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| Original Text | 日本語訳 |
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| In a scalar effective field theory (EFT) with Galileon symmetry, we distinguish the strong-field expansion from the derivative expansion and study spherically symmetric classical nonlinear dynamics. More concretely, we consider two models related via perturbative field redefinitions: one with second-order equations that can also exhibit screening, and one that includes a higher-derivative term that introduces a propagating ghost. The latter term is of the type that can ``regularise'' the equations to render them well-posed as an initial value problem. For initial data that respect the derivative expansion, we find that the first model (ghost-free, unregularised) develops ill-posed regions during evolution only when the derivative expansion breaks down. This result persists in the strong-field regime. We further find that the regularized model reproduces the evolution of the unregularised one when the latter remains well-posed, while it exhibits tachyonic behaviour when the unregularised one becomes ill-posed. We also consider initial data that corresponds to stationary states that exhibit screening in the unregularised, ghost-free theory. In this case, we find that the regularised theory can remain well-posed for initial data that the unregularised one developed ill-posed regions. However, the ghost term naturally dominates over the Galileon term in the screening regime, contrary to common expectation. | ガリレオン対称性を持つスカラー有効場理論（EFT）において、強場展開と微分展開を区別し、球対称な古典的非線形力学を研究する。 より具体的には、摂動場の再定義によって関連付けられた2つのモデルを考える。 1つは遮蔽効果も示す可能性のある2階方程式を持つモデル、もう1つは伝播するゴーストを導入する高階微分項を含むモデルである。 後者の項は、方程式を「正則化」して初期値問題として適切に設定できるタイプである。 微分展開を満たす初期データの場合、最初のモデル（ゴーストなし、非正則化）は、微分展開が破綻した場合にのみ、進化の過程で不適切領域を発達させることがわかった。 この結果は強場領域でも持続する。 さらに、正則化されたモデルは、非正則化モデルが適切に設定されている限り、その進化を再現するが、非正則化モデルが不適切になると、タキオン的な振る舞いを示すことがわかった。 また、非正則化・ゴーストフリー理論において遮蔽効果を示す定常状態に対応する初期データも検討する。 この場合、非正則化理論では不適切領域が生じるような初期データに対しても、正則化理論は適切性を維持できることがわかった。 しかし、一般的な予想に反して、遮蔽領域ではゴースト項がガリレオン項よりも自然に優勢となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Third-generation (3G) gravitational-wave detectors will observe binary-neutron-star inspirals for nearly a day, so Earth's rotation becomes part of the signal rather than a negligible correction. This destroys the usual separation between intrinsic and extrinsic parameters and creates a major computational bottleneck for Bayesian inference. We show that the exact five-harmonic Jaranowski-Krolak-Schutz (JKS) decomposition restores the separation of the rotating antenna amplitude response from the computationally expensive intrinsic waveform calculations. By sampling the intrinsic waveform on a frequency grid set by its phase curvature and then applying error-controlled relative binning, likelihood evaluations for a 21.3-h signal are accelerated by O(10^4), making day-long 3G signal inference practical. | 第3世代（3G）重力波検出器は、連星中性子星の合体現象をほぼ1日かけて観測するため、地球の自転は無視できる補正ではなく信号の一部となります。 これにより、通常見られる固有パラメータと外因性パラメータの分離が崩れ、ベイズ推論における計算上の大きなボトルネックが生じます。 本稿では、正確な5次高調波Jaranowski-Krolak-Schutz（JKS）分解によって、回転アンテナの振幅応答と計算コストの高い固有波形計算との分離が回復することを示します。 固有波形を位相曲率によって設定された周波数グリッド上でサンプリングし、誤差制御された相対ビニングを適用することで、21.3時間の信号に対する尤度評価がO(10^4)倍高速化され、1日を通しての3G信号推論が実用的になります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We evaluate quasi-periodic oscillations and jet formation in tidal disruption events using the covariant formulation of electromagnetic angular-momentum transfer. General-relativistic frame-dragging tears apart misaligned transient accretion flows, forming an isolated inner mini-disk. The accumulation of magnetic flux on the event horizon powers a relativistic jet via the Blandford-Znajek mechanism. Because the magnetic field anchors to the precessing mini-disk, the jet axis rotates, generating geometric modulations in the observed X-ray and radio fluxes. To ensure physical consistency with the force-free magnetosphere required to launch a Blandford-Znajek jet, we model the electromagnetic back-reaction using a split-monopole magnetic field topology. By performing a small-spin expansion of the Noether current density over the event horizon, we derive a closed-form analytical reaction torque exerted by the electromagnetic field on the accretion plasma. We evaluate the resulting kinematics to show that the electromagnetic back-reaction induces a retrograde precession of the mini-disk, coupling with the prograde Lense-Thirring precession to dictate the global oscillation frequency. We formulate explicit predictions for observable transient signals and predict a monotonic attenuation of the peak-to-trough flux ratio as the mini-disk aligns, as well as a specific frequency drift signature characterized by an initial lengthening followed by an asymptotic shortening of the time interval between consecutive flares. We establish an analytical mechanism where magnetic flux depletion stalls alignment, predicting a constant residual modulation amplitude at late times. We formulate a methodology to extract the black hole spin and the magnetic flux density directly from the temporal derivatives of this predicted frequency drift, operating independently of spectral continuum fitting. | 我々は、電磁角運動量伝達の共変定式化を用いて、潮汐破壊イベントにおける準周期振動とジェット形成を評価する。 一般相対論的フレームドラッギングは、ミスアライメントした過渡的な降着流を引き裂き、孤立した内側ミニディスクを形成する。 事象の地平線上の磁束の蓄積は、ブランドフォード・ズナジェク機構を介して相対論的ジェットを駆動する。 磁場は歳差運動するミニディスクに固定されるため、ジェット軸が回転し、観測されるX線および電波フラックスに幾何学的変調が生じる。 ブランドフォード・ズナジェクジェットの発射に必要な力のない磁気圏との物理的整合性を確保するため、我々は、分割モノポール磁場トポロジーを用いて電磁反作用をモデル化する。 事象の地平線上のノーター電流密度の小スピン展開を実行することにより、降着プラズマに作用する電磁場による閉形式の解析的反作用トルクを導出する。 我々は、得られた運動学を評価し、電磁反作用がミニディスクの逆行歳差運動を引き起こし、順行レンス・ティリング歳差運動と結合して全体的な振動周波数を決定することを示す。 我々は、観測可能な過渡信号について明示的な予測を立て、ミニディスクが整列するにつれてピークとトラフのフラックス比が単調に減衰すること、および連続するフレア間の時間間隔が最初は長くなり、その後漸近的に短くなるという特徴を持つ特定の周波数ドリフト特性を予測する。 我々は、磁束の減少が整列を遅らせる解析的メカニズムを確立し、後期には一定の残留変調振幅を予測する。 我々は、スペクトル連続体のフィッティングとは独立して動作する、この予測された周波数ドリフトの時間微分からブラックホールのスピンと磁束密度を直接抽出する方法論を定式化する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we construct a novel cosmological framework by integrating the running vacuum model into the Randall-Sundrum II braneworld scenario. We derive a special class of analytical solutions in the model. Our investigation focuses on the complete evolutionary trajectory of the universe, with particular emphasis on the realization of primordial inflation and the evolution of cosmic entropy. We evaluate the model's viability across three scenarios: dust-dominated, radiation-dominated, and general perfect fluid-dominated universes. Our findings show that while the hybrid model is in principle capable of supporting inflation, producing enough e-fold number demands either severe fine-tuning of the parameter or unreasonably large (and thus physically unnatural) value of the parameter. | 本研究では、ランダル・サンドラムIIブレーンワールドシナリオにランニング真空モデルを統合することで、新しい宇宙論的枠組みを構築します。 このモデルにおいて、特殊なクラスの解析解を導出します。 本研究では、宇宙の完全な進化の軌跡に焦点を当て、特に原始インフレーションの実現と宇宙エントロピーの進化を重視します。 ダスト優勢宇宙、放射線優勢宇宙、および一般的な完全流体優勢宇宙の3つのシナリオにわたって、モデルの妥当性を評価します。 その結果、ハイブリッドモデルは原理的にはインフレーションをサポートできるものの、十分なe-fold数を生成するには、パラメータの大幅な微調整、または不当に大きな（したがって物理的に不自然な）パラメータ値が必要であることが分かりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Motivated by the strong cosmic censorship conjecture in general relativity, we prove the inextendibility of spherically symmetric weak null singularities as spherically symmetric Lorentzian manifolds with a continuous metric and Christoffel symbols in $L^{s}_{\text{loc}}$ for $s>1$. The result assumes a suitable blow-up condition on the derivative of the area-radius function transverse to the weak null singularity in combination with a rigidity result on continuous spherically symmetric extensions across null boundaries proven in [1]. In particular we show that these assumptions are satisfied by the Reissner-Nordström-Vaidya spacetime as well as by a class of spacetimes arising from small and generic spherically symmetric perturbations of subextremal Reissner-Nordström under the Einstein-Maxwell-scalar field system. | 一般相対性理論における強い宇宙検閲予想に触発され、$s>1$ の場合、$L^{s}_{\text{loc}}$ において連続計量とクリストッフェル記号を持つ球対称ローレンツ多様体としての球対称弱ヌル特異点の拡張不可能性を証明する。 この結果は、[1] で証明されたヌル境界を越える連続球対称拡張に関する剛性結果と組み合わせた、弱ヌル特異点に横断する面積半径関数の導関数に対する適切な爆発条件を仮定している。 特に、これらの仮定は、ライスナー・ノルドシュトロム・ヴァイディア時空だけでなく、アインシュタイン・マクスウェル・スカラー場系の下での準極限ライスナー・ノルドシュトロムの小さく一般的な球対称摂動から生じる時空のクラスによっても満たされることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It is a problem of great importance in quantum gravity whether quantum effects lead to nontrivial structure near black hole horizons, and if their interiors are emergent features of a large $N$ limit. We show that the strongly chaotic nature of black holes, captured by random matrix statistics of their spectrum, makes it so that a suitably gravitationally dressed infalling observer takes an infinite amount of proper time to reach the horizon. This makes the black hole interior operationally inaccessible to any outside observer, marking a sharp breakdown of the large $N$ causal structure of black holes in quantum gravity. To model the experience of an infalling observer, we study the response of an infalling particle detector coupled to a matter field in a 2d quantum black hole background, finding a peak in the detector's excitation probability as it enters an infinitely long non-perturbative journey close to the black hole horizon. | 量子重力において、量子効果がブラックホールの事象の地平線付近に非自明な構造をもたらすかどうか、またその内部が大きな $N$ 極限の創発的特徴であるかどうかは、非常に重要な問題である。 我々は、ブラックホールのスペクトルのランダム行列統計によって捉えられるブラックホールの強いカオス的性質により、適切な重力的装束をまとった落下する観測者が事象の地平線に到達するのに無限の固有時間を要することを示す。 これにより、ブラックホールの内部は外部の観測者にとって操作的にアクセス不可能となり、量子重力におけるブラックホールの大きな $N$ 因果構造の急激な崩壊を示す。 落下する観測者の経験をモデル化するために、2 次元量子ブラックホール背景の物質場に結合した落下粒子検出器の応答を研究し、検出器がブラックホールの事象の地平線に近い無限に長い非摂動的な旅に入るときに、検出器の励起確率にピークがあることを発見した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Current neutron star equation-of-state inferences assume that a common equation of state describes all neutron stars. However, {poorly understood dense-matter physics may give rise to distinct long-lived stellar subpopulations following different mass--tidal-deformability relations, invalidating this assumption. In this Letter, we demonstrate that next-generation gravitational-wave observatories enable neutron star equation-of-state universality to be transformed from an assumption into a testable hypothesis. By combining hierarchical Bayesian inference with a piecewise-polytropic parametrization of the neutron star equation of state, we establish a framework for testing equation-of-state universality with next-generation gravitational-wave observatories. We find that about 30 (50) loud binary neutron star mergers with network SNRs above 100 are sufficient to provide compelling evidence for departures from equation-of-state universality, even if only 20% (10%) of the population exhibits one of the representative non-universality parametrizations considered here. | 現在の中性子星の状態方程式の推論では、すべての中性子星を共通の状態方程式で記述できると仮定しています。 しかし、十分に理解されていない高密度物質の物理学では、質量と潮汐変形率の関係が異なる長寿命の恒星のサブグループが生じる可能性があり、この仮定が無効になります。 この論文では、次世代重力波観測所によって、中性子星の状態方程式の普遍性が仮定から検証可能な仮説へと変換できることを示します。 階層的ベイズ推論と中性子星の状態方程式の区分的ポリトロピックパラメータ化を組み合わせることで、次世代重力波観測所で状態方程式の普遍性を検証するためのフレームワークを確立します。 ネットワークSNRが100を超える大きな連星中性子星合体が約30個（50個）あれば、たとえ集団のわずか20%（10%）がここで検討した代表的な非普遍性パラメータのいずれかを示す場合でも、状態方程式の普遍性からの逸脱を示す説得力のある証拠を提供するのに十分であることがわかりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational-wave~(GW) transients, strongly lensed by intervening galaxies and clusters, are expected to constitute a small fraction ($\sim 0.1$-$0.5\%$) of the events detectable by ground-based detectors. A strongly lensed binary black hole (BBH) merger will produce multiple copies of the GW signal arriving at different times at the detector. The abundance and time-delay distribution of these lensed events are sensitive to the mass, density profile, and redshift distribution of the lens population, and in turn, to the underlying nature of dark matter. Jana et al. (Phys.Rev.Lett. 135 (2025) 11, 111402) recently proposed a method to constrain the masses of warm dark matter (WDM) particles making use of the strongly lensed events detectable by next-generation GW detectors. In this work, we investigate the prospects of constraining the mass of the WDM particle using upcoming observations of the upgraded LIGO-Virgo-KAGRA network. This requires a careful modeling of the detector selection effects. The upcoming fifth observing run (O5) is expected to yield only a modest bound, since only a few lensed pairs are expected at that early stage. By the sixth observing run (O6), we forecast a bound on the WDM particle mass, $m_{\rm wdm}^{-1} \lesssim 0.1$-$0.2\text{keV}^{-1}$ ($m_{\rm wdm} \gtrsim 5$-$10\text{keV}$), which is comparable to the tightest existing astrophysical constraints. Runs beyond O6 will tighten the constraint by roughly an order of magnitude. Strongly lensed GWs therefore offer a complementary, competitive, and independent probe of dark matter. | 介在する銀河や銀河団によって強く重力レンズ効果を受けた重力波（GW）過渡現象は、地上検出器で検出可能な事象のごく一部（約0.1～0.5%）を占めると予想されている。 強く重力レンズ効果を受けた連星ブラックホール（BBH）の合体は、検出器に異なる時間で到達するGW信号の複数のコピーを生成する。 これらの重力レンズ効果を受けた事象の存在量と時間遅延分布は、レンズ集団の質量、密度プロファイル、赤方偏移分布に敏感であり、ひいては暗黒物質の根本的な性質に敏感である。 Janaら（Phys.Rev.Lett. 135 (2025) 11, 111402）は最近、次世代GW検出器で検出可能な強く重力レンズ効果を受けた事象を利用して、温かい暗黒物質（WDM）粒子の質量を制限する方法を提案した。 本研究では、アップグレードされたLIGO-Virgo-KAGRAネットワークの今後の観測データを用いて、WDM粒子の質量を制約する可能性について検討する。 そのためには、検出器選択効果を慎重にモデル化する必要がある。 今後予定されている第5回観測ラン（O5）では、初期段階では重力レンズ効果を受けた粒子ペアがごく少数しか観測されないため、控えめな制約値しか得られないと予想される。 第6回観測ラン（O6）では、WDM粒子の質量に対して、$m_{\rm wdm}^{-1} \lesssim 0.1$-$0.2\text{keV}^{-1}$（$m_{\rm wdm} \gtrsim 5$-$10\text{keV}$）という制約値を予測しており、これは既存の最も厳しい天体物理学的制約値に匹敵する。 O6以降のランでは、制約値はおよそ1桁ほど厳しくなるだろう。 したがって、重力レンズ効果を受けた重力波は、ダークマターを補完的かつ競争力のある独立したプローブとして利用できる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The field of gravitational wave "dark siren" cosmology is facing a number of challenges surrounding the way in which galaxy catalogue data is incorporated into the analysis. The three biggest challenges are adequately compensating for galaxy catalogue incompleteness, robust treatment of galaxy redshift and source properties, and the as-yet unknown host galaxy weighting model. We present an updated methodology for inferring cosmological parameters using dark sirens and incomplete galaxy catalogues. By switching to a sampled redshift prior, rather than one which is pre-computed on a grid, we can jointly infer parameters which describe the population of gravitational-wave hosting galaxies, alongside the gravitational wave population and cosmological model. Using the cosmological inference software gwcosmo, we reproduce a subset of GWTC-5.0 cosmology results, then extend the analysis to jointly infer the host galaxy weighting model - the first measurement of its kind to do so - leading to an updated measurement of the Hubble constant with $H_0 = {71.9}_{-7.5}^{+9.1}$ km s$^{-1}$ Mpc$^{-1}$ (median and 68% symmetric credible interval). This innovative new method opens the door to solving several of the biggest challenges currently facing the field of dark siren cosmology. | 重力波「ダークサイレン」宇宙論の分野では、銀河カタログデータを解析に組み込む方法に関して多くの課題に直面しています。 最も大きな3つの課題は、銀河カタログの不完全性を適切に補正すること、銀河の赤方偏移とソース特性を頑健に扱うこと、そしてまだ不明な宿主銀河の重み付けモデルです。 本稿では、ダークサイレンと不完全な銀河カタログを使用して宇宙論パラメータを推定するための最新の手法を提示します。 グリッド上で事前に計算された赤方偏移事前分布ではなく、サンプリングされた赤方偏移事前分布に切り替えることで、重力波の宿主銀河の集団を記述するパラメータを、重力波の集団と宇宙論モデルと併せて推定することができます。 宇宙論推論ソフトウェアgwcosmoを用いて、GWTC-5.0宇宙論結果の一部を再現し、さらに解析を拡張して宿主銀河の重み付けモデルを共同で推論しました。 これはこの種の測定としては初めての試みであり、ハッブル定数の最新測定値は$H_0 = {71.9}_{-7.5}^{+9.1}$ km s$^{-1}$ Mpc$^{-1}$（中央値および68%対称信頼区間）となりました。 この革新的な新手法は、ダークサイレン宇宙論の分野が現在直面している最大の課題のいくつかを解決する道を開くものです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Within the entropic gravity paradigm introduced by Verlinde, one assumes that the microscopic degrees of freedom residing on the holographic screen obey the equipartition law of energy. Nevertheless, implications of statistical mechanics suggest that this energy sharing can acquire corrections that depend on temperature. Taking such modifications into account leads to altered gravitational field equations when derived from thermodynamic considerations. We solve the resulting modified Einstein equations in the case of a static, spherically symmetric spacetime and determine the general structure of the metric components. Our findings indicate that if the temperature correction function behaves as $f(T)\propto T^{2}$, the corresponding spacetime geometry reduces to the flat Minkowski metric. Therefore, to obtain small deviations from flatness, it is necessary to consider slight departures from this purely quadratic temperature dependence. Such deviations can be interpreted as encoding additional gravitational effects, potentially associated with matter contributions that are not entirely described by the holographic screen. As a result of these effects, the effective gravitational potential acquires a logarithmic correction, which can give rise to deviations from Newtonian gravity. This aspect is especially significant in the regime of very weak gravitational fields, where these corrections may affect particle motion and could carry implications for both astrophysical and cosmological contexts. | Verlindeによって導入されたエントロピー重力パラダイムでは、ホログラフィックスクリーン上に存在する微視的な自由度はエネルギー等分配法則に従うと仮定されます。 しかしながら、統計力学の示唆によれば、このエネルギー分配は温度に依存する補正を受ける可能性があります。 このような修正を考慮に入れると、熱力学的考察から導出された重力場方程式が変更されます。 我々は、静的で球対称な時空の場合に結果として得られる修正されたアインシュタイン方程式を解き、計量成分の一般的な構造を決定します。 我々の結果は、温度補正関数が $f(T)\propto T^{2}$ のように振る舞う場合、対応する時空幾何学は平坦なミンコフスキー計量に還元されることを示しています。 したがって、平坦性からのわずかなずれを得るには、この純粋な二次的な温度依存性からのわずかなずれを考慮する必要があります。 このようなずれは、ホログラフィックスクリーンによって完全には記述されない物質の寄与に関連する可能性のある追加の重力効果を符号化していると解釈できます。 これらの効果の結果、有効重力ポテンシャルは対数補正を受け、ニュートン重力からのずれが生じる可能性がある。 この側面は、特に重力場が非常に弱い領域において重要であり、これらの補正は粒子の運動に影響を与え、天体物理学的および宇宙論的文脈の両方に影響を及ぼす可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Spinning, deformed compact objects such as neutron stars are canonical sources of continuous gravitational waves. These objects may be born with magnetic fields that can strongly influence their spin evolution and, consequently, their gravitational wave detectability. Employing a Bayesian framework, we use for the first time, the non detection of continuous gravitational waves in the LIGO Virgo KAGRA (LVK) third observing run (O3), using reported amplitude upper limits from various LVK and Einstein@Home searches, to place population level constraints on the birth magnetic field distribution of Galactic compact objects. To this end, we simulate compact object populations whose spin evolution is governed by gravitational wave emission and magnetic dipole radiation. We explore multiple ellipticity models and magnetic field decay timescales, and find that the lower limit on the birth magnetic field distribution hyperparameter $B_0$ is constrained to lie in the range $10^{9.6}\mathrm{G} \lesssim B_0\,\lesssim 10^{13.3}\mathrm{G}$. Furthermore, we reinterpret the number constraints on the total population of Galactic compact objects, reported previously by \citet{Prabhu_2024}, as upper limits on the number of compact objects with a population averaged magnetic field, presented as a function of ellipticity and gravitational wave frequency for all searches considered here. | 中性子星のような回転し変形したコンパクト天体は、連続重力波の典型的な発生源です。 これらの天体は、スピン進化、ひいては重力波の検出可能性に強く影響を与える磁場を持って誕生する可能性があります。 ベイズフレームワークを用いて、LIGO Virgo KAGRA (LVK) の第 3 回の観測 (O3) で連続重力波が検出されなかったことを初めて利用し、さまざまな LVK および Einstein@Home 探索で報告された振幅の上限値を使用して、銀河コンパクト天体の誕生時の磁場分布に集団レベルの制約を与えます。 この目的のために、重力波放射と磁気双極子放射によってスピン進化が支配されるコンパクト天体の集団をシミュレートします。 我々は複数の楕円率モデルと磁場減衰時間スケールを検証し、誕生時の磁場分布ハイパーパラメータ $B_0$ の下限が $10^{9.6}\mathrm{G} \lesssim B_0\,\lesssim 10^{13.3}\mathrm{G}$ の範囲に制約されることを発見した。 さらに、我々は以前に \citet{Prabhu_2024} によって報告された銀河コンパクト天体の総数に関する制約を、ここで検討したすべての探索について、楕円率と重力波周波数の関数として示される、集団平均磁場を持つコンパクト天体の数の上限として再解釈した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Within the $1+1+2$ covariant formalism, we investigate Locally Rotationally Symmetric (LRS) class III spacetimes sourced by a self-gravitating Dirac field expressed in polar form. By recasting the covariant field equations into an autonomous dynamical system, we perform a phase-space analysis of their solutions. We show that the cosmological evolution asymptotically converges to a contracting Bianchi I spacetime, a result also supported by numerical integrations of the system. | 1+1+2共変形式を用いて、極形式で表現された自己重力ディラック場を起源とする局所回転対称（LRS）クラスIII時空を研究する。 共変場方程式を自律的な力学系に書き換えることで、その解の位相空間解析を行う。 宇宙論的進化が漸近的に収縮するビアンキI時空に収束することを示し、この結果は系の数値積分によっても裏付けられる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper provides the instability counterpart to our recent construction of nonspherically symmetric approximating $κ$-self-similar naked-singularity solutions for the Einstein--scalar field system. These singular solutions contain pervasive nonspherical borderline terms, and to prove instability the delicate renormalization procedure developed in [2] does not extend to the more singular setting considered here. To overcome these difficulties, we introduce a new iteration scheme adapted to singular backgrounds whose leading-order geometry depends on the angular variables. At each step, the nonlinear coefficients are frozen using the preceding double-null geometry, and the resulting equations are solved in a triangular order. In this way, the nonspherical borderline terms are incorporated into the approximate geometry rather than treated as perturbative errors, yielding successively sharper estimates. After sufficiently many iterations, the scheme controls the singular angular structure and produces an approximate spacetime whose difference from the exact solution satisfies the required bounds. In particular, these bounds provide an existence region large enough to carry out the instability argument. We further prove that anisotropic perturbations of the outgoing data, arbitrarily small in a scale-critical norm, lead to the formation of a trapped surface. We also formulate and verify a matter-focusing condition under which a parabolic flow argument guarantees the existence of a corresponding marginally outer trapped surface (MOTS). Together, these results establish the nonlinear instability of $κ$-self-similar naked singularities beyond spherical symmetry in the Einstein--scalar field system and introduce a framework for applications across Einstein systems. | 本論文では、アインシュタイン-スカラー場系に対する非球対称近似κ自己相似裸特異点解の最近の構築における不安定性対応物を提供する。 これらの特異解には遍在する非球対称境界項が含まれており、不安定性を証明するために[2]で開発された繊細な繰り込み手順は、ここで検討するより特異な設定には適用できない。 これらの困難を克服するために、我々は、主要項の幾何学が角度変数に依存する特異な背景に適合した新しい反復スキームを導入する。 各ステップで、非線形係数は先行する二重ヌル幾何学を使用して固定され、結果として得られる方程式は三角順序で解かれる。 このようにして、非球対称境界項は摂動誤差として扱われるのではなく、近似幾何学に組み込まれ、よりシャープな推定値が得られる。 十分な数の反復の後、このスキームは特異な角度構造を制御し、厳密解との差が要求される境界を満たす近似時空を生成する。 特に、これらの境界は不安定性議論を実行するのに十分な大きさの存在領域を提供します。 さらに、スケール臨界ノルムで任意に小さい、外向きデータの異方性摂動がトラップ面の形成につながることを証明します。 また、放物線流議論が対応する限界外側トラップ面（MOTS）の存在を保証する物質集束条件を定式化し、検証します。 これらの結果を合わせると、アインシュタイン-スカラー場系における球対称性を超えたκ自己相似裸特異点の非線形不安定性が確立され、アインシュタイン系全体への応用の枠組みが導入されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We generalize the apparent-horizon thermodynamic construction of [1] to a FLRW universe with non-zero spatial curvature, non-interacting cold dark matter and holographic-type dark energy. For nonzero curvature, the scale factor is an additional geometric variable in the horizon equation of state. The usual criticality conditions are thus not well defined until a closure prescription for the curvature sector is provided. We introduce a dimensionless curvature variable and restrict the thermodynamic variations to slices of constant value of this variable. For each such slice, a positive holographic coupling and nonlinear powers larger than one guaranty the existence of a unique positive critical point. The critical specific volume, temperature and pressure are shifted by the spatial curvature, while the critical ratio and the mean-field critical exponents remain unchanged. It thus rescales the critical quantities, without generating a new local universality class. We construct a Helmholtz potential out of the physical thermodynamic volume and the entropy conjugate to the rescaled horizon temperature. In the quadratic holographic model, the parametric coexistence curve which is equivalent to the Maxwell construction is derived from the equality of the Gibbs free energies of the competing branches. The associated latent heat disappears at the critical endpoint, resulting in a global first-order coexistence in the fixed-curvature ensemble. Whether a physical FLRW trajectory intersects the critical or coexistence locus is a separate dynamical question because the dimensionless curvature variable generally evolves during cosmological expansion. | 我々は、[1]の見かけの地平線の熱力学的構成を、非ゼロの空間曲率、非相互作用の冷たい暗黒物質、およびホログラフィック型の暗黒エネルギーを持つFLRW宇宙に一般化する。 非ゼロの曲率の場合、スケール因子は地平線状態方程式における追加の幾何学的変数となる。 したがって、曲率セクターの閉鎖処方が提供されるまでは、通常の臨界条件は明確に定義されない。 我々は無次元の曲率変数を導入し、熱力学的変動をこの変数の一定値のスライスに制限する。 このような各スライスについて、正のホログラフィック結合と1より大きい非線形べき乗により、一意の正の臨界点の存在が保証される。 臨界比体積、温度、圧力は空間曲率によってシフトされるが、臨界比と平均場臨界指数は変化しない。 したがって、新たな局所普遍性クラスを生成することなく、臨界量を再スケーリングする。 我々は、物理的な熱力学的体積と再スケーリングされた地平線温度に共役なエントロピーからヘルムホルツポテンシャルを構築する。 二次ホログラフィックモデルでは、競合する分岐のギブス自由エネルギーの等価性から、マクスウェル構成に相当するパラメトリック共存曲線が導出される。 関連する潜熱は臨界終点で消滅し、固定曲率アンサンブルにおいて大域的な一次共存が生じる。 物理的なFLRW軌道が臨界軌跡または共存軌跡と交差するかどうかは、無次元曲率変数が一般的に宇宙膨張中に進化するため、別の力学的問題である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we investigate exactly the dynamics of a relativistic spinless particle influenced by a static and uncharged black hole surrounded by a quintessence-like anisotropic fluid or Kiselev black hole. Considering two quintessence-like models as examples, we calculate the radial wave function and determine, in both cases, the quasispectrum of energy, as well as the Hawking radiation and temperature. We find that the stronger the influence of quintessence-like anisotropic fluid, the smaller the radiation observed outside the event horizon. Furthermore, the temperatures obtained in both cases are directly influenced by the quintessence-like anisotropic fluid, and we recover the values obtained in other contexts, such as those derived using the surface gravity. Finally, in the absence of quintessence, we recover in both cases the Hawking temperature $T_{H} = 1/(8πk_{B} M)$ corresponding to the Schwarzschild black hole. | 本研究では、クインテッセンスのような異方性流体またはキセリョフブラックホールに囲まれた静的で電荷を持たないブラックホールの影響を受ける相対論的スピンレス粒子のダイナミクスを詳細に調査します。 2つのクインテッセンスのようなモデルを例として、動径波動関数を計算し、両方のケースでエネルギーの準スペクトル、ホーキング放射、および温度を決定します。 クインテッセンスのような異方性流体の影響が強いほど、事象の地平線の外側で観測される放射が小さくなることがわかりました。 さらに、両方のケースで得られた温度はクインテッセンスのような異方性流体によって直接影響を受け、表面重力を使用して導出された値など、他のコンテキストで得られた値を再現します。 最後に、クインテッセンスがない場合、両方のケースでシュワルツシルトブラックホールに対応するホーキング温度 $T_{H} = 1/(8πk_{B} M)$ を再現します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop a branch-complete classical free-spectrum analysis of local parity-even symmetric teleparallel gravity containing all pure-gravity nonmetricity operators through four derivatives. After canonicalisation and integration by parts, the nonlinear action contains 116 independent operators distributed as $5+13+29+69$ among $Q^2$, $(\nabla Q)^2$, $Q^2\nabla Q$ and $Q^4$. Around Minkowski spacetime in the coincident gauge only the first two sectors contribute to the quadratic action, which reduces to four two-derivative and five four-derivative bilinears. We map the original coefficients to this nine-dimensional basis, construct the Hessian and momentum kernel, and classify local linear gauge symmetries. Unrestricted linearised diffeomorphism invariance imposes six independent relations and leaves a three-parameter family $(A,B,C)$. We also recover TDiff, Weyl, WTDiff and additional accidental symmetry branches. Barnes--Rivers decomposition, gauge fixing, exact inversion and conserved-source saturation reduce the physical exchange to spin-two and scalar factors $A+2Cq$ and $2A+(3B-2C)q$. The generic regular spectrum contains a massless graviton, a massive spin-two state and a massive scalar, with eight degrees of freedom. The massive spin-two residue is necessarily opposite to that of the healthy massless graviton. The regular classification leaves only GR/STEGR, $A>0$ with $B=C=0$, and the scalar extension, $A>0$, $B>0$, $C=0$, as fully healthy Minkowski loci. The latter has three degrees of freedom and mixed ultraviolet behaviour, with tensor exchange scaling as $k^{-2}$ and scalar exchange as $k^{-4}$. Thus, within this finite local metric theory, full four-derivative tensor suppression requires the finite massive spin-two pole with opposite residue. | 我々は、4 階微分までのすべての純粋重力非計量演算子を含む、局所パリティ偶対称テレパラレル重力の分岐完全古典自由スペクトル解析を展開する。 正準化と部分積分後、非線形作用は $Q^2$、$(\nabla Q)^2$、$Q^2\nabla Q$、および $Q^4$ に $5+13+29+69$ として分布する 116 個の独立演算子を含む。 一致ゲージのミンコフスキー時空の周りでは、最初の 2 つのセクターのみが二次作用に寄与し、これは 4 つの 2 階微分と 5 つの 4 階微分の双線形に縮小される。 我々は元の係数をこの 9 次元基底にマッピングし、ヘッセ行列と運動量カーネルを構築し、局所線形ゲージ対称性を分類する。 制限のない線形化微分同相不変性により、6 つの独立関係が課せられ、3 つのパラメータ族 $(A,B,C)$ が残る。 また、TDiff、Weyl、WTDiff、およびその他の偶発的な対称性分岐も復元します。 Barnes-Rivers分解、ゲージ固定、厳密な反転、および保存源飽和により、物理的交換はスピン2とスカラー因子$A+2Cq$と$2A+(3B-2C)q$に縮小されます。 一般的な正則スペクトルには、質量のない重力子、質量のあるスピン2状態、および質量のあるスカラーが含まれ、8つの自由度があります。 質量のあるスピン2の残余は、健全な質量のない重力子のそれとは必然的に反対になります。 正則分類では、GR/STEGR、$A>0$、$B=C=0$、およびスカラー拡張、$A>0$、$B>0$、$C=0$のみが、完全に健全なミンコフスキー軌跡として残ります。 後者は3つの自由度を持ち、混合紫外挙動を示し、テンソル交換は$k^{-2}$、スカラー交換は$k^{-4}$に比例する。 したがって、この有限局所計量理論においては、完全な4階微分テンソル抑制には、反対の残差を持つ有限質量スピン2極が必要となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quadratic $f(R)$ gravity carries a massive scalar degree of freedom, the scalaron, whose finite range $λ$ screens its influence on the geometry outside a compact object. We show that this screening severs the exterior of a black hole from that of a neutron star of the same mass. The correction to the Schwarzschild metric is Yukawa-suppressed, falling as $e^{-r/λ}$ instead of polynomially in the coupling, and is thus invisible to any expansion in powers of that coupling; also, the exterior is intrinsically isotropic, so that inverting the temporal potential alone, as in single-potential solutions, fails to solve ]field equations. Applying the Gauss-Bonnet theorem to this geometry, we find the leading deflection angle to be exactly the general-relativistic $4GM/b$, the scalaron contributions cancelling identically in the combination that bends light. The first correction carries the unfamiliar signature $λ^{-1/2}b^{-3/2}e^{-b/λ}$, screened beyond the scalaron range and confirmed against direct quadrature to around 20% at $b=4λ$, improving to 7% at $b=12λ$. What survives is not a difference of degree but of kind. The three ingredients that deliver it, non-analyticity in the coupling, the intrinsically isotropic gauge and the pressure-weighted scalar charge, are here obtained within a single, self-consistent derivation for the first time. A static black hole carries no scalar hair, and lenses precisely as GR requires; a neutron star acquires a scalar charge weighted by the pressure supporting it against collapse, and does not. Weak lensing hence closes as a discriminant of the theory, whilst the horizon, as against a material surface, remains one in principle. The observational advantage lies not in bending angles at large $b$ but in the strong-field imaging of the photon sphere, and in the stellar interior, where the scalar charge is fixed by EoS. | 二次 $f(R)$ 重力は、スカラー自由度であるスカラーロンという大きな自由度を持ち、その有限範囲 $λ$ がコンパクト天体の外側の幾何学への影響を遮蔽します。 この遮蔽によって、ブラックホールの外側が同じ質量のニュートロン星の外側から切り離されることを示します。 シュワルツシルト計量への補正は湯川抑制され、結合定数の多項式ではなく $e^{-r/λ}$ として減少するため、その結合定数のべき乗展開では見えません。 また、外側は本質的に等方的であるため、単一ポテンシャル解のように時間ポテンシャルのみを反転しても、場の方程式を解くことができません。 この幾何学にガウス・ボンネの定理を適用すると、主要な偏向角は一般相対論的 $4GM/b$ と正確に一致し、スカラーロンの寄与は光を曲げる組み合わせで完全に相殺されることがわかります。 最初の補正は、スカラーロンの範囲を超えて遮蔽され、直接積分に対して約 20% で確認され、$b=4λ$ で 7% に改善される、馴染みのない符号 $λ^{-1/2}b^{-3/2}e^{-b/λ}$ を持ちます。 残るのは程度の差ではなく種類の差です。 それをもたらす 3 つの要素、結合の非解析性、本質的に等方的なゲージ、および圧力重み付きスカラー電荷は、ここで初めて単一の自己無撞着な導出で得られます。 静的ブラックホールはスカラーヘアを持たず、GR が要求するとおりに正確にレンズ効果を発揮します。 中性子星は、崩壊を防ぐ圧力によって重み付けされたスカラー電荷を獲得し、崩壊しません。 したがって、弱いレンズ効果は理論の判別式として閉じますが、事象の地平線は、物質表面に対して原理的に判別式として残ります。 観測上の利点は、大きなbにおける曲げ角にあるのではなく、光子球の強磁場イメージングと、状態方程式によってスカラー電荷が固定される恒星内部にある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The standard linearly perturbed Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) framework provides an accurate description of the Universe on large scales but cannot fully capture the non-linear inhomogeneities that characterize the local Universe. In this work, we investigate whether an exact inhomogeneous solution of the Einstein field equations can provide a more realistic description of the nearby cosmic environment. To this end, we employ the quasi-spherical Szekeres class I solution with $Λ$ and focus on its axisymmetric subclass, motivated by recent observations indicating an axisymmetric expansion rate of the local Universe. We determine light propagation by numerically integrating the Sachs optical equations, thereby obtaining the luminosity distance and its evolution with redshift. We further compute the multipoles of the covariant cosmographic parameters and apply the formalism to an attractor-repeller configuration representative of the local matter distribution. We find that the resulting covariant cosmographic parameters are consistent with current observational constraints. Finally, we derive the gravitational potential and peculiar velocity field generated by the Szekeres density distribution, establishing the connection between the exact relativistic solution and its Newtonian counterparts. | 標準的な線形摂動フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー（FLRW）フレームワークは、宇宙の大規模スケールを正確に記述しますが、局所宇宙を特徴づける非線形不均一性を完全に捉えることはできません。 本研究では、アインシュタイン場方程式の厳密な不均一解が、近傍の宇宙環境をより現実的に記述できるかどうかを調査します。 この目的のために、準球面セケレスクラスI解（Λ）を用い、局所宇宙の軸対称膨張率を示す最近の観測結果に触発され、その軸対称サブクラスに焦点を当てます。 サックス光学方程式を数値積分することで光の伝播を決定し、それによって光度距離とその赤方偏移による進化を求めます。 さらに、共変宇宙論パラメータの多重極を計算し、局所物質分布を代表するアトラクター・リペラー構成にこの形式を適用します。 得られた共変宇宙論パラメータは、現在の観測的制約と整合していることがわかった。 最後に、セケレス密度分布によって生成される重力ポテンシャルと固有速度場を導出し、厳密な相対論的解とニュートン力学における対応物との間の関係を確立する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a phenomenological frequency-domain model for the gravitational-wave (GW) memory signal from nonspinning binary-black-hole mergers on quasicircular orbits. We develop separate amplitude and phase models for the dominant $(l,m)=(2,0)$ spherical-harmonic mode of the GW memory signal. The amplitude and phase models are built from superpositions of elementary and transcendental functions, which can be evaluated efficiently. Both portions of the model are calibrated against a numerical-relativity surrogate model over mass ratios from one to eight. Their accuracy is assessed by computing their mismatch with the numerical-relativity models using the Advanced LIGO sensitivity curve from the fourth observing run. The mismatches are of the order $10^{-4}\unicode{x2013}10^{-3}$ over the parameter space of total mass covered by LIGO. The resulting frequency-domain model is a more computationally efficient waveform model for the GW memory signal than a related time-domain model earlier produced by the authors. An open-access implementation of both the time-domain and frequency-domain models is provided in the Python package GWMemoryModel, which can be used for relevant analyses of nonspinning binary black holes. | 本稿では、準円軌道上の非回転連星ブラックホール合体からの重力波（GW）メモリ信号の現象論的周波数領域モデルを提示する。 我々は、GWメモリ信号の主要な$(l,m)=(2,0)$球面調和モードに対して、振幅モデルと位相モデルを別々に開発する。 振幅モデルと位相モデルは、効率的に評価できる基本関数と超越関数の重ね合わせから構築される。 モデルの両部分は、質量比が1から8までの範囲で数値相対論代理モデルに対して較正される。 その精度は、第4観測ランのAdvanced LIGO感度曲線を使用して数値相対論モデルとの不一致を計算することによって評価される。 不一致は、LIGOがカバーする全質量のパラメータ空間全体で、$10^{-4}\unicode{x2013}10^{-3}$のオーダーである。 得られた周波数領域モデルは、著者らが以前に作成した関連する時間領域モデルよりも、重力波メモリ信号の計算効率に優れた波形モデルである。 時間領域モデルと周波数領域モデルの両方のオープンアクセス実装は、PythonパッケージGWMemoryModelで提供されており、非回転連星ブラックホールの関連解析に利用できる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop an analytical treatment of the emergent cosmological dynamics induced by local polynomial interactions in a deparametrised group field theory model, moving beyond the usual non-interacting approximation. For a single field mode with quartic and sextic couplings we obtain a closed-form generalised Friedmann equation within a controlled Gaussian regime. The dynamics preserves the quantum bounce while generating effective dark matter and dark energy contributions as collective quantum-geometric phenomena, providing the first derivation of both components from a single model. Matching the resulting dark-energy-to-dark-matter density ratio to observations places concrete phenomenological constraints on the fundamental theory, linking the cosmic coincidence problem directly to the underlying quantum gravity dynamics. Our results extend to arbitrary even polynomial interactions, establishing a systematic dictionary between microscopic interaction orders and effective equations of state. | 本研究では、通常の非相互作用近似を超え、パラメータ化されていない群場理論モデルにおける局所的な多項式相互作用によって誘発される創発的な宇宙論的ダイナミクスの解析的処理を開発する。 4次および6次の結合を持つ単一の場モードに対して、制御されたガウス領域内で閉形式の一般化フリードマン方程式を得る。 このダイナミクスは量子バウンスを保持しつつ、集団的な量子幾何学的現象として有効なダークマターとダークエネルギーの寄与を生成し、単一のモデルから両方の成分を初めて導出する。 得られたダークエネルギーとダークマターの密度比を観測結果と一致させることで、基本理論に具体的な現象論的制約を与え、宇宙の偶然の一致問題を基礎となる量子重力ダイナミクスに直接結びつける。 我々の結果は任意の偶数次多項式相互作用に拡張され、微視的な相互作用次数と有効な状態方程式との間の体系的な対応関係を確立する。 |