On unification of gravitation and electromagnetism in the framework of a general-relativistic approach
本文在非线性电动力学中有效黎曼空间存在的基础上，讨论了引力与电磁相互作用的统一问题及其可能的解
2009-07-13 gr-qc
Gravitation and Electromagnetism as Geometrical Objects of a Riemann-Cartan Spacetime Structure
本文首先证明了任何引力场加自由电磁场的耦合系统都可以用几何方法描述，即以电磁场的能量-动量为源项的麦克斯韦方程组和爱因斯坦方程都可以由一种特殊的Riemann-Cartan时空结构的标量曲率R成正比的几何拉格朗日量导出，其中这些场被识别为结构的几何对象。此外，我们表明，扭曲张量的特定的黎曼-嘉当时空结构，我们的理论编码相同的信息作为一个包含在陈-西蒙斯项是成比例的自旋密度的电磁场。其次，我们证明了通过在几何拉格朗日量中加入一个描述电磁流与一般电磁场加引力场相互作用的项和一个描述电流的物质载体的项，我们得到了具有源项的麦克斯韦方程组和具有电磁和物质项的能量动量张量之和作为源项的爱因斯坦方程。最后用尘埃带电物质模拟电磁流的载体，得到了洛伦兹力方程。此外，我们证明了我们的理论是规范不变的。我们还简要地讨论了我们目前的企业的原因。
2011-12-19 gr-qc math-ph math.MP
Quantum Gravitational Corrections to Electromagnetism And Backreaction
本文在微扰广义相对论有效场论框架下研究量子引力对电磁学的修正及反作用，推导了量子修正的麦克斯韦方程、诱导耦合、光子传播子模求和及暴胀子有效力，并分析其对再加热的影响。
2023-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Pfaff systems theory and the unifications of gravitation and electromagnetism
我们显示在Pfaff系统理论的框架下，一个合适的对合微分方程系统的一般解析解的函数依赖性描述的共形和“庞加莱”李方程的解析解之间的差异。然后，我们归因于参数化泛函的一些物理意义的电磁和引力势的无穷小的变化。我们还推导出它们相应的相互作用场以及它们必须满足的微分方程。然后我们讨论了各种可能的物理解释。
2001-09-20 gr-qc
Torsion as electromagnetism and spin
我们表明，它是可能制定的经典Einstein-Maxwell-Dirac理论的旋量相互作用的引力和电磁场的Einstein-Cartan-Kibble-Sciama理论与Ricci标量的无痕扭转，描述引力，和扭转的痕迹作为电磁势。
2010-07-10 gr-qc hep-th math-ph
Metric Unification of Gravitation and Electromagnetism Solves the Cosmological Constant Problem
我们首先回顾了宇宙学常数问题，然后提到了费曼的一个猜想，根据这个猜想，广义相对论引力理论应该以这样一种方式重新表述，即能量不耦合到引力。我们指出，我们最近的统一引力和电磁通过一个对称张量的性质，自由电磁能和真空能量不显着贡献的时空曲率像自由引力能。因此，在广义相对论的这个公式中，真空能量密度在今天和早期宇宙一样具有非常大的值，而宇宙学常数则根本不存在。
2000-02-26 astro-ph gr-qc hep-ph
Geometrical formulation of classical electromagnetism
一般的仿射联络有足够的自由度来描述引力的度量仿射公式中的经典引力场和电磁场。引力场在拉格朗日量中由里奇张量的对称部分表示，而经典电磁场则由位似曲率张量几何表示。我们引入的四速度场的运动学约束，其中的拉格朗日乘子代表的能量密度的问题。四速度和非度规张量的迹之间的耦合表示电荷密度。我们表明，最简单的度量仿射拉格朗日依赖于Ricci张量和位似曲率张量产生的爱因斯坦-麦克斯韦场方程，而Bianchi恒等式给出洛伦兹运动方程。如果四速度耦合到挠率矢量，爱因斯坦方程就被一个在普朗克尺度下很重要的项所修正，这可能会阻止时空奇点的形成。
2008-02-29 gr-qc math-ph math.MP
Geometric Interpretation of Electromagnetism in a Gravitational Theory with Torsion and Spinorial Matter
研究了引力和电磁学统一理论的可能几何框架：通过允许任意复线性联系和基于复联系构造扩展旋量导数来扩展广义相对论。因此，时空挠率不仅与费米子的自旋耦合，导致四费米子接触相互作用，而且挠率的非度规矢量部分也与电磁势有关。然而，这个长期存在的关系被证明只在特殊的U（1）规范中有效，并且它是潜在的扩展几何的形式结果。
1996-01-13 gr-qc hep-th
Coupling of Gravitation and Electromagnetism in the Weak Field Approximation
利用弱场近似，我们可以用一种类似电磁学的麦克斯韦型结构来表达广义相对论。我们发现，每一个电磁场耦合到一个重力电场和重力磁场。承认这两个场都起源于同一个源，即粒子，我们可以通过它们各自的引力类似物，用比例系数k来表示磁场和电场。该系数取决于质量和电荷的比率以及电磁和重力-重力磁介电常数和磁导率之间的比率。虽然这个系数很小，但物质介质中的电磁场可以用来产生重力场和重力磁场，反之亦然的事实并不为人所知。我们发现，大质量离子流、电子和核自旋排列可以增加耦合系数。材料科学、低温技术和材料介质中的高频电磁场的进步可能导致导出的关系的应用。
2000-03-03 gr-qc
Comments on the Unification of Electromagnetism and Gravitation through "Generalized Einstein manifolds"
H. Akbar-Zadeh最近提出了（J Geom Phys 17（1995）342）一种新的关于广义Einstein流形的Einstein-Maxwell系统的几何表述。我们表明，相反的索赔，麦克斯韦方程组没有推导出在这个配方，假设的方程可以被确定为无源麦克斯韦方程组在建议的几何设置。一个真正的推导无源麦克斯韦方程组在同一框架内。我们得出的结论是，建议的统一计划只能适用于无源的情况。
1998-01-19 gr-qc
Pre-metric electromagnetism as a path to unification
结果表明，麦克斯韦方程组的预度规方法为传统的爱因斯坦-麦克斯韦统一方案提供了一种替代方案，即通过电磁波传播的色散律，以不同的方式统一电磁场和引力场，使引力场成为时空电磁本构性质的结果。
2015-12-16 gr-qc
A complementary covariant approach to gravito-electromagnetism
从以前的论文中，我们提出了一个描述的广义相对论在引力电磁极限，我们提出了一个替代的修改引力理论。在前一个版本中，我们分析了矢量和张量运动方程，引力连续性方程，能量守恒，能量动量张量，场张量，以及与这些领域有关的约束。拉格朗日公式也表现为一个统一的和简单的配方，将有助于未来的调查。
2021-09-09 gr-qc
Space-time Curvature of Classical Electromagnetism
发现了电磁场携带的时空曲率，发现了几何学与电磁学的新统一：曲率在电荷反转对称下是不变的。用De Rham上同调理论研究了电磁场方程。辐射电磁场必须是精确的和共精确的，以排除不可观测的无质量拓扑荷。外尔的共形张量，这里称为"引力场“，被分解成一个处处有支撑的无发散非定域片和一个与物质有相同支撑的定域片。通过将局部引力场调谐到麦克斯韦场，发现了电磁场的局部引力场。这个引力场携带电磁场的极化或相位信息，不像麦克斯韦的应力-能量张量。统一假设爱因斯坦方程，并从曲率假设导出麦克斯韦方程。引力禁止磁单极子！这种统一比单独的爱因斯坦-麦克斯韦方程组更强，因为这些方程必须产生电磁场的局部引力场，而不仅仅是任何保形张量。带电的黑洞就是例子。给出了辐射零电磁场的曲率特征。
2004-10-08 gr-qc
A model of non-minimally coupled gravitation and electromagnetism in (1+2) dimensions
在Dereli和合作者的早期工作之后，我们研究了一个三维玩具模型，在这个模型中，我们通过最一般的$RF^2$型非最小耦合项来扩展拓扑大质量引力与电动力学。这里，$R$表示可能的曲率项，而$F$表示电磁2-形式。我们推导出变分场方程，并在具有恒定自对偶电磁场的常负曲率时空中寻找精确解。三维自对偶电磁场的概念是由Derelli及其合作者在研究重力-电磁耦合模型的精确解时引入的。我们注意到的条件，模型的参数必须满足这些自对偶的解决方案存在。
2022-01-27 gr-qc hep-th
Bursts of Radiation and Recoil Effects in Electromagnetism and Gravitation
电荷e经历脉冲加速或减速的麦克斯韦场是通过将闵可夫斯基时空划分为未来零锥所包围的两半，然后在适当的匹配条件下将这两半粘在一起来构造的。由此产生的延迟辐射可以看作是瞬时电磁韧致辐射。如果我们类似地考虑一个球对称的、运动的引力质量，在远处观察者看来，它经历了一个脉冲减速，那么这就伴随着一个类光壳层的发射，这个类光壳层的总能量由这个观察者测量，与源停止前的动能相同。这种现象是一种反冲效应，可以认为是金纳斯利火箭的一种极限情况。
2000-12-06 gr-qc
Gauge Symmetry and Gravito-Electromagnetism
给出了任意背景时空中微扰爱因斯坦引力的张量描述。通过类比时空中电磁学的协变定律，定义了引力-电磁势和场，以模拟在属于微扰引力的规范对称性群的替换下的电磁规范变换。这些定义的优点是，在平坦的背景下，借助于协变常数类时矢量场，线性化的引力场方程的子集可以写成完全类似于麦克斯韦方程的形式（没有尴尬的因子4和多余的张量场）。它示出了如何在扰动引力系统中的剩余方程限制这些方程的解的时间依赖性，从而禁止传播矢量场的存在。在测试粒子上感生的重力电磁洛伦兹力被评估在这些领域与一个小陀螺仪上的扭矩一起。它的结论是微扰引力的类比麦克斯韦的电磁描述可以是有价值的（准）静态引力现象，但类比有其局限性。
2000-09-22 astro-ph gr-qc
The R.I. Pimenov unified gravitation and electromagnetism field theory as semi-Riemannian geometry
四十多年前，R。皮门诺夫介绍了一种新的几何--半黎曼几何--作为一组与一个抽象的$ pr: M_n \to M_m.$相一致的几何对象。被几何建模为不被自同构叠加的空间坐标。由于黎曼几何中只有一种坐标，伪黎曼几何中只有三种坐标，因此多纤维半黎曼几何是最适合于处理三个以上不同物理量的统一几何场论。以一维纤维$x^5$和四维闵可夫斯基时空为基础的半欧几何$^{3}R_5^4$自然被解释为经典电动力学。半黎曼几何$^{3}V_5^4$与广义相对论伪黎曼时空$^{3}V^4,$和一维纤维$x^5,$共同负责电磁学，提供了引力和电磁学的统一场论。与Kaluza-Klein理论不同，第五坐标出现在非退化黎曼几何或伪黎曼几何中，基于半黎曼几何的理论没有前者的缺陷。特别地，不会出现标量场。PACS：04.50.Cd，02.40.- k，11.10.Kk
2008-10-02 gr-qc
On a new unified geometric description of gravity and electromagnetism
在以前的论文中，我们已经介绍了一个新的统一描述的主要方程的引力场和电磁场，潮汐张量和连接的切丛TM的时空流形。在目前的工作中，我们将这些方程的切丛变分程序。所提出的连接的Ricci标量是动态等价于通常的爱因斯坦-麦克斯韦拉格朗日。此外，为了能够执行这些变分程序，我们找到一个适当的完成的度量张量（从基流形）的度量结构TM。
2011-11-22 gr-qc math-ph math.DG
Refined Perspectives on the Kerr-Schild Double Copy:Harmonizing Gravity and Electromagnetism in Metric Formulations
本文研究关联引力与电磁学的Kerr-Schild double copy对偶性，展示四维爱因斯坦真空解向麦克斯韦解的转换方法，验证其在多类黑洞解推导等场景的应用，并分析特定对称性下的相关影响。
2023-12-17 gr-qc
Geometrization of electromagnetism in tetrad-spin-connection gravity
统一的引力场和电磁场的Ponomarev和Obukhov的度量-仿射拉格朗日量在Ricci标量中是线性的，在位似曲率张量中是二次的。我们应用这个拉格朗日的变分原理与四分体和自旋连接作为动力学变量，并表明，在这种方法中，场方程是爱因斯坦-麦克斯韦方程组，如果我们把电磁势的自旋连接的轨迹。与Ponomarev-Obukhov公式一样，一般协变的Dirac拉格朗日量也是Einstein-麦克斯韦方程组的标准旋量源，而旋量场服从具有电磁耦合的非线性Heisenberg-Ivanenko方程.我们将该公式推广到任意电荷的旋量。
2010-11-13 gr-qc hep-th math-ph
Gravitoelectromagnetism in a complex Clifford algebra
在量子物理学的背景下引入引力的线性矢量模型作为电磁学的推广。引力电磁规范对称性对应于电磁学通常的复相位对称性的双曲么正扩展。利用复Clifford代数的伪标量，得到了引力耦合的反号。
2006-02-05 gr-qc
Gravito-electromagnetism
我们开发和应用一个完全协变的1+3电磁引力类比。自由引力场协变地刻画为Weyl重电和重磁空间张量场，其动力学方程是Bianchi恒等式。利用空间向量代数和微积分的协变推广到空间张量场，我们展示了张量Bianchi方程和向量麦克斯韦方程组之间的协变类比.我们确定引力源项，耦合和潜在的和没有电磁类似物。证明了非线性真空Bianchi方程在引力-电和引力-磁张量场的协变空间对偶旋转下是不变的。我们构造了引力场的超能量密度和超坡印廷矢量作为自然U（1）群不变量，导出了它们的超能量守恒方程。一个协变的方法，重力电/磁单极子。
1998-01-28 astro-ph gr-qc hep-th
Formal analogies between gravitation and electrodynamics
我们开发了一个理论框架，使我们能够比较电磁和引力在一个完全协变的方式。这种新的场景不依赖于任何近似，也不像文献中有时所做的那样将对象与不同的操作含义相关联。我们构建的电磁模拟的黎曼和外尔张量，并开发这些对象的运动方程。特别是，我们能够精确地确定如何以及在什么条件下重力可以映射到电动力学。因此，广义相对论的许多几何工具可以应用于电磁学，反之亦然。我们希望我们的结果能为电磁和引力理论的本质提供新的解释。
2008-07-17 gr-qc
A Single Equation Of Gravity And Electromagnetism On Parallelizable Manifold Using Dolan-McCrea Variational Method
重要但未记录的多兰-麦克雷变分方法得到了广泛应用。利用这种方法，我们解析地导出了一个完全由几何结构组成的场方程，并研究了它如何有效地描述引力和电磁现象。我们采用的程序涉及到构建一个标量不变量的情况下，爱因斯坦的广义相对论（GR），除了标量的参数化绝对相对论几何组成的里奇标量加上一个额外的条款，这是本质上的扭曲。%根据前面的论述，本节的一个很好的起点是PAP空间的连接。
2017-04-18 gr-qc
On the Origin of Kaluza's Idea of Unification
我们认为，卡鲁扎统一电动力学和引力的思想的出发点是引力和电磁学之间的类比，这是由爱因斯坦和Thirring指出。看来，卡鲁扎的注意力转向这一点的三篇论文的透镜，Thirring效应和类比之间的引力和电磁这是出版前很短的时间卡鲁扎的文件提交。我们在这里提供了这些文件的第三个英文翻译。
2004-06-03 gr-qc hep-th physics.hist-ph
On Enceladian Fields
我们幻想着电磁学和引力理论的另一种历史。
2020-12-27 gr-qc physics.pop-ph
Spinor-Unit Field Representation of Electromagnetism Applied to a Model Inflationary Cosmology
电磁场\cite{Nash2010}（含夸克和轻子源）的新的旋量单位场表示通过与标准爱因斯坦引力的最小耦合进行积分，建立了极早期宇宙的拉格朗日模型。耦合的欧拉-拉格朗日场方程的解产生比例因子$a(t)$（共动坐标），其最初以指数方式将$N$ e倍从$a(0) \approx 0$增加到$a_{1} = a(0) {e}^{N} $（示出了$N$ = 60），然后以指数方式减小，然后以指数方式增加到$a_{1}$，等等几乎周期性地。（振荡宇宙学模型是未知的，并且已经从弦理论和圈量子引力导出。不知道比例因子是否能逃脱这个周期性陷阱。这个模型在以下几个方面值得注意：$\{1\}$除了引力之外的所有基本场都是由旋量场实现的。$\{2\}$描述了\emph{unit}场$\mathbf{u}$和具有暗能量形式的光子波函数的一般化之间的合理联系，并概述了一个简单的自然场景，将宇宙总能量的一部分分配给这种形式的暗能量。$\{3\}$找到了纯Einstein- Maxwell方程的一个近似解，这一方法与著名的辐射支配宇宙的Friedmann模型的求解方法不同。
2015-04-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A mathematicians' view of geometrical unification of classical physics in high-dimensional space-time
本文提出了一个数学家对卡鲁扎-克莱因的五维时空统一引力和电磁的观点，并将其推广到高维时空。通过考虑正爱因斯坦曲率张量的分类和广义相对论中经典的Cauchy-Choquet-Bruhat定理，我们引入了类型和刚性的概念。然后，放弃通常的里奇平坦五维时空的要求，我们证明可以为引力和电磁力建立统一的几何框架，通过在经典四维时空上的投影，给出已知的爱因斯坦-麦克斯韦-洛伦兹带电流体方程。因此，尽管至少在现阶段没有引入新物理学，但我们在广义相对论的精神下得到了经典物理学的一种非常美学的呈现。通常的物理概念，如质量、能量、电荷、轨道、麦克斯韦-洛伦兹定律，被证明只是几何的各个方面，例如曲率，时空被认为是洛伦兹流形;也就是说，没有物理对象被引入时空，没有定律被给出，一切都只是几何。然后，我们将把这种设置扩展到5维以上，为可能的额外物理效应提供精确的数学框架，保持引力和电磁力。
2013-04-22 gr-qc
Generating Jackiw-Teitelboim Euclidean gravity from static three-dimensional Maxwell-Chern-Simons electromagnetism
本文将静态三维 Maxwell-Chern-Simons 电动力学映射为带伸缩子的二维欧几里得引力，并通过自旋联络平移得到 Jackiw-Teitelboim 引力的双曲与球面解，其半径由电荷决定的宇宙学常数固定。
2025-09-23 gr-qc hep-th
The 0th and 2nd Laws of Black Hole Mechanics in Einstein-Maxwell-Scalar Effective Field Theory
本文将黑洞力学第零和第二定律的EFT推广扩展到引力耦合电磁学与实标量场的理论，并证明带电标量场情形下第零定律仍成立。
2024-01-23 gr-qc hep-th
Quantum Einstein-Maxwell Fields: A Unified Viewpoint from the Loop Representation
我们提出了一个朴素的统一电磁学和广义相对论的基础上扩大规范群Ashtekar的新变量。我们构造了连接和循环表示，并分析了状态空间。在圈表示中，波函数依赖于两个圈，每个圈都携带着引力和电磁的信息。我们发现Chern-Simons形式和Jones多项式在模型中起作用。
1992-10-20 gr-qc hep-th
Universality of entropy principle for a general diffeomorphism-covariant purely gravitational theory
热力学在引力理论中起着重要的作用。它是一个独立于引力动力学的原理，至今还没有严格的证据证明它与动力学原理是一致的。在一般的纯引力理论中，考虑了自引力理想流体系统。基于Iyer和Wald提出的Noether荷方法，考虑满足引力约束方程的静态离壳/在壳变分位形，通过引入适当的边界条件，严格证明了当粒子数一定时，紧致区域内理想流体总熵的极值要求静态位形是在壳解，它也满足空间引力方程。这意味着流体的熵原理存储了与静态配置中的引力方程相同的信息。我们的证明是普适的，适用于任何同构协变的纯引力理论，如爱因斯坦引力，f（R）引力，洛夫洛克引力，f（高斯-邦纳）引力和爱因斯坦-外尔引力。我们的结果表明了普通热力学与引力动力学的一致性。
2021-06-28 gr-qc
Gravitational Compton scattering at zero and finite temperature
本文在引力电磁学（GEM）理论的拉格朗日框架下，利用热场动力学引入热效应，计算并比较了零温与有限温度下引力康普顿散射的截面，同时对比QED并分析高温极限。
2025-02-13 gr-qc hep-th
Conformal Gauge Relativity - On the Geometrical Unification of Gravitation and Gauge Fields
给出了一个依赖于几何变量（度规、仿射联络、规范群生成元）的拉格朗日量，它与广义相对论相容。它产生了电磁学和其他规范场以及引力的动力学，同时它为连续物质的应力-能量张量提供了几何基础。揭示了这种积分下的几何不变原理，并得到了相应的场方程。该理论是在四维实流形的切空间上发展的，生成元成为齐次洛伦兹群的生成元。
2010-08-13 gr-qc physics.gen-ph
Gravitation: Global Formulation and Quantum Effects
利用平行引力与电磁引力的相似性，提出了一种不可积的相因子引力整体方法。得到了COW效应和引力Aharonov-Bohm效应的相移。然后，它表明，通过考虑一个简单的狭缝实验，在经典极限的整体方法产生相同的结果作为引力洛伦兹力方程的遥平行引力。因此，它代表了引力洛伦兹力方程所提供的经典描述的量子力学版本。由于远平行引力可以独立于等效原理来表述，因此它不需要在量子水平上推广这个原理。
2003-10-24 gr-qc hep-th
Les Interactions Fondamentales et la Structure de l'Espace-temps
根据C.C.Barros的有趣结果，我们在这篇论文中研究了所有基本相互作用的几何解释的可能性，以便统一它们。更确切地说，我们试图为引力和电磁学提供一个统一的几何描述。对许氏线性引力的标准方法的分析表明，爱因斯坦方程可以写成麦克斯韦方程的相同形式，但存在一些缺陷。实际上，标量势与电型场之间的关系是不成立的，除非是在简谐规范中，洛伦兹型力是在时间无关的约束下得到的，并且磁型部分出现了不希望的因子4。一个微妙的规范条件允许我们消除这些缺陷，并以一种与电磁学非常相似的方式重新审视线性引力。在线性的情况下，我们表明，麦克斯韦方程组可以从电磁版本的爱因斯坦的，和高阶项是可以忽略不计的，在当前的电磁应用领域。
2014-03-19 gr-qc
Back-reaction of quantum processes and modified gravitational dynamics
在本文中，我们试图找到一个修正的引力理论，解释弯曲时空上QED的反作用。我们已经知道，真空涨落会引起引力和光子之间的相互作用。利用电磁场的一个有效作用量来编码这种量子过程的细节，得到一组修正的麦克斯韦方程和一个新的引力动力学拉格朗日量。对这些修改后的麦克斯韦方程组施加柯西可预测性，使我们得到一个新的有效度量，从该度量可以计算拉格朗日量。新的引力拉格朗日量不仅是度规张量的高阶导数的函数，而且也是光子偏振的函数。这立即导致了诸如引力双折射和具有偏振相关事件视界的黑洞的存在等现象。
2017-08-29 gr-qc
Spacetimes, electromagnetism and fluids (a revision of traditional concepts)
本文讨论任意维D时空中的r-型场（r<D）。在静态情况下研究了爱因斯坦方程的弱场牛顿型极限，一般情况下，相对论源产生等效原理的修订（本质上相对论源产生两倍强的引力场和超相对论源，例如，刚性物质产生比非相对论源强四倍的场）。严格地说，电磁场的类似物只存在于偶维时空中。在（2+1）维时空中，传统上被解释为“磁”的场实际上是一种完美流体，而“电”场则是一种反常流体（后一个概念不可避免地出现在对任何D的流体的r-形式描述中，我们在这里也考虑（3+1）维时空中的反常流体）。本文给出了（2+1）维理想流体和反常流体爱因斯坦方程的新的精确解，并证明了在这种情况下，非相干尘埃存在一个庞大的静态解族，这与（3+1）维情况形成了鲜明的对比。通过（D-1）型场给出了D维爱因斯坦方程中宇宙学项的新的一般解释，并证明了这个场对理想流体[（D-2）型场]的旋转同样负责（在3+1维中也是如此），因此相应场方程中的“源”项必须解释为旋转项.
2002-04-21 gr-qc
