクト天体 (ブラックホール) と衝突する際の衝撃波における高周波重力波放射を計算する。 形式的な解は、ブラックホール形成の古典的および潜在的に半古典的なダイナミクスに敏感な $O(μ_Lμ_H^n)$ 潮汐応答関数のスナップショットを提供する衝撃波伝播関数の観点から得られる。 摂動展開では、$O(μ_Lμ_H)$ の最初の非自明な寄与は、2 つのレッジ化重力子の融合によって生成されたリパトフ頂点からの重力子の放出である。 重力子周波数 $ω\rightarrow 0$ の場合、リパトフ振幅は、単一重力子交換ワインバーグ振幅の超相対論的極限に縮小する。 $O(μ_Lμ_H^2)$ では、リパトフ振幅には、レッジ化重力子からの重力子の再散乱を表す項と、3 つのレッジ化重力子を融合する頂点からの重力子放出に対応する項が含まれます。 これらの非自明な寄与は、ソフトリミットでの 2 つの重力子交換に対するワインバーグ放射振幅に再び単純化されます。 ヤンミルズ衝撃波の希薄-高密度衝突におけるグルーオン放射への二重コピー構造を全体を通して強調します。 衝撃波の結果を、ヴェネツィアーノらのアイコナール多重散乱フレームワークに関連付けます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose boundary theories, CFT$_{p}$ with $p\in β\mathbb{N}/\mathbb{N}$, which can be interpreted as an ensemble of theories in the context of AdS/CFT duality, when the boundary spacetime dimension is more than one. These theories are only emergent in the infinite $N$ limit of the boundary CFT and depend on $p$, which corresponds to the different ways one can take a generalized form of the infinite $N$ limit, in the presence of a chaotic or an oscillatory operator. This generalized infinite $N$ limit is called an \emph{ultralimit}, and $p$ is a \emph{free ultrafilter} on $\mathbb{N}$. We propose that the gravitational path integral computes an average of CFT$_{p}$ in each of its sectors; and in the appropriate cases, it produces baby universes and spacetime wormholes. We apply this proposal to the Antonini-Sasieta-Swingle (AS$^{2}$) like states. | 境界時空の次元が 1 より大きい場合、AdS/CFT 双対性の文脈で理論のアンサンブルとして解釈できる境界理論 CFT$_{p}$ ($p\in β\mathbb{N}/\mathbb{N}$) を提案します。 これらの理論は、境界 CFT の無限 $N$ 極限でのみ出現し、カオス演算子または振動演算子が存在する場合に、無限 $N$ 極限の一般化された形式を取るさまざまな方法に対応する $p$ に依存します。 この一般化された無限 $N$ 極限は \emph{超極限} と呼ばれ、$p$ は $\mathbb{N}$ 上の \emph{自由超フィルター} です。 重力経路積分は、各セクターで CFT$_{p}$ の平均を計算し、適切な場合にはベビーユニバースと時空ワームホールを生成すると提案します。 我々はこの提案をアントニーニ・サシエタ・スウィングル（AS$^{2}$）のような状態に適用する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The multimessenger observation of the binary neutron star merger event GW170817, associated with its electromagnetic counterparts GRB170817A and AT2017gfo, marked a milestone in astrophysics, yet its unified physical explanation remains elusive. We conduct an end-to-end simulation based on a first-principles general-relativistic magnetohydrodynamics neutrino-radiation transfer merger simulation, followed by nucleosynthesis calculations and photon radiative transfer to generate kilonova light curves. We show that the large-scale dynamo simultaneously produces a relativistic jet with an isotropic-equivalent luminosity of $\sim 10^{51}~{\rm erg~s^{-1}}$ and $\approx 0.08M_\odot$ of neutron-rich ejecta, reproducing the GRB170817A afterglow and the AT2017gfo kilonova light curves. Our results establish a unified first-principles framework for interpreting binary neutron star mergers across gravitational wave, gamma-ray burst, and kilonova observations. | 連星中性子星合体イベントGW170817のマルチメッセンジャー観測は、電磁波対応天体GRB170817AおよびAT2017gfoと関連しており、天体物理学における画期的な出来事となったが、その統一的な物理的説明は未だ解明されていない。 本研究では、第一原理一般相対論的磁気流体力学に基づくニュートリノ放射伝達合体シミュレーションから始まり、核合成計算と光子放射伝達を経てキロノバの光度曲線を生成するエンドツーエンドシミュレーションを行った。 本研究では、大規模ダイナモが等方等価光度 $\sim 10^{51}~{\rm erg~s^{-1}}$ の相対論的ジェットと $\approx 0.08M_\odot$ の中性子過剰噴出物を同時に生成し、GRB170817A の残光と AT2017gfo キロノバの光度曲線を再現することを示した。 我々の結果は、重力波、ガンマ線バースト、キロノバの観測を通して連星中性子星合体を解釈するための統一的な第一原理フレームワークを確立するものである。 |