Spacetime Averaged Null Energy Condition
已知弯曲空间中的量子场违反了平均零能量条件，即使只考虑消时测地线。许多这样的例子涉及到在所考虑的测地线附近的应力-能量张量的快速变化，从而产生了在额外维度上求平均将产生量子场普遍遵守的原理的可能性。然而，在讨论了附加平均的各种程序（包括对流形的所有维度进行积分）之后，我们给出了一类违反任何此类平均条件的例子。
2010-06-13 gr-qc hep-th
Averaged null energy condition and quantum inequalities in curved spacetime
平均势能条件（英语：Averaged Weightenergy Condition）（ANEC）指出，应力-能量张量在测地线的切向量上的投影沿着完全零测地线的积分不能为负。ANEC可以用来排除具有奇异现象的时空，如封闭的类时曲线、超光速旅行和虫洞。我们证明了ANEC服从于一个最小耦合，自由量子标量场上的任何achronal零测地线（没有两个点可以连接一个类时曲线）所包围的管状邻域的曲率是由一个经典源。为了证明ANEC，我们使用了零投影量子不等式，它提供了量子场的重正化应力-能量张量的加权平均值可以是多负的约束。从Fewster和Smith的一般结果出发，首先导出了具有背景势的平坦时空上最小耦合标量场的类时投影量子不等式。利用这个结果，我们继续寻找量子不等式在小曲率时空中测地线上的界，在里奇张量及其导数中工作到一阶。最后一步是在一般的类时路径上导出零投影量子不等式的一个界，最后我们利用这个结果证明了小曲率时空中的非时变ANEC。
2015-07-22 gr-qc math-ph math.MP
Cosmological singularities from high matter density without global topological assumptions
像霍金和彭罗斯这样的宇宙学奇点定理假设了局部曲率条件和全局曲率条件，比如存在一个紧凑的（非时间）切片。在这里，我们证明了一个新的奇异性定理的时间时空，满足我们所谓的“过去零聚焦”的条件。这样一个条件迫使所有具有未来端点的零测地线在过去完备的情况下形成一对共扼点。根据爱因斯坦场方程，如果物质场的密度在时空的过去保持足够高，就可以满足这样一个条件，正如在某些宇宙学场景中所预期的那样。所得到的定理并没有对时空的拓扑结构作出起始假设，例如存在一个紧凑的非时切片，如果除了一个“过去零聚焦”条件之外，我们还假设了类时收敛条件，那么就得到了与CMC叶理的存在和奇异性的性质有关的进一步结果。通过引入类时收敛条件，得到了所有类时测地线都是过去不完全测地线的结论，这比通常的单个不完全非类空测地线强得多。
2019-08-28 gr-qc math.DG
The Averaged Null Energy Condition and the Black Hole Interior in String Theory
最近的研究表明，折叠弦是在$SL(2,\mathbb{R})_k/U(1)$黑洞的视界后面自发产生的。在这里，我们表明，这些折叠弦违反平均零能量条件{ \it宏观}。我们讨论了这一观察结果对黑洞物理学的一般可能产生的后果，特别是对信息之谜。
2018-11-29 gr-qc hep-th
The averaged null energy condition and difference inequalities in quantum field theory
最近，Larry Ford和Tom Roman发现，在一个平坦的圆柱空间中，虽然应力-能量张量本身不满足沿（非消时）零测地线的平均零能量条件（ANEC），但当从应力-能量中减去“Casimir-真空”贡献时，所得张量确实满足ANEC不等式。Ford和Roman将这类量子应力-能量张量的约束称为“差分不等式”。“在这里，我给出了任意二维时空中最小耦合无质量标量场的差分不等式的证明，使用的技术与我们在与罗伯特·瓦尔德的早期论文中证明ANEC所依赖的技术相同。我首先概述了量子场论中的平均能量条件。
1994-11-21 gr-qc
Conformally invariant averaged null energy condition from AdS/CFT
研究了AdS/CFT对偶性与体积和边界因果关系的相容性，导出了3维和5维弯曲边界上量子场论的共形不变平均零能条件（CANEC）.这是闵可夫斯基时空中的平均零能量条件（ANEC）到弯曲边界的推广，其中零能量沿着零线平均，并具有适当的权重以实现共形不变性。为此目的，我们采取，作为我们的指导原则，高和沃尔德的无体积捷径定理，它基本上断言，当从一个点到另一个边界上，一个不能采取“捷径通过体积”。我们还讨论了体积与边界因果关系和弱宇宙监督之间的关系。
2020-03-04 gr-qc hep-th
Proof of the averaged null energy condition in a classical curved spacetime using a null-projected quantum inequality
量子不等式是对量子场的重正化应力-能量张量的加权平均值可以有多负的约束。零投射量子不等式可以用来证明平均零能量条件（ANEC），这将排除诸如虫洞和时间机器之类的奇异现象。在这项工作中，我们得到这样一个不等式的无质量最小耦合标量场，工作到一阶的黎曼张量及其衍生物。然后，我们使用这个不等式证明ANEC的消时测地线在弯曲的背景下，服从零收敛条件。
2015-10-27 gr-qc math-ph math.MP
A holographic proof of the averaged null energy condition
平均零能量条件（ANEC）指出，沿着完全零曲线，量子场的负能量波动必须由正能量波动平衡。利用AdS/CFT对应证明了平坦时空中一类强耦合共形场论的ANEC。违反场论中的ANEC将导致信号在体中的非因果传播。
2015-02-22 gr-qc hep-th
Scale anomalies imply violation of the averaged null energy condition
最近人们对固定弯曲背景时空上的量子场论是否满足平均零能量条件（ANEC）的问题表示了极大的兴趣。Wald和Yurtsever [Phys. Rev. D43，403（1991）]的评论指出，一般来说，答案是否定的。在这篇笔记中，我更详细地探讨了这个问题，并成功地描述了一个广泛的时空类别，在这个时空类别中，ANEC肯定会被违反。最后，我补充了一些关于史瓦西时空中ANEC破坏的评论。
1994-09-20 gr-qc hep-th
The averaged null energy conditions in even dimensional curved spacetimes from AdS/CFT duality
在AdS/CFT对偶性的背景下，应用非体积捷径原理，研究偶（2维和4维）弯曲时空中强耦合量子场论的平均零能条件（ANEC）.在相同的上下文中，但在奇数维，本作者以前推导出共形不变的平均零能量条件（CANEC），这是一个版本的ANEC具有一定的权函数的共形不变性。然而，在偶数维中，人们必须处理引力共形反常，这使得相关的公式比奇数维的情况复杂得多。在二维情况下，我们通过应用无体积捷径原理推导出ANEC。在四维，我们推导出一个不等式，它本质上提供了一个权重函数的ANEC的下界。为了这个目的，也得到一些几何的见解，重力共形异常，我们表示的应力-能量公式的几何量，如边界零测地线和准本地质量的边界几何的扩展。我们认为，当达到最低限度，也讨论了零能量的平均值可以是负的，考虑一个简单的例子，一个空间紧凑的宇宙与虫洞喉。
2020-08-18 gr-qc hep-th
The averaged null energy condition on holographic evaporating black holes
利用AdS/CFT对偶性研究了蒸发黑洞事件视界上强耦合场的平均零能条件~（ANEC）。首先，我们考虑一个具有受扰四维黑液滴几何的$3$维蒸发黑洞的全息模型，研究了进入边界黑洞视界的负能流是如何出现的。结果表明，当视界面积减小时，进入的负能流总是出现在边界黑洞视界。其次，我们测试的ANEC在一个全息模型的$4$维渐近平坦的动态黑洞，它描述了形成和随后的蒸发的球对称黑洞。应用“体无捷径原理”，我们证明了当局部零能量沿事件视界上的不完全零测地线用权函数平均时，从黑洞形成开始到黑洞蒸发的最后时刻，ANEC总是满足的.结果表明，在黑洞形成的早期阶段，总的进入负能流被大量的正能流所补偿。
2022-03-10 gr-qc hep-th
Lightlike sets with applications to the rigidity of null geodesic incompleteness
洛伦兹几何中奇点定理的一个重要方面，如果相对不太为人所知的话，就是理解他们的结论如何在削弱或抑制他们的一个或多个假设时发生。然后，可能会出现带有修正的推论的定理，表明这些结论只在特殊情况下才会失败，至少其中一些是可以描述的。这些就是所谓的刚性定理，在专门的文献中有许多重要的例子。在本文中，我们证明了刚性结果的广义平面波和某些整体双曲时空中存在的极大紧曲面。受这些证明中出现的一些一般性质的启发，我们发展了类光集理论，类似于非时集的实体，但更适合于处理低正则性的零子流形。
2014-08-19 gr-qc math.DG
Plate with a hole obeys the averaged null energy condition
Casimir系统的负能量密度似乎违反了广义相对论的能量条件。然而，人们不能使用标准计算来测试完美反射板的平均零能量条件（ANEC），因为零测地线必须通过板，在那里计算失败。为了避免这个问题，我们计算的贡献ANEC的测地线，通过一个单一的板孔。我们认为狄利克雷和诺依曼边界条件在两个和三个空间维度。我们使用一个Babinet的原则参数，以减少问题的一个互补的有限盘校正完美的镜像结果，然后我们使用散射理论在椭圆和球坐标计算。在Dirichlet情形下，我们发现由于孔洞的正修正抵消了无限板的负修正。在诺伊曼的情况下，无限大的板给出了正的贡献，空穴的贡献在幅度上较小，所以再次服从ANEC。这些结果可以推广到两个板在大、小孔半径限制下的情况。因此，这一制度提供了另一个例子，说明当人们可能期望ANEC被违反时，它却得到了遵守。
2005-11-07 gr-qc hep-th
On the affine parametrization of null geodesics in low regularity
Universidad de Granada（格拉纳达大学）；University of Vienna（维也纳大学）；University of Hamburg（汉堡大学）
本文针对低正则性时空与洛伦兹长度空间中类光测地线缺乏标准参数化的问题，讨论通过类时测地线极限定义仿参数化的方法，指出其存在非唯一结果的缺陷，并探索利用类时测地线构造彭罗斯型奇点定理的可能性。
2026-08-26 gr-qc math.DG
The averaged null energy condition for general quantum field theories in two dimensions
结果表明，在二维Minkowski时空中，当局域量子场论具有质量间隙和能量动量张量时，对于一组稠密的、对称不变的矢量态，平均零能量条件都是成立的.后者被假定为是一个怀特曼领域，这是当地的相对于可观的，本地产生的翻译，是发散自由的，并大力限制。因此，平均零能量条件可以从二维平坦时空中一般量子场论的完全通用的标准假设中推导出来。
1999-04-29 gr-qc hep-th math-ph
Averaged Null Energy Condition from Causality
平坦时空中的酉洛伦兹不变量子场论服从微因果性：类空分离时，量子化子消失。对于二维以上的相互作用理论，我们证明了这意味着平均零能$\int du T_{uu}$必须是正的。这个非局部算子出现在光锥极限中局部算子的算子乘积展开中，因此对$n$ -点函数有贡献。我们得出一个总和规则，隔离这种贡献，显然是积极的。这一论证也适用于应力张量以外的某些更高自旋的算符，产生了一个$\int du X_{uuu\cdots u} \geq 0$形式的新约束的无限族。这些导致新的不等式自旋运营商的耦合常数在共形场论，其中包括作为特殊情况（但通常是强于）现有的限制，从光锥引导，深度非弹性散射，共形碰撞机方法，和相对熵。我们还评论的关系，最近推导的平均零能量条件从相对熵，并建议因果关系和信息理论的QFT不等式之间的更一般的连接。
2016-10-17 gr-qc hep-ph hep-th
Averaged null energy condition in Loop Quantum Cosmology
虫洞和时间机器是广义相对论中非常有趣的对象。然而，它们需要奇异的物质来支持，而这在经典水平上是不可能的。但是如果我们把引力的量子效应引入到应力-能量张量中，这些奇特的物体就可以自洽地构造出来。幸运的是，圈量子宇宙学（LQC）有可能成为连接经典理论和量子引力的桥梁。从而为研究半经典情况下的量子效应提供了一种简单的方法。圈量子宇宙学在研究早期宇宙的行为方面是非常成功的。在早期阶段，如果考虑量子效应，暴胀是自然的，因为各种局域能量条件都被破坏了。与暴胀宇宙类似，平均零能量条件的违背是可穿越虫洞的必要条件。本文在有效Hamilton量的框架下研究了LQC中的平均零能条件，发现LQC确实违反了无质量标量场耦合模型中的平均零能条件。
2008-12-18 gr-qc
Modular Hamiltonians for Deformed Half-Spaces and the Averaged Null Energy Condition
在$\mathbb{R}^{1,d-1}$上研究了相对论量子场论中变形半空间真空态对应的模哈密顿量。我们表明，除了通常的升压发电机，有一个贡献的模块化哈密顿在一阶的形状变形，成比例的零分量的应力张量沿Rindler地平线的积分。我们利用这个事实以及相对熵的单调性来证明闵可夫斯基时空中的平均零能量条件。从而给出了CFT三点函数中参数的Hofman-Maldacena界的一个新的证明。我们的主要技术进步包括适应新开发的微扰方法计算纠缠熵的问题。这些方法最近被用来证明某些结果的形状依赖的纠缠在CFTs和这里我们推广这些结果的激发态和实时动力学。我们还讨论了这一结果的AdS/CFT对应物，与最近提出的全息理论中的模块化哈密顿的引力对偶。
2016-05-25 gr-qc hep-th quant-ph
Does backreaction enforce the averaged null energy condition in semiclassical gravity?
量子场的预期应力-能量张量< T_{ab} >一般违反了广义相对论的局域正能量条件。然而，< T_{ab} >可能满足一些非局部条件，如平均零能量条件（ANEC），这将排除可穿越的虫洞。虽然ANEC在闵可夫斯基时空中成立，但如果允许人们任意选择时空和量子态，而不强加半经典爱因斯坦方程G_{ab} = 8 π，则在弯曲时空中它可以被违反< T_{ab} >。本文通过研究具有任意曲率耦合的自由无质量标量场关于平坦时空/真空解的二阶微扰理论，研究了ANEC是否对该方程的解成立。我们“降低”的扰动方程，以消除虚假的解决方案，并考虑的限制，其中的lengthscales确定的传入状态是远远大于普朗克长度。我们还需要假设入射的经典引力辐射并不支配一阶度规微扰。我们发现，虽然ANEC积分可以是负的，如果我们平均的ANEC积分横截测地线与一个合适的普朗克尺度涂抹功能，然后在所有情况下，除了平坦的时空/真空解决方案得到严格的正结果。这一结果表明--我们的论文的很大一部分致力于分析一般问题的性质的半经典爱因斯坦方程和处方提取物理相关的解决方案。
1996-07-02 gr-qc hep-th
The Gravity Dual of Boundary Causality
在规范/引力对偶中，边界上没有因果关系的点不能通过整体有因果关系;这是边界因果关系的陈述。根据Gao-Wald定理，体中的平均零能量条件足以确保该性质。在这里，我们继续在相反的方向：我们推导出一个必要条件，以及充分条件下保持边界因果关系的微扰（量子或stringy）的修正批量。我们发现的条件是一个（背景依赖）的限制量，光锥可以“打开”所有空散装测地线。我们表明，这个约束是弱于平均零能量条件。
2016-09-05 gr-qc hep-th
A note on the averaged null energy condition in quantum field theory
平均零能量条件最近被证明对一大类时空中的线性量子场成立。然而，我们很容易用一个简单的标度论证来证明，所述的ANEC在弯曲的四维时空中一般不成立，而且这个标度论证被广泛地解释为对量子场论中平均能量条件的致命一击。在这篇文章中，我提出了一个简单的推广ANEC，其中的右手边的ANEC不等式被替换为一个有限的（但一般为负）状态独立的下界。只要注意力集中在渐近行为良好的时空上，ANEC的这种广义版本就不会受到标度论证的威胁，因此有可能在四维弯曲时空中普遍有效。我认为，当广义ANEC成立时，它对总能量的非负性和与ANEC的含义类似的奇异性定理有影响。特别是，我表明，如果广义ANEC是满足静态遍历虫洞时空（这是可能的，但仍有待证明），然后宏观虫洞（但不一定是微观的，普朗克大小的虫洞）被排除由量子场论。
1995-01-28 gr-qc
Null energy conditions in quantum field theory
对于四维Minkowski空间中的量子化的、无质量的、最小耦合的实标量场，我们证明了（通过一个显式构造）零收缩应力-能量张量沿零测地线的加权平均在Hadamard态类上从下到上是无界的.因此，在四维闵可夫斯基时空中，沿着零测地线不存在量子不等式。这与二维平坦时空的情况相反，在二维平坦时空中确实存在这样的不等式。我们详细讨论了在我们的分析中使用的量子态的属性，并表明，在这些状态下评估的应力能量张量的重整化期望值满足平均零能量条件（如预期的），尽管不存在零平均量子不等式。然而，我们也表明，在任何全球双曲时空的零收缩应力能量平均在类时世界线满足量子不等式的限制（无论是有质量和无质量的领域）。我们简要地评论我们的奇异性定理的结果的影响。
2002-11-26 gr-qc
The double smeared null energy condition
零能条件（NEC）是彭罗斯奇点定理的一个重要假设，它被量子场所破坏。量子场论中NEC的自然推广，即在有限零段上平均的重整化零能量，已知从下面是无界的。在这里，我们提出了一种替代方案，双涂抹零能量条件（DSNEC），说明零能量涂抹在两个零方向有一个有限的下限。我们严格推导出DSNEC从一般的世界体积的闵可夫斯基时空中的自由量子场的界限。我们的方法允许将来系统地包含曲率校正。作为我们开发的技术的进一步应用，我们证明了额外的下限上的期望值的各种运营商，如保守的较高的自旋电流。DSNEC提供了一个自然的起点，证明奇异性定理在半经典引力。
2021-11-10 gr-qc hep-th
Averaged null energy condition in spacetimes with boundaries
平均势能条件（ANEC）要求应力-能量张量在测地线切向量上的投影沿完全零测地线的平均值永远不能为负。这足以排除广义相对论中的许多奇异现象。在一定的条件下，我们表明，ANEC永远不会被违反的量子化的最小耦合自由标量场沿一个完整的零测地线包围的管状邻域中的几何形状是平坦的，其内在的因果结构与诱导从全时空。特别地，ANEC在具有边界的平坦空间中成立，如Casimir效应，对于距离边界有限距离的测地线
2007-09-10 gr-qc math-ph math.MP
Semi-local Bounds on Null Energy in QFT
我们调查是否零能量，平均在某些区域的时空，是有界的QFT。首先，我们使用光片量子化来证明[1]中提出的一个版本的“涂抹能量条件”（SNEC），该条件适用于自由和具有UV截止的超可重正化QFT。通过一个显式的压缩态的建设，我们表明，SNEC的限制不能通过涂抹光片单独改善。我们建议，涂抹在两个零方向上的零能量定义了一个算子，该算子在UV截止点以下有界且独立于UV截止点，我们称之为“双重涂抹能量条件”或dSNEC。我们示意性地表示如何这个绑定的行为相对于涂抹长度，并认为dSNEC显示一个过渡时，涂抹长度是可比的相关长度。
2021-08-13 gr-qc hep-th
Averaged Energy Conditions and Quantum Inequalities
揭示了无质量标量场的平均弱能（AWEC）和平均零能（ANEC）条件与负能量子不等式限制之间的联系。在二维紧致Minkowski宇宙中，我们得到了任意量子态和Casimir真空态的能量密度期望值之差的协变量子不等式型界.从这个界出发，证明了期望值之差也服从AWEC和ANEC型积分条件。相反，众所周知，Casimir真空态中的应力张量既不满足量子不等式，也不满足平均能量条件。这样的差不等式表示对能量条件违反程度的限制，所述能量条件违反程度被允许超过由于背景真空状态中的负能量密度引起的任何违反。在我们简单的二维模型中，它们提供了物理上有趣的负能量新约束的例子，即使在通常的AWEC，ANEC和量子不等式限制失败时也是如此。在极限时的空间的大小是允许去无穷大，我们推导出量子不等式的类时和零测地线，在适当的限制，减少到AWEC和ANEC在普通的二维闵可夫斯基时空。我们还导出了四维闵可夫斯基时空中惯性观测者所看到的能量密度上的量子不等式。这个界限意味着在平坦时空中的任何惯性观测者都不能看到持续任意长时间的任意大的负能量密度。
1994-10-29 gr-qc hep-th
Energy conditions outside a dielectric ball
我们分析表明，真空电磁应力能量张量外的球具有恒定的介电常数和磁导率总是服从弱，零，占主导地位，和强的能量条件。在量子场论中，还没有已知的例子可以证明平坦时空中的平均零能量条件被违反。
2004-07-01 gr-qc hep-th
Averaged Energy Conditions and Evaporating Black Holes
本文研究了二维和四维蒸发黑洞背景下的平均弱能（AWEC）和平均零能（ANEC）条件，以及对负能的不确定原理型限制（"量子不等式“）。特别是，仅半测地线上的积分进行了研究。我们确定的区域的时空中的平均能量条件被违反。在所有这些条件不成立的情况下，似乎都存在量子不等式，它们限制了负能量的大小和范围，从而限制了违反的程度。这些结果的有效性蒸发黑洞时空的奇异性定理的可能相关性进行了讨论。
1995-12-12 gr-qc hep-th
Null Completeness and Directional Rigidity in Bianchi I Spacetimes
McMaster University（麦克马斯特大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（perimeter理论物理研究所）
该研究推导无端点光学刚性定理，分析比安基I型时空的两种刚性机制，揭示截断稳定零收敛条件下的方向刚性特征，分类饱和几何并探讨相关物质与能量推论。
2026-10-06 gr-qc hep-th math-ph
Cosmological Observations: Averaging on the Null Cone
宇宙在局部尺度上不是各向同性的或空间均匀的。在广义相对论中，局域非均匀性的平均化会对宇宙的演化和宇宙学数据的解释产生重要的动力学效应。特别是，所有关于宇宙学的推论都是基于光路的;平均可以对光子传播产生重要影响，从而对宇宙学观测产生重要影响。最好是从观测量的角度来描述平均的物理效应，并侧重于光的行为。数据（例如，物质项，如密度或星系数计数，它们已经表示为平均量）在零锥上给出。因此，考虑光锥平均量在观测上是有意义的。原则上，我们希望在零锥上描述宇宙学方程，因此我们需要在零锥上构造平均几何。然而，我们认为，它仍然是必要的平均完整的爱因斯坦场方程，以获得适当的平均方程的零锥。由于它不是几何本身出现在观测关系，我们讨论是否有可能协变“平均”只是一个子集的发展方程的零锥，专注于相关的观测量。我们提出了一个平均版本的标量零Raychaudhuri方程，这可能是一个有用的第一步，在这方面。
2009-05-14 astro-ph.CO gr-qc
The Null Energy Condition through the Lens of Optimal Transport: Smooth and Non-Smooth Spacetimes
本文综述了通过最优输运刻画零能量条件的研究，将其推广至非光滑时空，并建立了合成曲率条件及相应的奇点定理。
2026-09-16 gr-qc math-ph math.DG
Chronological null complete spacetimes admit a global time
宣布并激发了“没有类光线的时空是稳定因果的”这一结果。这意味着零测地完备的时间时空，满足零泛性和零（平均）能量条件，允许一个时间函数。
2008-12-05 gr-qc
On the geometry of synthetic null hypersurfaces
本文提出一种合成框架，用于研究非光滑时空中的零超曲面几何与分析特性，定义合成零超曲面并提出合成零能量条件，适用于低正则性时空，并应用于霍金面积定理和彭罗斯奇点定理。
2026-04-29 gr-qc math-ph math.DG
Non-minimal coupling, negative null energy, and effective field theory
本文将非最小耦合视为有效场论的一部分，证明平均零能量条件在经典与量子层面均成立，并建立依赖场值范围的抹平零能量条件，从而约束可穿越虫洞等奇异现象。
2023-09-19 gr-qc hep-th
Obstructions to global visibility of singularities in asymptotically flat spacetimes
MG Science Institute, Gujarat University（古吉拉特大学MG科学学院）；Fakultät für Mathematik, Universität Wien（维也纳大学数学学院）；International Centre for Space and Cosmology, Ahmedabad University（艾哈迈达巴德大学国际空间与宇宙学中心）
研究渐近平坦时空奇点全局可视性的障碍，通过生成元层面的准则证明测地线无法到达I^+，从而得出S不全局可视的结论。
2026-01-07 gr-qc math.DG
Averaged Energy Conditions and Bouncing Universes
弹跳宇宙的动力学特征是违反了总能量-动量张量的某些坐标不变限制，通常称为能量条件。虽然可能存在局部违反零能量条件的时期，但它可能在平均意义上被强制执行。明确的例子，这种可能性进行了调查，在不同的框架。
2017-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Averaged Energy Conditions in 4D Evaporating Black Hole Backgrounds
利用Visser的应力-能量张量对应于Unruh真空中的共形耦合无质量标量场的半解析模型，通过明确地计算半完全测地线上的相关积分，我们研究了四维蒸发黑洞背景下的平均弱能（AWEC）和平均零能（ANEC）条件以及对负能的Ford-Roman量子不等式型限制.我们发现，在平均能量条件失效的所有情况下，负能量密度的大小和持续时间都存在量子不等式界。
1998-06-09 gr-qc
Tunnelling and dynamical violation of the Null Energy Condition
能量条件被认为是能量条件中最基本的条件，几个关键的结果，如奇异性定理，都是基于能量条件。卡西米尔效应是罕见的平衡机制之一，通过这种机制，它被打破，而不需要调用修改的引力或与奇异物质的非最小耦合。在这项工作中，我们提出了一个独立的动力学机制，它被违反，与唯一的成分是标准的（但非微扰）QFT和最低限度的耦合标量场在双阱势。至于Casimir效应，我们解释了为什么平均能量条件不应该被这种机制所破坏。然而，这种短暂的行为可能对早期宇宙学产生深远的影响。
2021-04-29 gr-qc hep-ph hep-th
Time Dependent String Compactification: Towards Bouncing Cosmology
McGill University（麦吉尔大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）
本文通过时间依赖型弦紧缩实现反弹宇宙学，利用平均爱因斯坦框架条件在低维描述中违反NEC，同时保持高维NEC的满足。
2026-08-24 gr-qc hep-th
Versatile method for renormalized stress-energy computation in black-hole spacetimes
本文提出了一种计算黑洞时空中重整化应力-能量张量的新方法，该方法同样适用于动力学黑洞和自旋黑洞。这种新方法只要求时空具有单一的对称性。到目前为止，我们开发了三种变体的方法，针对固定，球对称，或轴对称BH。我们用这种方法计算了Schwarzschild和Reissner-Nordstrom背景下的最小耦合无质量标量场在多个量子态下的RSET。本文给出了在Schwarzschild情形下Unruh态（描述BH蒸发的状态）的RSET结果。RSET在弱场为I型，在$r\lesssim2.78M$为IV型。然后，我们使用RSET的结果来探索违反弱和零能量条件。我们发现从$r\simeq4.9M$到视界，这两个条件都不成立。我们还发现，平均弱能量条件是违反一类（不稳定）圆形类时测地线。最值得注意的是，在$r=3M$的圆零测地线违反了平均零能量条件。
2016-11-24 gr-qc hep-th
A curious variant of Bronnikov-Ellis spacetime
我们探讨了一个奇怪的，但简单的变体Bronnikov-Ellis（BE）虫洞时空与特定的“红移功能”（即$g_{00}$）的线元素。支持这种几何形状所需的物质仅在喉部周围违反局部平均能量条件（NEC），并且可以使用度量参数将沿径向零测地线的全局平均平均能量条件（ANEC）积分调整为任意小的负值。描述了线元在度量函数、曲率和所需物质应力能方面的性质。此外，精确的零和类时测地线被发现和周期/非周期运动（封闭，有界或开放）的一般功能。标量波的传播也解决了解析，从而提供了一个部分检查标量扰动下的几何形状的稳定性。有趣的是，我们注意到，这个BE变体可以被看作是一个四维的，类时的一个五维的，静态的，非真空的，Witten气泡状的几何形状，与额外的维度，也有虫洞的功能，并通过满足NEC的问题线程。
2022-02-14 gr-qc hep-th
Gravitational vacuum polarization IV: Energy conditions in the Unruh vacuum
在一系列早期论文[gr-qc/9604007，gr-qc/9604008，gr-qc/9604009]的基础上，我研究了Unruh真空中的各种点态和平均能量条件。我认为量子应力-能量张量对应于一个共形耦合的无质量标量场，工作在测试场的限制，限制注意史瓦西几何，并调用分析和数值技术的混合。我构建了一个半解析模型的应力-能量张量，全球范围内再现所有已知的数值结果在0.8%，并满足所有已知的应力-能量张量的分析功能。我表明，在Unruh真空（1）所有标准的逐点能量条件被违反整个外部区域-所有的方式从空间无穷大到事件视界，和（2）平均零能量条件被违反所有传出的径向零测地线。在一对附录中，我指出了一般策略，构建半解析模型的应力-能量张量在Hartle-Hawking和Boulware状态，并表明，在一定意义上的最小近似与Hartle-Hawking状态的应力-能量的一般属性兼容。
1997-02-28 gr-qc hep-th
Energy conditions in general relativity and quantum field theory
本文综述了广义相对论和量子场论中能量条件的研究现状。我们提供了一个历史回顾和技术成果和应用的总结，补充了一些新的推导和讨论。我们特别注意运动方程的作用以及经典理论和量子理论之间的关系。在广义相对论的背景下，点态能量条件首先作为对物质的物理上合理的限制被引入。它们旨在表达例如质量的积极性或引力的吸引力。也许更重要的是，它们被用作数学相对论中的假设，以证明奇点定理和虫洞以及类似奇异现象的不存在。然而，概念简单性、普遍有效性和强结果之间的微妙平衡面临着严重的挑战，因为所有的逐点能量条件都被量子场和一些相当简单的经典场系统地破坏了。为了应对这些挑战，引入了较弱的陈述，如量子能量不等式和平均能量条件。这些有一个更大的有效性范围，可能仍然足以证明至少一些早期的结果。这些条件之一，时间平均零能量条件，最近受到越来越多的关注。它被认为是所有引力物理物质动力学的普遍性质，即使在半经典或量子引力的背景下。
2020-06-05 gr-qc math-ph math.MP
Global aspects of conformal symmetry and the ANEC in dS and AdS
从闵可夫斯基的平均零能条件出发，证明了在de Sitter和反de Sitter背景下的共形场论的共形对称性蕴含着平均零能条件.一个类似的和新的界限也得到了一个CFT在洛伦兹柱。利用相对熵的单调性，我们重新推导了dS和圆柱的这些结果。作为一个副产品，我们得到了真空模哈密顿量和纠缠熵相关的零变形区的CFTs在（A）dS和圆柱。在dS的ANEC的第三个推导出遵循散装因果关系的AdS/CFT。最后，我们使用富田-竹崎理论表明，Rindler积极的Minkowski算子推广到共形理论中定义的dS和圆柱。
2020-12-23 gr-qc hep-th
Efficient computation of null affine parameters
针对零测地线仿射参数显式求解繁琐棘手的问题，研究提出利用含类时共形Killing矢量的共形相关时空定义优选三维切片及仿射三维度规，无需先求零测地线即可得到仿射零参数，简化分析且适用广泛。
2023-12-20 gr-qc
Stringy black holes and energy conditions
本文详细地讨论了由弦论发展起来的牛顿-麦克斯韦引力理论中，牛顿场和麦克斯韦场所包含的物质应力能的能量条件不等式。在简化的1+1维模型中，$R\le 0$（其中$R$是Ricci标量）是确保类时测地线聚焦的必要条件。在3+1维中，我们概述了纯量子理论对物质的要求，这些要求反过来又限制了量子的功能形式。此外，在带电粒子引力中，对于在弦参考系中所写的电磁黑洞度规，注意到了物质应力能的一种奇怪的相反行为，即对弱能量条件的违反/守恒。我们还调查的问题，是必要的创造某些特定的非渐近平坦的黑洞。对于电磁黑洞度规，奇怪的是，物质满足弦框架中的弱能量条件。最后，沿径向零测地线为这些黑洞时空的平均能量条件进行评估。
1997-02-26 gr-qc hep-th
Energy conditions allow eternal inflation
永恒的暴胀需要哈勃体积中的能量向上波动，这似乎违反了能量条件。特别是，在膨胀时空中的标量场应该服从平均零能量条件，这似乎排除了永恒的膨胀。在这里，我们展示了当能量条件（甚至零能量条件）被遵守时，永恒的暴胀是如何可能的。关键点在于，能量条件限制了任何单个量子态的演化，而永恒暴胀的过程涉及重复选择前一个态的子扇区，因此不存在违反条件的单个态。
2020-08-04 gr-qc
Classical Scalar Fields and the Generalized Second Law
经典非最小耦合标量场可以违反广义相对论的所有标准能量条件。违反了零和平均零能量条件，可获得这样的领域已被建议作为可能的外来物质候选人所需的维护可穿越的虫洞。在本文中，我们探讨的可能性，如果这样的领域存在，它们可能会被用来产生大的负能量通量和宏观违反广义热力学第二定律（GSL）。我们发现在平坦时空中产生大的负能流似乎是非常容易的。然而，我们也发现，有些令人惊讶的是，这些相同类型的通量注入到黑洞不{ \it不}产生违反GSL。即使在通量导致视界面积减小的情况下，这也是正确的。我们证明了两种效应是拯救GSL的原因：视界的非因果行为和通过依赖于标量场的附加项对通常黑洞熵公式的修改。
2001-03-23 gr-qc hep-th
Energy conditions, traversable wormholes and dust shells
首先，我们回顾了点态能量条件和平均能量条件，量子不等式和"体积积分量词“的概念，它提供了一个衡量违反能量条件的物质的”总能量“。其次，我们提出了一个特定的度量的球对称可穿越虫洞中存在的一个通用的宇宙学常数，验证了零和平均零能量条件被违反，如预期的。第三，一个无压尘埃壳周围的内部虫洞时空匹配后者的几何形状，以一个独特的真空外部解决方案。为了进一步减少外来物质的使用，我们找到了表面能密度为正的区域，从而满足了结表面的所有能量条件。还推导出一个控制跨接面径向压力行为的方程。最后，利用该结构，通过施加可穿越性条件，还发现了虫洞的具体尺寸，即喉道半径和交界面半径，以及观察者穿越虫洞的总穿越时间和最大速度的估计。
2004-10-18 gr-qc
A General Proof of the Quantum Null Energy Condition
我们证明了相对论QFT中任意状态$ψ$下的$\left< T_{--}(x) \right>_ψ$的一个约束下界，称为量子势能条件（QNEC）.该边界由穿过$x$的纠缠切割的几何纠缠熵在零方向上的二阶形变给出。我们的证明涉及最近使用的两个独立的方法来证明较弱的平均能量条件（ANEC）的组合。特别是状态$ψ$的形状变形下的模块化哈密顿量的属性起着重要的作用，因果关系的考虑。本文研究了探测算子$\mathcal{O}$在态$ψ$中的两点函数，并利用光锥极限来计算这种相关器.而不是因果关系的时间，我们认为\emph{causality in modular time}的模块化的进化探针运营商，我们限制使用富田竹崎理论以及某些推广有关的理论模块化的夹杂物。QNEC遵循非常相似的考虑，以推导出混沌界和因果求和规则。我们使用一种亏算子乘积展开将复制技巧应用到这些模流计算中，其中位移算子起着重要的作用。我们的方法的灵感来自于QNEC的AdS/CFT证明，该证明遵循AdS边界附近的Ryu-Takayanagi（RT）表面的性质，并结合纠缠楔嵌套的要求。我们的方法，因此，被设计为一个精确的探针的RT表面接近的边界的一个假定的引力/弦对偶的\emph{any} QFT与一个相互作用的UV固定点。我们还证明了一个更高的自旋版本的QNEC。
2019-03-27 gr-qc hep-th quant-ph
The Positivity of Energy for Asymptotically Anti-de Sitter Spacetimes
我们使用的渐近反德西特边界条件Ashtekar和Magnon的制定，以获得一个坐标表达式的一般渐近AdeS度量在无穷大的邻域。由此，我们能够计算零曲线在无穷远附近传播的时间延迟。如果引力质量为负，那么时空中某些零测地线的时滞（相对于无穷远处的零测地线）也将为负。紧接着彭罗斯、索尔金和伍尔加（他们处理了渐近平坦的情形）给出的论证，我们就能够论证负时滞与时空中具有良好因果性质的非负物质能量不一致。因此，我们得到一个新的正质量定理，这些时空。即使在无穷远边界附近的物质通量下降得很慢以至于质量发生变化时，只要该定理在时间平均的意义上应用，该定理也可以应用。这个定理也适用于某些局部物质能量有时为负的时空，就像半经典引力的情况一样。
1994-04-11 gr-qc
Wormholes supported by phantom-like modified Chaplygin gas
我们研究了由幻影能量支持的静止的、球对称的和空间非均匀的虫洞时空的可能构造。后者可用修正的Chaobergin气体状态方程表示。所得到的解满足展出条件和渐近平坦条件。它还表明，平均零能量条件必须违反的存在的虫洞。
2009-02-19 gr-qc
A generalization of the Hawking black hole area theorem
霍金的黑洞面积定理是用零能量条件（NEC）证明的，零能量条件是量子场违反的逐点条件。违反NEC通常被引用的原因，黑洞蒸发是允许在半经典引力的背景下。本文给出了经典黑洞面积定理的两个推广：第一，利用零测地线聚焦的平均条件，即最弱能量条件，证明了原定理。第二，证明了一个面积型的结果，该结果允许黑洞视界的收缩，但提供了一个边界，这个边界可以利用量子能量不等式的条件转化为黑洞蒸发速率的边界。最后，我们展示了如何我们的界限可以应用到两种情况下，违反经典的能量条件。
2023-03-13 gr-qc
Wormholes supported by Scalar Fields with Negative Kinetic Energy
本文提出了一个新的高维虫洞模型，它由一个具有负动力学项的标量场导出的幻影能量支持。我们已经表明，违反幻影能量的平均能量条件（ANEC）可以根据需要减少。我们还注意到，时空的维度对于测量ANEC破坏物质的需要起着至关重要的作用。
2009-07-01 gr-qc
