Upper Limit on the Dissipation of Gravitational Waves in Gravitationally Bound Systems
结果表明,一个具有一维速度色散σ的引力束缚系统最多能耗散通过它传播的引力波能量的~36(σ/c)^3,即使它们的动力学时间比波周期短。对于平均自由程等于系统大小的粒子,例如星系团中的热质子、晕中强相互作用的暗物质粒子或星系团中的大质量黑洞,极限是饱和的。对于这样的随机运动和没有共振的系统,耗散分数<10^{-6},并没有降低引力波作为宇宙学探测器的使用。在高波频率下,耗散部分还受到碰撞频率与波频率之比的平方的抑制。由耗散产生的电磁对应物太微弱,在宇宙学距离上无法检测到。
2020-02-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
On the equilibrium of a charged massive particle in the field of a Reissner-Nordström black hole
本文用Einstein-Maxwell方程组的精确微扰解解决了由Reissner-Nordström黑洞和静止的带电大质量粒子组成的两体系统的多年问题。度规和电磁场的表达式,包括电磁感应引力扰动和引力感应电磁扰动的影响,在封闭的解析公式。
2006-08-31 astro-ph gr-qc
Waveform systematics in identifying strongly gravitationally lensed gravitational waves: Posterior overlap method
本文首次系统评估强透镜引力波事件对识别中的波形系统误差,基于 GWTC O1–O3 比较不同波形下后验重叠法的贝叶斯因子,发现差异存在但不太可能导致事件遗漏。
2023-12-11 gr-qc
Gravito-electromagnetic resonances in Minkowski space
我们考虑了在闵可夫斯基背景下传播的引力辐射和电磁辐射之间的相互作用,并研究了前者对后者的影响。毫不奇怪,这两个源之间的耦合导致引力驱动的电磁波。在第二微扰水平,驱动力表现为两个波的叠加,其性质由初始条件决定。我们发现,Weyl-Maxwell相互作用通常会导致电磁拍频信号,在某些情况下,驱动电磁波的谐振放大。对于物理上合理的初始条件,我们表明,这些共振意味着线性(在时间上)增长的电磁信号的振幅,与整体放大也取决于驱动重力波的强度。最后,我们通过将我们的分析应用于引力波和电磁波共存的天体物理环境,提供了所实现的放大的数量级估计。
2013-10-03 astro-ph.CO gr-qc
Gravitationally Induced Entanglement Across an Event Horizon
University of York(约克大学)
该研究在引力推迟势模型中证明穿越黑洞事件视界的自由下落空间叠加态间可从头产生纠缠,径向提取需非惯性减速触发软引力子轫致辐射,宏观光学质量可通过量子擦除局域切向提取纠缠,揭示时空的几何对偶性。
2026-09-15 gr-qc quant-ph
Quantum gravitational interaction between a polarizable object and a boundary
我们研究了引力极化物体和引力边界之间的量子引力真空涨落所引起的相互作用,发现了物体的位置依赖的能量转移,它引起了一种与电磁场中的Casimir-Polder力非常相似的力.对于Dirichlet边界,导出了极化物体基态量子引力势的显式表达式,发现在近区表现为$z^{-5}$,在远区表现为$z^{-6}$,其中$z$是到边界的距离.将玻色-爱因斯坦凝聚体作为引力可极化物体,我们发现真空中涨落量子引力波对半径的相对修正为$10^{-21}$量级.虽然与电磁场相比,它太小而无法观测到,但它与最近在LIGO臂上探测到的一个黑洞合并所引起的引力应变相当。
2016-05-07 gr-qc hep-th quant-ph
Gravito-electromagnetic resonances
引力与电磁辐射的相互作用有着相当长的研究历史。众所周知,引力波的畸变可以驱动电磁信号的传播。由于受迫振荡提供了共振发生的自然阶段,重力电磁共振已被研究作为更有效的重力波探测方法的一种手段。在这份报告中,我们考虑了闵可夫斯基背景下的外尔场和麦克斯韦场之间的耦合,这也适用于引力弱的天体物理环境,在第二微扰水平。我们使用的协变方法,描述引力波通过横向分量的剪切,而不是纯张量度量扰动。目的是计算电磁信号的性质,电磁信号是由线性对应物与入射引力波相互作用产生的。我们的分析显示了引力驱动的电磁波的波长和振幅是如何随初始条件而变化的。更具体地,对于某些初始数据,发现感应的电磁信号的幅度发散。类似的发散引力电磁共振在宇宙学中也有报道。鉴于此,我们将闵可夫斯基空间的研究扩展到宇宙学,并讨论了上述两种物理环境之间的Weyl-Maxwell耦合的物理学和现象学中的类比和差异。
2011-08-10 astro-ph.HE gr-qc
Binary Neutron Star Mergers with Missing Electromagnetic Counterparts as Manifestations of Mirror World
我们认为,大部分的二进制合并,这可能会提供引力波信号可检测的LIGO/室女座,从隐藏的镜像部门出现。除了引力作用,镜像粒子不会与普通观测者发生相互作用,这就是为什么与镜像物质组成的成分合并时,预期不会有伴随引力波的电磁信号。因此,如果宇宙的暗物质预算主要是由镜像粒子贡献的,我们预测,只有大约一个双中子星(中子星-黑洞)合并的10个,可观察到的LIGO/处女座,特别是在相对于视线有利的条件下,可能伴随着提示伽马射线暴和其他电磁信号适合后续观测。LIGO/Virgo在第三次观测运行期间记录的候选事件列表似乎支持我们的预测。
2020-04-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Possible role of magnetic reconnection in the electromagnetic counterpart of binary black hole merger
我们提出了一个定性的方案来解释的引力波事件GW 150914的直接测量的激光干涉仪引力波天文台(LIGO)-处女座合作和硬$X$ -射线瞬变检测费米-伽马射线暴监视器(GBM)$0.4$秒后的争论之间的关联。在一个双星系统中,两个引力坍缩的物体带有不为零的电荷,在合并过程中发生的两个磁层的补偿,通过磁重联,产生了一个高度准直的相对论流出,变得光学薄,并在GBM视场中闪耀。我们建议,这一过程应被视为一个共同的在未来的联合引力/电磁探测,在中子星-中子星合并事件的情况下,可能会导致可检测的$X$ -或$γ$ -射线的前兆,或瞬态与,引力爆发。
2018-04-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Complexity and Isotropization based Extended Models in the context of Electromagnetic Field: An Implication of Minimal Gravitational Decoupling
本文在 Rastall 理论中运用 MGD 引力解耦,将附加源与各向异性种子流体耦合,构建并通过脉冲星 4U 1820-30 数据验证了三类物理可接受的解析模型。
2025-01-07 gr-qc
Gravitationally-induced entanglement between two massive particles is sufficient evidence of quantum effects in gravity
所有现有的量子引力方案都有同样的深层问题。他们的预测很难在实践中得到检验。与电磁场不同,引力场中的量子效应非常小。其根本原因是引力耦合常数比控制光-物质相互作用的精细结构常数小约43个数量级。例如,引力子--某些量子引力理论所预言的引力场的假设能量量子--的探测被认为实际上是不可能的。在这封信中,我们采用了一种完全不同的量子信息论方法,它绕过了量子引力难以测试的问题。我们提出了一个实验,通过探测两个质量,每个质量在两个位置的叠加,来见证引力场中的量子特征。首先,我们证明了这样一个事实,即任何能够在两个量子系统之间调解纠缠的系统(例如场)本身必须是量子的。这一论点是一般性的,不依赖于任何具体的动态。然后,我们提出了一个实验来检测两个质量之间通过引力相互作用产生的纠缠。通过我们的论证,质量之间的纠缠程度是介导相互作用的场的量子化的间接证据。值得注意的是,这个实验不需要对引力本身进行任何量子控制。它也比其他提议更接近实现,例如检测引力子或检测量子引力真空波动。
2017-12-09 gr-qc quant-ph
Decoherence of massive superpositions induced by coupling to a quantized gravitational field
我们提出了一个简单的计算,导致量子引力引起的退相干的空间叠加的大质量物体的线性耦合制度。这个计算的目的是为了说明引力引起的坍缩可能与任何其他坍缩具有相同的起源,即由于系统(这里是一个大质量物体)与其环境(在这种情况下是引力,但它很可能是电磁场或任何其他场)之间的纠缠。然后,我们指出,在某些情况下,当我们得出结论说,大质量(有待量化)的物质波干扰将通过它们与引力场的耦合而被阻止时,我们必须小心。我们讨论了如何在实验上区分退相干由于纠缠,退相干由于经典的depasig以及真正的量子叠加崩溃(如果这样的过程存在)。
2020-05-29 gr-qc quant-ph
Relativistic dynamics of superfluid-superconducting mixtures in the presence of topological defects and an electromagnetic field with application to neutron stars
导出了超流-超导混合体与电磁场耦合的相对论动力学方程。为了明确起见,并考虑到我们的结果可能应用于中子星,我们假设混合物是由超流中子、超导质子和正常电子组成的。质子超导的I型和II型进行了分析,并允许可能存在的中子和质子涡旋(或磁畴的情况下,I型质子超导)。导出的方程忽略了除相互摩擦耗散之外的所有耗散效应,并且对任意温度都有效(即它们并不意味着所有核子都是成对的),这对磁星条件特别重要。结果表明,对于典型的中子星,这些一般方程可以得到很大的简化,并证明了一种磁流体动力学近似的合理性。我们的结果与文献中的非相对论公式进行了比较,发现了一些差异,特别是,它表明,一般情况下,电位移${\pmb D}$不符合电场${\pmb E}$,相反,在以前的作品中所述。这里开发的相对论框架是很容易扩展到更复杂的微观物理模型,它提供了必要的基础,逼真的中子星的建模。
2017-01-24 astro-ph.HE cond-mat.supr-con gr-qc
Birefringence induced by pp-wave modes in an electromagnetically active dynamic aether
在Einstein-Maxwell-Aether理论的框架下,我们研究了pp波对称动态以太中的双折射效应。动态以太被认为是潜双折射准介质,当且仅当以太运动是非均匀的,即,当以太流的特征是非零膨胀、剪切、涡度或加速度时。根据描述电磁波与动态以太相互作用的动力光学方案,我们将用以太速度四矢量的协变导数中的线性项来模拟磁化率张量。当pp波模式出现在动态以太,我们处理的引力诱导简并去除相对于隐藏的磁化率参数。结果,具有正交偏振的电磁波的相速度不一致,从而显示双折射效应。两个电磁场配置的详细研究:纵向和横向相对于以太pp-波阵面。对于这两种情况下的解决方案,发现,这揭示了异常的电磁响应的行动的PP波以太模式。
2017-10-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Aharonov-Bohm Effects for Electromagnetism and Gravity in Four-Dimensional Spacetime
该研究构建四维时空引力Aharonov-Bohm效应的几何框架,推导量子态和乐变换,证明牛顿近似下引力相移与电磁相移同构,确立引力规范结构量子可观测性并为原子干涉实验提供理论支持。
2025-08-03 gr-qc
On a Separatrix in the Gravitational Collapse to an Overcritical Electromagnetic Black Hole
在广义相对论和量子场论的框架下,研究了中性恒星带电引力坍缩核周围真空极化过程产生的电子-正电子-光子等离子体的动力学性质. Reissner-Nordström几何被假定适用于坍缩的核心和带相反电荷的恒星残余物之间。在半径$\bar{R}$处出现了分界线,它远远超出了渐近接近视界的范围。在半径$r>\bar{R}$处产生的中性电子-正电子-光子等离子体按照经典的PEM-脉冲分析向外自我推进到无穷远。在$r<\bar{R}$产生的等离子体仍然被捕获,并遵循核心的引力坍缩,只有助于减少黑洞的电磁能量和增加其不可约质量。这一现象对伽马射线暴的观测特性有影响,特别是对短暴的时间和光谱结构的理论预测有重要意义。
2003-09-01 astro-ph gr-qc hep-th
Entanglement generation from gravitationally produced massless vector particles during inflation
University of Siena(锡耶纳大学);Università di Camerino(卡梅里诺大学);University at Albany-SUNY(奥尔巴尼州立大学(纽约州立大学系统));Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)(意大利国家天体物理研究所);Al-Farabi Kazakh National University(阿里-法拉比哈萨克国立大学)
研究单场膨胀模型中引力产生无质量矢量粒子及其跨哈勃视界产生的纠缠,分析粒子生产幅值及极化效应,探讨超视界纠缠的生成与普朗克尺度的关联。
2026-04-04 gr-qc hep-th quant-ph
Numerical relativity simulations of the neutron star merger GW190425: microphysics and mass ratio effects
通过含有限温度 EOS 与中微子辐射的 28 组数值相对论模拟,研究 GW190425 不同质量比 BNS 并合,解释其千新星未被观测到的原因。
2022-09-29 astro-ph.HE gr-qc
Conductors and superconductors in stationary spacetimes: generalized Schiff-Barnhill and Meissner effects
University of Tehran(德黑兰大学);Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Ludwig-Maximilians Universität(路德维希-马克西米利安大学)
本文突破弱场、低速度极限,在静止时空中研究超导体电动力学,推导含额外项的广义席夫-巴恩希尔效应与迈斯纳效应,还从伦敦方程验证其一致性。
2026-08-12 gr-qc
Recoil geometry determines electromagnetic counterparts from supermassive black hole merger remnants
Princeton University(普林斯顿大学);California Institute of Technology(加州理工学院)
研究探讨反冲几何对超大质量黑洞合并后电磁信号的影响,通过相对论磁流体力学模拟揭示不同反冲方向下的喷流和盘行为差异,为多信使观测提供理论支持。
2026-03-27 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic wave propagation in general Kasner-like metrics
将弯曲时空麦克斯韦方程组应用于各向异性膨胀的Kasner度规。使用矢量恒等式的应用程序,我们推导出2 $^\textrm{nd}$阶微分波方程的电磁场分量,通过这个明确的推导,我们发现,2 $^\textrm{nd}$阶波方程是不解耦的各种组件(如前所述),但重力感应耦合之间的电和磁场组件是直接产生的各向异性的扩展。在几个先前的研究中,波动方程中缺乏这种耦合项,这可能表明对各向异性宇宙学中电磁能量演化的理解通常是不完整的。解耦的字段组件需要推导出一个4 $^\textrm{th}$阶波动方程,我们获得的Kasner等度量广义膨胀/收缩率指数。对于轴对称卡斯纳的情况下,$(p_{1}, p_{2}, p_{3}) = (1,0,0)$,我们得到精确的场解(一般传播波矢),其中一半似乎没有被发现之前在以前的研究。对于另一个轴对称Kasner的情况下,$\{p_{1}, p_{2}, p_{3}\} = \{(-1/3),(2/3),(2/3)\}$,我们使用数值方法来证明在早期的几何光学近似的明确违反,显示的物理相速度的波被抑制向初始奇异性,与$v \rightarrow 0$作为$t \rightarrow 0$。
2021-08-26 astro-ph.CO gr-qc
Gravitationally induced electromagnetism at the Compton scale
结果表明,爱因斯坦引力倾向于修改的电场和磁场在康普顿波长的顺序的距离明显。在那个距离上,引力场变成自旋主导而不是质量主导。引力场通过爱因斯坦-麦克斯韦方程组耦合到电磁场,在最简单的模型中,这导致带电自旋粒子的静电场获得相对于自旋方向的扁球形结构。因此,对于电子和质子,纯库仑场在康普顿尺度下可能与广义相对论不相容。在最简单的模型中,磁偶极子对应于狄拉克g因子,g=2。此外,从电场的形式可以看出,电偶极矩为零,这与目前电子的实验极限是一致的。从数量上讲,经典的爱因斯坦-麦克斯韦理论预测电子的磁偶极子和电偶极子的精度约为1/10^{-3}或更高。进入下一个多极阶,我们发现第一个非零的高多极是电四极矩,预计电子的电四极矩为-124 barn,电子或质子的电四极矩的任何非零值都是曲率的明显标志,因为这意味着违反了旋转不变性。还有一种可能的与r^{-4}成比例的库仑力的球面修正。然而,这种效应的大小远低于目前的实验极限。对氢光谱的修正预计很小,但可能是可检测的。
2006-04-10 astro-ph gr-qc hep-ph
Non-Relativistic Limit of Dirac Equations in Gravitational Field and Quantum Effects of Gravity
基于电磁相互作用和引力相互作用的统一理论,研究了带电Dirac粒子在引力场中运动方程的非相对论极限.从这个非相对论性极限得到的薛定谔方程可以看出,经典牛顿引力势是薛定谔方程中引力势的一部分,它可以解释COW实验中发现的引力相位效应。由于这种牛顿引力势,量子粒子在地球的引力场中可以形成引力束缚的量子化态,这在实验中已经被发现。本文讨论了与引力相互作用有关的三种不同的相位效应,这些相位效应在某些天体物理过程中是可以观测到的。此外,引力磁场与量子自旋之间存在直接耦合,这种耦合产生的辐射可以直接确定恒星表面的引力磁场。
2005-04-23 gr-qc
Pre-Merger Localization of Gravitational-Wave Standard Sirens With LISA: Triggered Search for an Electromagnetic Counterpart
LISA观测到的超大质量黑洞双星合并的电磁(EM)对应物可以在合并前约10度^2小时到数周内被定位在天文仪器的视场内。任何即时EM对应物与引力定时合并的时间重合可能提供了识别唯一宿主星系的最佳机会。我们讨论了搜索即时EM同行所带来的挑战,并提出了新的观察策略来解决这些问题。特别是,我们讨论的大小和形状演变的LISA定位误差椭圆的天空,并量化的要求,专门的EM调查的区域合并之前。一个被触发的EM对应搜索活动将需要监控一个几平方度的区域。例如,它可以瞄准光学波段中2 - 4 -27等的变化,这相当于z=1-2时10^6-10^7 Msun BH的主要LISA源爱丁顿光度的1-10%,时间尺度为分钟到小时,这是双星在过去2-4周的轨道时间尺度。任何可变EM信号的周期与10-1000个周期内的准周期重力波形的互相关可以帮助检测。或者,EM搜索可以检测伴随聚结的瞬态信号。我们强调的光子和引力子从同一宇宙源的到达时间的差异的测量作为一个有价值的独立测试的质量性质的重力,并可能违反洛伦兹不变性的重力部门。
2007-12-07 astro-ph gr-qc
Fiber optics in curved space-times
针对现有弯曲光纤理论模型的局限性,本文提出全面微扰方案求解任意弯曲阶跃折射率光纤在一般稳态时空中的电磁模式,推导出包含引力红移等多种效应的传输方程,为引力相关光纤实验提供更普适的理论基础。
2025-02-14 gr-qc physics.optics
Quantum Effects in Gravity Waves
讨论了引力波与腔场相互作用的量子力学描述。引力真空的量子涨落引起光场的压缩。此外,这种挤压经历了一种纯粹的量子效应--复活。测量这些引力引起的复苏,虽然从实验上无法达到,将提供证据的量子性质的引力。我们还讨论了相干和压缩引力波态与重力波探测器相互作用的量子力学处理。在相干引力波的情况下,我们用量子力学计算再现了经典理论的结果。压缩重力波的情形在经典理论中是无法计算的,但可以提供重力量子性质的证据。
2020-06-18 gr-qc quant-ph
On the electromagnetic nature of dark energy and the origin of cosmic magnetic fields
在这项工作中,我们考虑在一个膨胀的宇宙量子电磁场。我们首先回顾了在含时几何中试图施加洛伦兹条件时所发现的困难。出于这一事实,我们探索的可能性扩展的电磁理论,允许标量状态,这通常是消除的洛伦兹条件的传播,同时保持普通的横向光子的动力学。我们发现,新的状态不能产生的带电电流,但它打破了共形不变性,可以激发引力。事实上,暴胀过程中产生的原初量子涨落可以产生超哈勃时间电磁模式,其能量密度表现为宇宙学常数。有效宇宙学常数的值与观测结果一致,假设暴胀发生在电弱尺度。该理论与所有的局部引力检验是相容的,并且没有经典或量子不稳定性。由此可见,不仅暗能量的真实性质无需借助新的物理学就能得到确立,而且宇宙学常数的值在标准暴胀宇宙学的背景下也能得到自然的解释。在亚哈勃尺度上,新的状态会产生一个有效的电荷密度,由于膨胀后宇宙等离子体的高导电性,会产生涡度和磁场。目前的上限涡来自CMB各向异性转化为宇宙磁场的当前值的下限。我们发现,磁场$B_λ> 10^{-12}$ G通常可以产生的相干长度范围从亚星系尺度到目前的哈勃半径。
2011-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Astro2010 Decadal Survey Whitepaper: Coordinated Science in the Gravitational and Electromagnetic Skies
人们普遍预计,未来十年将见证引力波(GW)的第一次直接检测。地面的LIGO和Virgo GW天文台正在升级到先进的灵敏度,预计将观察到显着的双星合并率。激光干涉仪空间天线(LISA)的发射将把GW窗口扩展到低频,为涉及大质量(M >~ 10^5 M_Sun)黑洞的动力学过程开辟新的前景。GW事件很可能伴随着电磁(EM)对应物,由于电磁携带的信息与引力携带的信息是互补的,如果能够同时测量两种形式的辐射,就可以了解有关事件及其环境的大量信息。这种测量将标志着跨光谱天体物理学的曙光,将两个不同的光谱信息带连接起来。本白皮书的目的是阐明理论和观测的未来方向,这些方向可能会影响广泛的天体物理学研究。EM观测将如何反映GW源的性质和多样性?GW源能作为宇宙学的补充探测器吗?什么样的跨设施协调将扩大引力和电磁观测的科学回报?
2009-02-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Nonrelativistic Limit of the Dirac-Schwarzschild Hamiltonian: Gravitational Zitterbewegung and Gravitational Spin-Orbit Coupling
通过Foldy-Wouthuysen变换研究了引力耦合Dirac方程的非相对论极限。相对论修正项在引力zitterbewegung和引力自旋轨道耦合方面有直接和明显的物理解释。我们没有发现自旋矢量与引力的直接耦合,否则会违反宇称。我们最近在[Phys.Rev.A 87(2013)032101]中描述的粒子-反粒子对称性在通过Foldy-Wouthuysen变换获得的微扰校正水平上得到了验证。计算了电磁跃迁流的引力修正。
2013-08-22 gr-qc hep-ph hep-th
Gravitational Scattering and Beyond from Extreme Mass Ratio Effective Field Theory
本文基于极端质量比有效场论,通过积分掉重粒子偏离惯性轨迹的偏差并引入反冲算符,从经典背景和轨迹中提取多圈被积函数,验证并新计算了电磁与引力中的两圈经典散射。
2024-10-03 gr-qc hep-ph hep-th
Classical soft theorems meet the post-Newtonian expansion
ICTP South American Institute for Fundamental Research(ICTP南美基础研究所);Instituto de Física Teórica UNESP - Universidade Estadual Paulista(圣保罗州立大学理论物理研究所)
该工作在后牛顿框架下研究致密双星引力波形的软结构,分离红外对数并建立引力记忆效应与Sahoo-Sen软定理的直接对应,同时探讨紫外对数及其重整化群跑动。
2026-10-15 gr-qc hep-th
Do Gedankenexperiments compel quantization of gravity?
引力是否被量子化仍然是一个悬而未决的问题。为了阐明这个问题,已经提出了各种Gedanken实验。一个流行的例子是一个大质量系统与另一个遥远系统的引力相互作用的干涉实验,其中出现了一个明显的悖论:即使对于类空分离,干涉实验的结果也取决于遥远系统的作用,导致违反互补性或无信号。最近的一个解决方案表明,当量子化引力辐射并包括引力场的量子涨落时,这个悖论是避免的。在这里,我们表明,悖论的问题也可以解决不考虑引力辐射,仅依赖于普朗克长度作为空间分辨率的限制。因此,与以前得出的结论相反,我们发现引力的量子场论的必要性并不从迄今为止所考虑的这类Gedanken实验中得出。此外,我们指出,在一般的实现的设置的效果是由质量八极,而不是四极。我们的研究结果强调,没有Gedanken实验到目前为止,迫使一个量子场论的重力,在电磁的情况下。
2021-07-16 gr-qc hep-th quant-ph
General-relativistic radiation magnetohydrodynamics simulations of binary neutron star mergers: The influence of spin on the multi-messenger picture
本研究通过相对论辐射磁流体动力学模拟,比较了自旋与非自旋双中子星并合,发现自旋影响喷射物、吸积盘及后期磁场,并提取了引力波、核合成和千新星信号。
2025-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Effects in g Factor Measurements and High-Precision Spectroscopy: Limits of Einstein's Equivalence Principle
我们研究了广义相对论、等效原理和涉及原子跃迁和g因子测量的高精度实验的相互作用。特别地,我们导出了广义狄拉克哈密顿量,它描述了弱场的引力耦合,以及电磁耦合,例如,到一个中心库仑场这个哈密顿量的近似形式是用来推导出领先的引力修正跃迁频率和g因子。原子跃迁的位置依赖性被证明是兼容的等效原理,一个非常好的近似。g因子测量的兼容性需要更深层次的微妙分析,以便最终恢复g因子测量与等效原理的一致性。最后,我们分析了小,但重要的限制爱因斯坦的等效原理由于量子效应,在高精度的实验。我们还研究了这些效应与量子机械波函数的引力诱导坍缩(彭罗斯猜想)和时空非对易性的关系,发现竞争效应不应排除高阶引力修正的可测性。令人惊讶的大高阶引力效应获得双原子分子的跃迁。
2018-10-06 gr-qc hep-ph hep-th
Gravitational wave lensing beyond general relativity: birefringence, echoes and shadows
引力波(GW),作为光,被介入的物质引力透镜,偏转其轨迹,延迟其到达,偶尔产生多个图像。在超越广义相对论(GR)的理论中,新的引力自由度为GW透镜增加了额外的复杂性和丰富性。我们开发了一种形式主义来计算GW的传播超过GR一般的时空,包括新领域的动力学相互作用。我们的框架依赖于识别短波展开中领先阶的动态传播本征态(度规和附加场的线性组合)。我们确定这些本征态和条件下,他们获得不同的传播速度周围的透镜。本征态之间的速度差异导致双折射现象,包括在没有电磁对应物的情况下可观察到的度量偏振($h_+,h_\times$的正交叠加)之间的时间延迟。特别地,当累积延迟大于信号的持续时间时,产生GW回波,而较短的时间延迟产生波形的加扰。我们还描述了GW阴影的形成,因为非传播度量分量来源于透镜周围的附加场的背景。作为一个例子,我们将我们的方法应用到四次Horndeski理论与Vainshtein筛选,并表明双折射效应探测了与多信使事件GW170817的约束互补的参数空间区域。在未来,强透镜引力波和双星黑洞在密集环境(如活动星系核)附近的合并将实现这些新的引力测试的潜力。
2020-11-16 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc