Relativistic Bose--Einstein condensates thin-shell wormholes
我们构建了可穿越的薄壳虫孔,渐近Ads/dS应用剪切和粘贴程序的情况下,由相对论性玻色-爱因斯坦凝聚体创建的声学度量。我们检查几个定义的耀斑的条件,以及违反或不这样的相对论几何的能量条件。在合理的假设下,位于壳的物质的状态方程,我们集中在径向扰动下保持原来的球对称性的虫洞的机械稳定性。为此,我们考虑静态解周围的线性化扰动。我们得到dS声虫洞在径向扰动下只要半径小就保持稳定,这种有限半径的声虫洞不违反强/零能量条件.此外,我们还证明了稳定的Ads虫洞满足某些能量条件,而不稳定的大半径Ads虫洞则违反了这些条件。
2017-10-16 gr-qc
Static Fundamental Solutions of Einstein Equations and Superposition Principle in Relativistic Gravityv
我们证明了爱因斯坦方程与大质量点粒子理想化的存在是相容的,并找到了相应的双参数解族。它们完全由重力点源的裸机械质量$M>0$和开普勒质量$m>0$($m < M$)定义。这些解决方案在复杂的平面上的全球分析性质定义了一个独特的优选的径向变量的一个粒子的问题。这些新解是拟线性爱因斯坦方程的基本解。我们介绍和讨论了一种新的非线性叠加原理的爱因斯坦方程的解决方案,并发现牛顿引力势的相对论模拟的基本作用。对于相对论势,我们引入一个简单的准线性叠加原理作为爱因斯坦方程初始条件的新的物理要求,从而证明了N粒子系统的瞬时引力情形。这个叠加原理使我们能够勾画出一个关于引力质量亏损的新理论。在这个理论中,开普勒质量$m$的一个特定的类马赫原理是有效的,也就是说,它取决于宇宙中的质量分布,而裸质量$M$则保持真正的常数。离散和连续质量分布的几个基本的例子被认为是。
2007-01-19 gr-qc
The properties of Vlasov-Maxwell-Einstein equations and its applications to cosmological models
本文讨论了从广义相对论的Einstein-Hilbert作用量出发,得到相互作用的大质量带电粒子系统的Vlasov型方程的方法。提出了一种多粒子系统中各粒子固有时间同步的有效方法。基于得到的相对论作用量表达式,分析了爱因斯坦方程中宇宙项的复合结构。
2020-06-09 gr-qc
Relativistic Einstein Rings of Reissner-Nordström metric Black Holes Nonminimally Coupled to Electrodynamics
本文研究了 Reissner-Nordström 背景下引力与电磁学非最小耦合时的相对论性爱因斯坦环,发现在 eikonal 近似下存在不稳定有效光子球,并揭示了第一、二个环的角位置及间距随电荷参数变化的规律,同时指出近极端构型存在区分重叠区域。
2024-10-24 gr-qc
Non-relativistic expansion of the Einstein-Hilbert Lagrangian
我们提出了一个系统的技术,扩大爱因斯坦-希尔伯特拉格朗日在光速平方的倒数功率。对于非相对论性引力拉氏量,给出了次-次-首阶的相应结果。该技术是通用的,可用于扩展任何拉格朗日理论,其领域是一个给定参数的函数。
2020-01-29 gr-qc hep-th
GRHydro: A new open source general-relativistic magnetohydrodynamics code for the Einstein Toolkit
我们提出了新的广义相对论磁流体力学(GRMHD)的爱因斯坦工具包,开源社区驱动的数值相对论和计算相对论天体物理代码的能力。该工具包的GRMHD扩展以以前的版本为基础,并使用以前应用于流体动力学演化的相同激波捕获技术,在完全动力学时空中的理想MHD极限中实现相对论磁化流体的演化。为了保持磁场的无发散特性,该代码实现了双曲线发散清除和约束传输方案。我们提出了一些MHD测试闵可夫斯基和弯曲时空的测试结果。闵可夫斯基试验包括对齐和倾斜平面激波、圆柱爆炸、磁转子、阿尔芬波和平流环,以及一组旨在研究发散清除方案对数值生成的单极子的响应的试验。我们研究的代码的性能在弯曲的时空与球形吸积到一个黑洞上的一个固定的背景时空和完全动态时空的演变的磁化多方中子星和崩溃的磁化恒星核心。我们的结果同意以及精确的解决方案,这些都是可用的,我们证明收敛。用于生成结果的所有代码和输入文件都可以在http://einsteintoolkit.org上获得。这使得我们的工作完全可重复,并为新用户提供了代码应用程序的介绍。
2013-04-19 gr-qc
Emergent gravitational dynamics in Bose-Einstein condensates
我们讨论一个玩具模型的涌现非相对论引力理论。在某一类玻色-爱因斯坦凝聚体中,可以证明,在适当的区域,非相对论性牛顿引力的修正版本确实有效地描述了耦合系统凝聚体/准粒子的低能动力学。
2009-09-29 gr-qc
Evolving relativistic fluid spacetimes using pseudospectral methods and finite differencing
我们提出了一个新的代码求解耦合爱因斯坦流体动力学方程发展相对论,自引力流体。爱因斯坦场方程在一个网格上用伪谱方法求解,而流体在另一个网格上用有限差分法求解。我们讨论了实现细节,如网格之间的通信和恒星表面的处理,并提出代码测试。
2007-02-25 gr-qc
Relativistic self-gravitating Bose-Einstein condensates and cold baryons with a stiff equation of state
由于它们的超流体性质,一些致密的天体,如中子星,可能含有玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)形式的物质的重要部分。我们考虑一个部分相对论模型的自引力玻色-爱因斯坦凝聚体的压力和静止质量密度之间的关系被假定为二次(在经典玻色-爱因斯坦凝聚体的情况下),但压力的影响被考虑在之间的关系的能量密度和静止质量密度。在高密度下,我们得到了一个刚性的状态方程,类似于Zel'dovich(1961)在重子星的背景下考虑的状态方程,其中重子通过矢量介子场相互作用。利用Tooper(1965)的方法,我们确定了这个状态方程所描述的广义相对论BEC星的最大质量。这个最大质量略大于Chavanis和Harko(2012)使用完全相对论模型获得的最大质量。我们还考虑了暗物质是由玻色-爱因斯坦凝聚物构成的可能性,并将玻色-爱因斯坦凝聚物的部分相对论模型应用于宇宙学。在这个模型中,我们表明,宇宙经历了一个僵硬的物质阶段,其次是尘埃物质阶段,最后是暗能量阶段(相当于宇宙学常数)。在Zel'dovich(1972)模型中也得到了同样的演化,该模型假设最初在宇宙奇点附近,宇宙充满了冷重子。有趣的是,在这种情况下,弗里德曼方程可以解析求解,并提供了一个简单的推广的$Λ$ CDM模型。然而,我们指出的局限性的部分相对论模型BEC和显示需要一个完全相对论的。
2014-11-27 gr-qc
Relativistic Bose-Einstein condensate in the rainbow gravity
在本文中,我们研究了一种改进的引力理论-彩虹引力-对相对论性玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的影响。我们首先讨论模型的一些形式方面,以计算对冷凝物的相关量的修正。接着,我们计算生成泛函,并由此得到一些热力学参数。然后,我们计算的修正临界温度$T_c$,设置相对论性的玻色-爱因斯坦凝聚体考虑三个主要的彩虹功能,发现,此外,在模型中涉及的参数的唯象上限。最后,我们讨论了在任意温度下粒子$T<T_c$进入凝聚态与通常的情况相比有多难,{ \it即},没有彩虹引力
2022-07-28 gr-qc hep-th
On Modelling a Relativistic Hierarchical (Fractal) Cosmology by Tolman's Spacetime. II. Analysis of the Einstein-de Sitter Model
本文研究了在相对论层次(分形)宇宙学的背景下,在文件I(0807.0866)中发展的空间均匀爱因斯坦-德西特宇宙模型。爱因斯坦-德西特模型被视为勒梅特-托尔曼时空的一个特例,通过适当选择后者的三个任意函数得到。计算了该模型沿过去光锥的观测关系,并对它是否具有分形行为进行了研究。结果发现,爱因斯坦-德西特模型似乎并不保持均匀沿测地线,它也没有沿向后零锥的分形特征。
2008-07-07 astro-ph gr-qc
Bose-Einstein condensation of relativistic Scalar Field Dark Matter
利用理想玻色气体的标准理论结果,研究了在标量场暗物质模型中玻色-爱因斯坦凝聚体的可能形成,主要假设是玻色粒子在早期宇宙中处于热平衡状态。然后,它表明,唯一相关的情况下需要的粒子和反粒子的存在下,它对应于模型中的玻色子粒子是非常轻的。与常识相反,凝聚态应该是一种相对论现象。一些宇宙学的影响依次讨论。
2008-09-10 astro-ph gr-qc
On Einstein Algebras and Relativistic Spacetimes
本文考察了广义相对论与爱因斯坦代数理论之间的关系。我们证明,根据Halvorson(2012,2015)和Weatherall(2015)最近提出的理论等价性的正式标准,两者是等价的理论。
2015-09-01 gr-qc math-ph math.MP
Emergent gravitational dynamics in relativistic Bose--Einstein condensate
在过去的几年中,引力的Ancestor模型发挥了关键作用,为弯曲时空中量子场论的许多开放问题提供了测试平台,例如霍金辐射和宇宙粒子产生的鲁棒性。最近,同样的模型提供了一个有价值的框架,在这个框架内,通过方便的玩具模型,可以讨论当前关于时空出现及其动力学的想法。在这种情况下,我们在这里研究一个基于相对论性玻色-爱因斯坦凝聚体的模拟引力系统。我们表明,在适当的限制下,这个系统不仅提供了一个涌现时空的例子(有质量和无质量的相对论性场在其上传播),而且这种时空是由一个具有几何意义的方程所支配的,该方程采用了我们所熟悉的Nordstr{<$m}引力理论的形式。在这个方程中,引力场来源于准粒子有效应力能量张量迹的期望值,而牛顿常数和宇宙学常数则是微观系统基本尺度的函数。这是模拟引力的第一个例子,在这个例子中,洛伦兹不变量的半经典引力几何理论是从平坦时空中物质的基本量子理论中产生的。
2014-10-22 gr-qc
In search of relativistic time
本文探讨了爱因斯坦相对论理论中与时间有关的一些概念,如年代学、年表、持续时间、因果关系、宇宙时间和时间函数等的地位。它表明,即使这些概念中的一些确实存在于理论中,或者对于理论的某种特定解决方案,它们通常也是相互冲突的:它们不能被连贯地综合起来,这被解释为不可能构建一个可以被称为时间的共同实体。这与牛顿物理学中的情况形成对比,在牛顿物理学中,这样的合成精确地构成了牛顿时间。通过比较时间在爱因斯坦物理学中的地位和垂直方向在牛顿物理学中的地位,得出结论:爱因斯坦理论中没有与之相关的时间概念。
2013-12-09 gr-qc
Non-relativistic limit of Einstein-Cartan-Dirac equations
我们推导出薛定谔-牛顿方程作为爱因斯坦-狄拉克方程的非相对论极限。我们的分析放松了球对称的假设,在文献中的早期工作,而推导出这个限制。由于狄拉克场的自旋自然地与挠率耦合,我们将我们的分析推广到爱因斯坦Cartan-Dirac(ECD)方程,再次恢复薛定谔-牛顿方程。
2018-10-17 gr-qc hep-th quant-ph
Effect of the Minimal Length on Bose-Einstein Condensation in the Relativistic Ideal Bose Gas
基于广义不确定原理,研究了相对论理想玻色气体中玻色-爱因斯坦凝聚的临界温度和亥姆霍兹自由能。在非相对论极限和超相对论极限下,计算了弱量子引力效应引起的临界温度和Helmholtz自由能位移的解析形式.得到了这些位移的精确数值结果。量子引力效应提高了BEC的临界温度。通过测量临界温度的变化,我们可以约束变形参数$β_0$。此外,在较低密度下,忽略量子引力效应可能导致亚稳态,而在足够高的密度下,量子引力效应倾向于使BEC不稳定。利用数值方法,找到了稳定-不稳定的转变温度。
2014-10-10 gr-qc hep-th
Relativistic Compact Objects in Isotropic Coordinates
我们提出了一个矩阵方法获得新的类的精确解的爱因斯坦方程代表静态理想流体球。通过矩阵变换,我们将爱因斯坦方程化为两个独立的Riccati型微分方程,得到了这两个方程的三类解。详细讨论了线性正压型流体状态方程$p=γρ$的一类解。
2005-04-28 gr-qc
General Relativistic Solitons (II)
我们调查的可能存在的非拓扑孤子的类弦理论,或在其他完善的爱因斯坦理论,通过检查一个简单的扩展标准理论,描述了一个非线性标量场相互作用的爱因斯坦,麦克斯韦和Weyl(Einstein)领域。爱因斯坦和麦克斯韦耦合是标准的,而电子耦合则被认为与弦模型一致。非线性标量势是相当普遍的。它被发现是不可能的,以满足边界条件。不包括孤子场,我们发现各种不同的方式,依赖于非线性潜力的孤子结构。一般来说,激发态呈现离散的质谱。在大的距离上,引力场接近于Reissner-Nordstrom解。
1998-07-06 gr-qc
Einstein was Wrong: Newtonian Dynamics Can Disagree Completely with Relativistic Dynamics at Low Speed
根据爱因斯坦的观点,如果粒子的速度很低,则由狭义相对论力学预测的粒子的轨迹可以很好地近似于由牛顿力学预测的轨迹,即,远低于光速然而,在本文中,它是用一个反例哈密顿动力系统,牛顿动力学最终可以完全不同意相对论动力学,即使粒子的速度是低的。在协议破裂后,要么牛顿描述不再正确,要么相对论描述不再正确,或者这两种描述对于低速运动都不再正确。
2003-10-24 gr-qc nlin.CD physics.class-ph
RELXILL_NK: a relativistic reflection model for testing Einstein's gravity
爱因斯坦的广义相对论在100多年前提出,并成功地通过了大量的弱场观测测试。然而,强场机制在很大程度上尚未被探索,并且有许多修改和替代理论与爱因斯坦的弱场引力具有相同的预测,并且当引力变强时会出现偏差。XHILL_NK是第一个用于探测天体物理学黑洞附近时空度规和检验爱因斯坦强场引力的相对论反射模型。在这里,我们提出了我们目前的限制可能偏离爱因斯坦的引力从黑洞在1H 0707 -495,方舟564,GX 339-4,GS 1354-645。
2018-06-06 astro-ph.HE gr-qc
Einstein-aether theory: Dynamics of relativistic particles with spin or polarization in a Gödel-type universe
在Einstein-aether理论的框架下,我们考虑了一个描述具有激活转动自由度的单位动力学矢量场演化的宇宙模型。本文讨论了时空为哥德尔型,以太运动的速度四矢量具有不为零的涡度的爱因斯坦-以太理论的精确解,从而将旋转矢量模与宇宙旋转的源联系起来。本文的主要目的是研究具有矢量内部自由度(自旋或极化)的测试相对论粒子与单位动态矢量场耦合的运动。粒子被认为是在给定的哥德尔型时空背景下的测试粒子;自旋(极化)耦合到单位动态矢量场的模型使用三种类型的精确解。第一个精确解描述了任意Jacobson耦合常数的以太;第二个涉及的情况下,当负责涡度的Jacobson常数为零;第三个精确解是使用三个约束的耦合常数。对粒子动量和自旋(极化)四矢量分量的精确表达式的分析表明,自旋(极化)与单位矢量场的相互作用引起了旋转,这是除了与宇宙整体旋转相关的自旋(极化)的测地岁差之外的。
2017-02-24 gr-qc
Velocity, acceleration and gravity in Einstein's relativity
爱因斯坦的相对论要求所有有意义的物理对象都应该协变地定义,即以坐标独立的方式定义。相对速度,加速度,重力加速度和重力势的概念是牛顿理论的基础,它们印在每个人的物理直觉中。不幸的是,它们的相对论定义并不为人所知或欣赏。时不时地,一些困惑的作者使用错误的、非协变的速度、加速度和重力的定义,这些定义基于他们模糊的牛顿直觉,隐藏在一种肤浅的、往往是纯粹语义的相对论伪装中。这种混淆的最近例子(Gorkavyi & Vasilkov,2016)在本说明的最后讨论。
2016-08-25 gr-qc
Can we distinguish between black holes and wormholes by their Einstein-ring systems?
近十年来,强引力场中的引力透镜效应一直是人们研究的热点。众所周知,由于黑洞的透镜效应,光线在光子球上绕着黑洞旋转,形成了无数个爱因斯坦环,称为相对论爱因斯坦环。这也是虫洞透镜的情况。本文研究了Schwarzschild黑洞和Ellis虫洞的Einstein环和相对论Einstein环,Ellis虫洞是Morris-Thorne类可穿越虫洞的一个例子。已知引力透镜的结构以及爱因斯坦环和相对论性爱因斯坦环的半径,我们原则上可以区分黑洞和虫洞。我们的结论是,我们可以利用最强大的现代仪器,如10米光学-红外望远镜,以$10^{-2}$角秒的分辨率探测到相对论性爱因斯坦环,这些虫洞的喉道半径为$a\simeq 0.5$ pc,位于银河系中心,距离为10 Mpc,在我们的银河系中有$a\simeq 10$ AU。使爱因斯坦环与虫洞周围的爱因斯坦环大小相同的黑洞是银河系的超大质量黑洞,而由黑洞形成的相对论性爱因斯坦环太小,目前无法测量。将来我们可以利用爱因斯坦环和相对论性爱因斯坦环来检验一些天体物理虫洞的假说。
2012-12-06 astro-ph.CO gr-qc
Einstein's perihelion formula and its generalization
该研究通过椭圆曲率几何解释爱因斯坦近日点公式,提出中心摄动力下轨道进动通用方法,应用于确定水星总长期近日点进动。
2025-04-17 gr-qc
Relativistic Spheres
通过对静态球的爱因斯坦方程的分析,我们发现存在一个非奇异的静态位形,其半径可以任意地接近其对应的视界尺寸。
1999-03-02 gr-qc
Relativistic analysis of the dielectric Einstein box: Abraham, Minkowski and total energy-momentum tensors
我们分析了“爱因斯坦箱”思想实验和物质内部光的动量的定义。我们强调封闭系统(电磁场加物质介质)的总能量动量张量的重要性,并详细推导了Abraham动量和Minkowski动量的相对论表达式,以及各向同性和均匀介质的相应平衡方程。我们确定了隐藏在爱因斯坦盒子论证中的一些假设,这使得它比通常公认的要弱。特别是,我们表明,亚伯拉罕的动量是不是唯一选择的光在这种情况下的动量。
2012-04-23 gr-qc physics.class-ph physics.optics
Relativistic polytropic equations of state in Hořava gravity and Einstein-æther theory
研究了在Horava引力和Einstein-aether理论中考虑各向异性流体的球对称内部精确解和解析解的背景下特征时空的状态方程。特别是,对于一个给定的各向异性内部解决方案,与密度的径向和切向压力的状态方程推导出,通过多项式最佳拟合。此外,众所周知的相对论多方状态方程,以获得配置文件的恒星物体内部的物理量所提供的具体的精确解考虑。然后表明,需要修改这些状态方程以考虑密度和压力的分布。
2018-08-02 gr-qc hep-th
Relativistic periastron advance beyond Einstein theory: analytical solution with applications
本文提出一种计算超越爱因斯坦理论中试验天体近星点进动的通用解析公式,并应用于STFOG、非对易几何与精质场模型,结合太阳系及S2星观测改进参数约束。
2024-06-15 gr-qc
On relativistic particle creation in Bose-Einstein condensates
我们表明,粒子创建的Bogoliubov模式的玻色-爱因斯坦凝聚体由于加速运动的陷阱是一个真正的相对论效应。为此,我们表明,Bogoliubov模式可以描述的闵可夫斯基度量的时间重新缩放。这样做的结果是,声子将林德勒变换视为广义的林德勒变换,其中光速被声速取代,从而增强了小速度下的粒子生成。由于Rindler变换的非相对论极限只是一个不需要长度收缩或时间膨胀的伽利略变换,我们证明了这种效应在非相对论极限下消失。
2014-05-22 cond-mat.quant-gas gr-qc quant-ph
Experimental Tests of Relativistic Gravity
总结了爱因斯坦引力理论与实验结果,特别是脉冲双星数据之间的矛盾,并讨论了其意义。实验和理论在10^{-3}级或更好的水平上一致。爱因斯坦理论的所有基本结构(引力与物质的耦合;引力场的传播和自相互作用,包括在强场条件下)都得到了验证。然而,标量耦合被宇宙学膨胀自然地推向零的理论可能性表明,爱因斯坦理论和实验之间目前的一致性可能与引力的长程标量贡献(例如弦论的介子场或模场)的存在是相容的。这为改进引力的实验测试提供了新的理论范式和新的动力。
1999-04-22 gr-qc
A Matrix Formulation of Einstein's Vacuum Field Equations
我们开发了任意张量和矩阵之间的对应关系的基础上使用克罗内克产品和相关的身份。利用矩阵微分的规则,我们导出真空爱因斯坦场方程的微分矩阵方程。这种提法可能有助于它们在数值相对论模型中的有效使用。
1998-12-31 gr-qc
Relativistic stars in 4D Einstein-Gauss-Bonnet gravity
本文研究了四维Einstein-Gauss-Bonnet引力场中相对论性恒星的结构。得到了现实强子和奇异夸克星状态方程的质量-半径关系,以及Gauss-Bonnet耦合参数$α$的宽范围。即使$α$的非零值与广义相对论的偏差可以足够大,但如果我们限制$α$的中等值,它们仍然与不同的现代现实状态方程引起的变化相当。这就是为什么目前对中子星质量和半径的单独观测不能对参数$α$的值施加严格的约束。然而,可以对$α$施加一些粗略的约束。稳定的恒星质量黑洞的存在使$α>0$必须有$\sqrtα\lesssim 2.6 {\rm km}$,而中子星的最大质量必须大于两个太阳质量的要求使$α<0$必须有$\sqrt{|α|}\lesssim 3.9 {\rm km}$。我们还给出了一个精确解,描述了在四维Einstein-Gauss-Bonnet引力下具有均匀能量密度的相对论性恒星的结构。
2020-03-23 astro-ph.HE gr-qc
Gravity between Newton and Einstein
关于相对论效应的陈述往往是微妙的。在这篇文章中,我们将证明,广义相对论的三个经典的测试,即近日点进动,光偏转和引力红移,是完美地通过了牛顿引力的扩展,包括引力时间膨胀效应,同时保留了非相对论的因果结构。这种非相对论性的引力理论来自于爱因斯坦引力理论的协变大光速展开,它不假设弱场,并承认作用原理。
2020-01-29 gr-qc hep-th
Relativistic model of anisotropic star with Bose-Einstein density depiction in $f(T)$ gravity
本文在$f(T)$远平行引力中结合袋模型EoS与Bose-Einstein暗物质密度剖面,构建并验证了稳定的各向异性致密星模型。
2024-08-03 gr-qc
The Einstein Toolkit: A Community Computational Infrastructure for Relativistic Astrophysics
我们描述了爱因斯坦工具包,一个社区驱动的,可免费访问的计算基础设施,用于数值相对论,相对论天体物理学和其他应用。该工具包是由来自世界各地多个机构的研究人员合作开发的,它结合了模拟黑洞、致密物体和坍缩恒星等天体物理物体所需的一套核心组件,以及一整套分析工具。Einstein Toolkit目前基于用于高性能计算的Cactus Framework和Carpet自适应网格细化驱动程序。它通过BSSN演化系统和广义相对论流体力学在有限体积离散中实现时空演化。该工具包正在持续开发中,包含许多首次公开发布的新代码组件,本文将对其进行描述。我们讨论了工具包发布背后的动机,其开发的哲学基础,以及项目的目标。实施的数值技术的摘要包括在内,因为是数值试验的结果,涵盖了各种样本天体物理问题。
2011-11-14 astro-ph.CO gr-qc
Dark matter as a Bose--Einstein Condensate: the relativistic non-minimally coupled case
玻色-爱因斯坦凝聚体最近被认为是暗物质的候选者。为了解释与这种模型相关的现象学,我们通过研究弯曲背景上的相对论BEC的最一般情况,包括非最小耦合曲率,扩展了以前的研究。特别是,我们讨论了两个阶段的宇宙演化的可能性:一个冷的暗物质的阶段在大尺度/早期和凝聚相内的暗物质晕。在第一阶段,暗物质是由一个最小耦合弱自相互作用标量场,而在第二个暗物质凝聚,我们将认为,发展作为一个结果的非最小耦合。最后,我们讨论了这种非最小耦合如何提供一种新的机制,以解决冷暗物质在星系尺度的范例问题。
2014-02-11 astro-ph.CO gr-qc
The Schrödinger-Newton equation as non-relativistic limit of self-gravitating Klein-Gordon and Dirac fields
本文证明了球对称引力场的薛定谔-牛顿方程可以从Einstein-Klein-Gordon和Einstein-Dirac系统出发,在1/c的类WKB展开式中导出。
2012-06-19 gr-qc quant-ph
Non-Relativistic Gravitation: From Newton to Einstein and Back
我们提出了一个改进的经典有效理论方法的非相对论或后牛顿近似的广义相对论。“势度规场”通过时间Kaluza-Klein变换分解为三个NRG场:一个与牛顿势相同的标量场、一个与重磁矢量势对应的3-矢量场和一个3-张量场。爱因斯坦-因菲尔德-霍夫曼拉格朗日量的推导简化了,使得每一项对应于一个费曼图,提供了一个清晰的物理解释。自旋相互作用主要由重力-磁场的交换决定。给出了自旋-自旋相互作用的3 PN修正和自旋-轨道相互作用的2.5PN修正对应的主修正图。
2008-07-23 gr-qc hep-th
A Linear Response relation for perturbations in compact stars and the classical Einstein-Langevin formalism
我们给出了相对论性恒星中微扰的线性响应关系,并按隐微扰和诱导微扰对它们进行了分类。本文的重点是在致密物质致密物体中由于内部源而可能引起的诱导扰动。首先,基于线性响应关系,给出了一个爱因斯坦朗之万方程,并在一个简单的情况下得到了它的封闭解析解。我们的研究结果表明,如何在相对论恒星的扰动可能会出现由于致密物质流体中的介观尺度波动的累积效应,否则似乎被屏蔽掉在流体动力学尺度,由于平均。我们讨论了这样一个框架的相关性和它的潜力,建立一个主题的研究在asteroseismology使用第一原理的方法。
2022-11-03 gr-qc
Relativistic Bose-Einstein Condensates: a new system for analogue models of gravity
在本文中,我们建议应用引力和凝聚态物理之间的类比相对论性玻色-爱因斯坦凝聚体(RBECs),即由相对论性成分组成的凝聚体。虽然这样的系统还不是实验实现的主题,但它们确实为我们提供了一个非常丰富的引力模拟模型,其特点是相对于非相对论性对应物具有几个新的特征。相对论凝聚体表现出两种(而不是一种)准粒子激发,一种是无质量的,一种是有质量的,后者在非相对论极限中消失。我们表明,与无质量模式相关的度量是通常的声学几何的推广,也允许非共形平坦的空间部分。这是相关的,因为它意味着这些系统可以允许模拟更广泛的几何形状。最后,虽然在非RBEC的过渡是从洛伦兹到伽利略相对论,这些系统代表了一个新兴的重力玩具模型,其中洛伦兹对称性存在(尽管有不同的极限速度)在低能量和高能量。因此,它们可以被用作一个测试场,以更好地理解在中等能量下这种较温和形式的洛伦兹破坏的现象学含义。
2010-09-27 cond-mat.quant-gas gr-qc
Non-relativistic regime and topology: topological term in the Einstein equation
针对广义相对论在非欧几里得拓扑下无法取非相对论极限的不一致性,提出引入参考非动力学联络修改爱因斯坦方程,使其在任意拓扑下均成立。
2024-01-08 gr-qc math-ph math.MP
Dark Matter as a Relativistic Inertial Effect in Einstein Canonical Gravity?
在研究了狭义相对论中的非惯性系,着重讨论了时钟同步问题(即如何定义三维空间)之后,本文综述了York正则基中的Einstein正则引力及其在三维正交规范中的Hamilton Post-Minkowski(PM)线性化。它表明,约克时间(3-空间的非本征曲率的轨迹)是惯性规范变量描述的广义相对论剩余的时钟同步规范自由度。星系自转曲线所隐含的暗物质可以用约克时间的选择来解释,约克时间意味着牛顿天体框架ICRS的PM扩展。
2010-11-12 astro-ph.GA gr-qc hep-th
The relativistic fluid dual to vacuum Einstein gravity
我们提出了一个(d+2)维的Ricci平坦度规对应的(d+1)维相对论流体,全息代表(假定)的对偶理论的流体力学制度的建设。我们展示了如何使用相对论梯度展开获得任意高阶的度量,并明确地进行计算到二阶。流体在平衡时具有零能量密度,这意味着梯度中的一阶不可压缩性,并且其应力张量(在平衡处和远离平衡处)满足二次约束,这决定了其远离平衡的能量密度。整个动力学二阶编码在一个一阶和六个二阶传输系数,我们计算。我们在相对论梯度中对具有非负发散的二阶熵流进行了分类。然后,我们验证了通过拉回到流体表面的面积形式在零视界的熵流确实有一个非负的发散。我们发现,有明显的近地平线标度限制,是等价于我们在这里讨论的相对论梯度展开,或与纳维-斯托克斯方程在以前的工作中讨论的非相对论性的扩展。后一种膨胀可以在取一个特定的非相对论性极限时从当前的相对论性膨胀中恢复。
2012-04-03 gr-qc hep-th
Bose-Einstein Condensate general relativistic stars
我们分析的可能性,由于它们的超流体性质,一些紧凑的天体可能包含一个显着的一部分,他们的物质在一个玻色-爱因斯坦凝聚体的形式。为了研究凝聚体,我们使用具有任意非线性的Gross-Pitaevskii方程。通过引入波函数的马德隆表示,我们根据连续性方程和流体动力学欧拉方程来表达系统的动力学。非相对论性和牛顿性的玻色-爱因斯坦引力凝聚体可以被描述为气体,其密度和压力由正压状态方程关联。在四次非线性凝聚体的情况下,状态方程是指数为1的多方方程。在牛顿引力凝聚体的近似下,用Lane-Emden方程描述了引力凝聚体的结构,并给出了该方程的精确解。本文还讨论了旋转凝聚体的情况。用非相对论和相对论状态方程数值研究了具有四次非线性的广义相对论组态,确定了稳定组态的最大质量。粒子质量约为2个中子质量(库珀对),散射长度约为10-20 μ m的凝聚体,其最大质量约为2 M太阳,最大中心密度约为0.1-0.3 × 10^16 g/cm ^3,最小半径在10-20 km范围内。这样,我们得到了一大类稳定的天体,其基本天体物理参数(质量和半径)敏感地依赖于凝聚粒子的质量,并在散射长度。我们还提出,最近观测到的质量在2-2.4 M太阳的中子星是玻色-爱因斯坦凝聚体星。
2011-08-19 astro-ph.SR gr-qc
Relativistic second-order perturbations of the Einstein-de Sitter Universe
本文研究了Einstein-de Sitter宇宙学模型中相对论性微扰的演化,包括二阶效应。扰动被认为是在两个不同的设置:广泛使用的同步规范和泊松(广义纵向)之一。一般来说,由于微扰是规范相关的,我们从考虑二阶规范变换开始。其次,我们给出了在初始条件下,考虑标量模和张量模的同步规范中微扰的演化。使用先前定义的二阶规范变换,我们就能够将这些微扰变换为泊松规范。二阶微扰理论最重要的特征是模式混合,这也意味着,例如,原始密度微扰作为引力波的源,而原始引力波引起二阶密度涨落。我们的形式主义的可能的应用范围从轻度非线性制度的微扰的演化研究的二次各向异性的宇宙微波背景的分析。
1998-06-03 astro-ph gr-qc
Gmunu: Toward multigrid based Einstein field equations solver for general-relativistic hydrodynamics simulations
我们提出了一个新的开源的轴对称广义相对论流体动力学代码Gmunu(广义相对论多重网格数值求解器),它使用多重网格方法来解决椭圆形度量方程的共形平坦条件(CFC)近似球网格。现有的相对论流体动力学代码的基础上的配方依赖于一个自由的数值相对论的方法,其中的度量变量是由双曲方程,而不强制执行的约束方程的演变。另一方面,虽然完全约束演化公式在理论上更有吸引力,并且应该导致更稳定和更准确的模拟,但这种方法并没有被广泛使用,因为在演化过程中求解椭圆型约束方程通常比双曲自由演化方案在计算上更昂贵。多重网格方法求解微分方程具有一系列的离散化,其计算成本通常低于其他方法,如直接方法,松弛方法,逐次超松弛。使用多重网格加速,可以在与求解流体力学方程相当的时间尺度上求解度量方程。这可能会使完全约束演化公式在数值相对论模拟中更经济实惠。作为第一步,以评估多重网格方法在相对论模拟的性能和鲁棒性,我们开发了一个流体力学代码,利用标准的有限体积法加上多重网格度量求解器来解决爱因斯坦方程的CFC近似。在本文中,我们提出的方法和实现我们的代码Gmunu和它的属性和性能在一些基准相对论流体力学问题。
2020-09-23 astro-ph.HE gr-qc
Maximum mass of relativistic self-gravitating Bose-Einstein condensates with repulsive or attractive $|φ|^4$ self-interaction
本研究推导了相对论自引力玻色-爱因斯坦凝聚体最大质量的近似解析公式,该公式统一了无相互作用、排斥和吸引自相互作用情形,适用于暗物质晕及暴胀子团簇研究。
2022-11-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Newtonian limit of fully nonlinear cosmological perturbations in Einstein's gravity
我们证明,在无限光速极限(即,非相对论性和亚视界极限),在零剪切规范和均匀膨胀规范两种规范条件下的相对论性完全非线性宇宙学扰动方程精确地再现了宇宙学背景下的牛顿流体动力学微扰方程;因此,在同样的两种规范条件下,牛顿流体动力学微扰方程精确地恢复到闵可夫斯基背景下。
2013-07-01 astro-ph.CO gr-qc
Stability of Relativistic Spheres Powered by Energy Profile in Einstein Gauss-Bonnet Gravity
本文在Einstein-Gauss-Bonnet引力中研究局部各向异性球形流体的能量密度不规则性,通过场方程与演化方程分析耗散及非耗散情形,揭示非均匀性项由中心向边界逐渐减弱。
2025-08-31 gr-qc hep-th
Implementing fully relativistic hydrodynamics in three dimensions
我们报告我们的完全相对论流体力学耦合到爱因斯坦的场方程在三维空间的数值实现。我们简要回顾了我们的代码开发中的几个步骤,包括我们的爱因斯坦方程和几个测试,证明其优势数值积分的重铸。我们概述了我们的相对论流体力学的实施,并提出了稳定和不稳定的奥本海默-沃尔科夫平衡星,这是一个非常有前途的第一次测试我们的代码的演变的数值结果。
1999-07-28 astro-ph gr-qc
Public Release of RELXILL_NK: A Relativistic Reflection Model for Testing Einstein's Gravity
我们提出了relxill_nk的公开发布版本,这是一个用于检验克尔假设和广义相对论的X射线反射模型。这个模型扩展了relxill模型,该模型假设黑洞时空由克尔度规描述。我们还介绍了relxilllp_nk,第一个具有灯柱电晕配置的非克尔X射线反射模型,以及完整relxilllp_nk包中的所有其他模型。在所有模型中,相关的相对论效应都是通过广义相对论射线追踪代码计算的,该代码可以应用于任何行为良好的、静止的、轴对称的和渐近平坦的黑洞时空。我们表明,通过使用射线跟踪代码引入的数值误差是不显着的,与目前的X射线反射谱观测中存在的观测误差相比。此外,我们提出的反射谱的约翰森度规计算relxill_nk。
2019-06-18 astro-ph.HE gr-qc
Stability of the graviton Bose-Einstein condensate in the brane-world
我们考虑一个有效的四维爱因斯坦方程的解决方案,从广义相对论史瓦西度规通过最小几何变形(MGD)的原则。由于膜张力通常可以在MGD框架中的相对论性Eötvös膜模型上引入新的奇点,因此我们要求不存在观测到的奇点,以便限制膜张力。然后我们研究了相应的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)引力系统,确定了BEC MGD恒星构型的临界稳定区。最后,临界恒星密度与信息熵的临界点有关。
2016-10-05 gr-qc hep-th
Dark Matter as a Non-Relativistic Bose-Einstein Condensate with Massive Gravitons
我们面对一个非相对论玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)模型的轻玻色子引力相互作用,无论是通过牛顿或汤川势与观测到的旋转曲线的$12$矮星系。重子分量被模拟为一个轴对称指数盘,其特征来自星系的表面光度轮廓。纯粹的重子拟合是不令人满意的,因此暗物质的成分是明确需要的。用BEC模型可以很好地解释这5个星系的自转曲线。对于这些星系,我们得到:(i)允许的引力子质量的上限;和(ii)的限制速度型和密度型的量表征的BEC,都表示在BEC粒子的质量,散射长度和化学势。引力子质量的上限是$10^{-26}$ $\text{eV/c}^2$的数量级,比最近引力波探测得出的极限强三个数量级。
2019-05-10 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc