On the electromagnetic field of a charged collapsing spherical shell in general relativity
给出了一个新的关于已形成黑洞中物质壳层引力坍缩的Einstein-麦克斯韦方程组组的精确解。壳层和黑洞都被赋予了电磁结构，并被假定为球对称的。目前的研究的影响进行了概述。
2002-09-04 astro-ph gr-qc
A method of incorporating general relativity in electromagnetic particle-in-cell code
提出了一种算法，将张量形式的麦克斯韦方程组的广义相对论电磁粒子在细胞的代码。该代码简化为非旋转中心质量的史瓦西时空。粒子推进程序使用四阶龙格-库塔算法来积分洛伦兹力的四速度形式。电流密度是使用度规的弯曲时空计算的。
2009-04-01 gr-qc physics.comp-ph
EFT approach to general relativity: correction to EIH Lagrangian due to electromagnetic charge
我们扩展了Goldberger等人（Phys Rev D 73：104029，2006）中给出的广义相对论（NRGR）的非相对论表述，以纳入二元组成部分的电磁电荷的影响。通过给出场分解和功率计数规则，我们将光子场引入NRGR。在此基础上，我们发展了描述光子和引力子与点粒子世界线相互作用的费曼规则。然后，我们发现由于存在光子场和电磁电荷的二元组成部分的爱因斯坦-因菲尔德-霍夫曼拉格朗日（爱因斯坦等人，在Ann Math 39：65-100，1938）的修正。
2020-09-23 gr-qc hep-th
Electromagnetic mass-models in general relativity reexamined
在广义相对论的范围内建立一个扩展带电粒子模型的问题有着悠久而杰出的历史。这些模型的显著特点是，在某种程度上，它们需要负质量的存在，以保持稳定，对抗库仑排斥。通常，粒子包含一个由正质量外层包围的$negative$质量核心，外层来自Reissner-Nordström场。在这项工作中，我们展示了如何爱因斯坦-麦克斯韦场方程可以用来构建一个扩展的模型，质量是积极的无处不在。这就要求粒子内部的主压力是不相等的。该模型是通过将“有效”物质密度而不是静止物质密度设置为零来获得的。粒子的史瓦西质量来自于电场和引力场（外尔张量）的能量。该模型满足Hawking和Ellis的能量条件。一个特定的解决方案，说明了结果。
2003-10-28 gr-qc
Electromagnetic perturbations of black holes in general relativity coupled to nonlinear electrodynamics: Polar perturbations
研究了广义相对论与非线性电动力学（NED）耦合的黑洞（BH）解的\textit{axial}电磁（EM）扰动，假设EM扰动不会改变我们先前论文中的时空几何[Phys. Rev. D 97，084058（2018）]。在这里，作为该工作的继续，形式主义的\textit{polar} EM扰动的黑洞耦合到NED的广义相对论。我们表明，准正规模式（QNM）的极性电磁扰动的电和磁充电BH在NED的频谱不是等谱的，相反的情况下，标准的Reissner-Nordström BH在经典的线性电动力学。在程函近似下对QNM性质的详细研究表明，EM微扰可以成为确定NED中光线不遵循时空零测地线的有力工具。通过指定NED模型并比较带电BH和磁荷BH的轴向和极性EM扰动，表明磁（电）荷BH的轴向EM扰动和电（磁）荷BH的极性EM扰动的QNM谱是等谱的，即，$ω_{mag}^{ax}\approxω_{el}^{pol}$（$ω_{mag}^{pol}\approxω_{el}^{ax}$）。
2018-10-30 gr-qc
Electromagnetic Angular Momentum and Relativity
最近有人提出洛伦兹力定律与狭义相对论不一致。这很难理解，因为爱因斯坦发明相对论是为了调和电动力学和力学。在这里，我们研究的电荷和磁偶极子的动量在框架中，其中都是在休息，并在一个无限小的提升框架中，其中都有一个共同的速度。我们证明了对于由磁偶极-反磁偶极对组成的偶极子，在两个坐标系中的力矩都为零，而如果偶极子是点偶极子，则力矩不为零，而是由电磁场的角动量的变化率平衡，因此偶极子上没有机械力矩。
2012-08-23 gr-qc physics.class-ph
Group delay of electromagnetic pulses through multilayer dielectric mirrors beyond special relativity
本文研究了光脉冲通过多层介质镜（MDM）与引力波（GW）耦合后的群延迟。我们发现对于透射波包，延迟随MDM长度线性增加，而哈特曼效应消失。我们的研究提供了深入了解量子隧穿和GW的性质。
2012-11-27 gr-qc physics.optics
Global properties of warped solutions in General Relativity with an electromagnetic field and a cosmological constant. II
我们考虑广义相对论与宇宙学常数最低限度地耦合到电磁场，并假设四维时空流形是一个扭曲的产品的两个表面与洛伦兹和欧几里德签名度量。场方程意味着至少有一个表面必须是常曲率的，从而导致度规的对称性（“自发对称性出现”）。我们分类的情况下，当洛伦兹曲面是常曲率的所有整体解决方案。这些解对于作用在洛伦兹曲面上的洛伦兹SO（1，2）或庞加莱IO（1，1）群是不变的。
2020-06-14 gr-qc hep-th
Conceptual tensions between quantum mechanics and general relativity: Are there experimental consequences, e.g., superconducting transducers between electromagnetic and gravitational radiation?
量子力学（QM）和广义相对论（GR）之间的概念紧张关系之一源于量子力学中纠缠态的空间不可分性与广义相对论中所有物理系统的完全空间可分性之间的冲突，即，叠加原理所隐含的非定域性和等效原理所隐含的定域性之间的关系。将针对宏观相干量子流体（例如超导体、超流体和原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC））探索这种概念张力的实验后果，这些流体受到引力辐射产生的潮汐场和朗斯-特林场的影响。一个迈斯纳效应的预测，其中的Lense-Thirring场被驱逐出大部分的量子流体。超导体被预测为宏观量子引力天线和换能器，其可以在反射时直接将四极电磁辐射束转换为引力辐射，反之亦然，因此既充当引力波的源又充当接收器。转换器转换效率的单位数量级的估计来自于极端的第二类金-朗道理论，无耗散超导体与弱引力场和电磁辐射场的耦合最小，其频率小于BCS间隙频率，因此满足量子绝热定理。引入了“引力平面波的自由空间阻抗”的概念，导出了一个自然的阻抗匹配过程，在这个过程中，两种辐射场在超导体表面下约100个相干长度处相互阻抗匹配。一个简单的，类似赫兹的实验已经完成，以测试这些想法，初步结果将报告。
2002-09-18 gr-qc
Stability of stationary-axisymmetric black holes in vacuum general relativity to axisymmetric electromagnetic perturbations
我们考虑在广义相对论中的$(d +1)$维（含$d \geq 3$）中满足真空爱因斯坦方程且具有非简并视界的任意稳态和轴对称黑洞。证明了轴对称电磁扰动的正则能是正定的。这表明所有真空黑洞对轴对称电磁扰动都是稳定的。我们的结果也适用于满足具有正宇宙学常数的真空爱因斯坦方程的渐进deSitter黑洞。我们的结果也适用于极值黑洞，只要初始扰动在视界附近消失。
2017-11-15 gr-qc hep-th math-ph
Traversable wormholes with electric and magnetic charges in general relativity theory
研究了广义相对论耦合线性/非线性电动力学和尘埃流体的静态球对称解，证明了变红移函数下可穿越Morris-Thorne虫洞不存在，但构造了常数红移函数下的此类虫洞，并在弱场极限下退化为Ellis-Bronnikov型虫洞。
2024-10-11 gr-qc
Dynamical laws of superenergy in General Relativity
贝尔张量和贝尔-罗宾逊张量是在近50年前引入的，试图将电磁学的能量-动量张量推广到引力。从数学的观点来看，这种推广是成功的，因为这些张量的数学性质与电磁学的能量-动量张量非常相似。然而，这些张量在广义相对论中的物理作用仍然模糊不清，没有任何解释得到广泛接受。原则上，它们不能代表{ \em能量}，术语{ \em超能}已被创造出来，用于表示它们背后假设的物理量。在这项工作中，我们试图阐明真正的物理意义的{ \em superenergy}以下相同的程序，使我们能够给出一个解释的电磁能量。这个过程包括在执行一个正交分裂的贝尔和贝尔-罗宾逊张量和分析的不同部分所产生的分裂。在电磁情况下，这种分裂产生电磁{ \em能量密度}、坡印廷矢量和电磁应力张量，它们中的每一个都具有从电磁的{ \em动力学定律}（坡印廷定理）推导出的精确物理解释。贝尔和贝尔-罗宾逊张量的完全正交分裂更复杂，但正如预期的那样，与电磁学的相似性是存在的。Bel张量的协变发散类似于电磁能量-动量张量的协变发散，并发现了前者的正交分裂，由此导出的{ \em方程}对于超能的意义就像Poynting定理对于电磁学的意义一样。见论文全文摘要。
2007-11-08 gr-qc
Maxwell's equations and Lorentz force in doubly special relativity
本文从包含k-闵可夫斯基时空的k-变形相空间的所有对易关系出发，导出了双（或变形）狭义相对论（DSR）中Maxwell方程和洛伦兹力的一级近似。为此目的，我们使用了我们的方法的特殊相对论版本的费曼的证明，我们已经建立了明确的公式的电场和磁场。与福克的非线性相对论（FNLR）一样，电动力学定律依赖于粒子质量，因此粒子质量构成了两种扩展形式的狭义相对论的共同点。因此，相应的运动方程包含两种不同类型的贡献。除了通常的类型，另一个出现的质量和电荷的共存，这是耦合的k-变形和电磁场的结果。这种完全由k变形相空间引起的新效应被解释为引力型洛伦兹力。与FNLR不同，DSR中的校正项都取决于电磁场。
2022-07-29 gr-qc
General Relativity in Electrical Engineering
在电子工程中，超材料已经被开发出来，它提供了对电磁场前所未有的控制。在这里，我们表明，广义相对论贷款的理论工具，设计这种多功能材料制成的设备。给定一个期望的设备功能，该理论描述了将该功能变为事实的电磁特性。我们考虑促进时空变换和包括负折射的介质。我们的理论统一了完美的隐形装置，完美的镜头，光学Aharonov-Bohm效应和电磁类似物的事件视界幕后操作的概念，并可能导致进一步的应用。
2006-07-26 cond-mat.mtrl-sci gr-qc physics.optics
Tolman-Bayin type static charged fluid spheres in general relativity
在静态球对称的爱因斯坦-麦克斯韦时空中，Ray和Das（2002）以及Pant和Sah（1979）发现的天体物理解的类别在这里被重新讨论，以联系引力场和电磁场之间的唯象关系。定性地证明了Tolman（1939）和Bayin（1978）型带电相对论星是纯电磁起源的。这类天体物理解的存在可能是洛伦兹猜想的一种扩展，洛伦兹猜想认为类电子扩展带电粒子只有“电磁质量”而没有“物质质量”。
2004-01-02 astro-ph gr-qc
Stationary Electromagnetic Fields of a Slowly Rotating Magnetized Neutron Star in General Relativity
根据Rezzolla，Ahmedov和Miller（MNRAS，322，723 2001）提出的一般形式，我们在这里推导了一个慢旋转高导磁化中子星的内外背景时空中电磁场方程的解析解。假设这颗恒星是孤立的，处于真空中，偶极磁场与旋转轴不一致。我们的结果表明，一个缓慢旋转的中子星的电磁场的修改所产生的单极和偶极部分的引力场的广义相对论效应。这里提出的结果与Rezzolla，Ahmedov和Miller（MNRAS，322，723 2001）讨论的结果不同，主要在于我们认为内部磁场是偶极的，与外部磁场具有相同的径向依赖性。虽然这一假设可能并不现实，但它应该被视为我们的形式主义在文献中经常讨论的情况下的应用。
2001-08-23 astro-ph gr-qc
Minkowski electromagnetic analog for Kerr-Newman electrovac solution
基于运动介质中电磁场的闵可夫斯基公式，导出了广义相对论中Kerr-Newman解的电磁模拟。等效系统是电荷和电流的分布，大部分集中在半径为a的旋转圆盘内。这发生在折射率不均匀的旋转介质中，并且“坐标系拖曳”的速度正好是电荷角速度的一半。
2004-09-06 gr-qc
Semiconformal symmetry- A new symmetry of the spacetime manifold of the general relativity
本文提出时空的一种新对称性——半共形曲率共线，建立其与已知对称性的联系，并在非零与零电磁场中研究了该性质。
2019-01-10 gr-qc
Generalized, energy-conserving numerical simulations of particles in general relativity. II. Test particles in electromagnetic fields and GRMHD
以辐射光谱、来自VIRGO/LIGO的引力波和即将进行的直接成像的形式对致密物体进行的直接观测，目前是极端天体物理环境中等离子体物理学的主要信息来源之一。这种物理现象的建模需要数值方法，允许在强引力场和电磁场的存在下模拟微观等离子体动力学。在Bacchini等人（2018）中，我们详细研究了自由测地线运动积分的数值技术。在这里，我们通过在弯曲时空中的带电粒子模拟中引入电磁力来扩展研究。我们扩展了Bacchini等人（2018）提出的哈密顿能量守恒方法，以包括洛伦兹力，并将其性能与标准显式Runge-Kutta和隐式中点规则方案的性能进行了比较。然后，我们展示了应用程序的数值方案的测试粒子轨迹的集成在广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟，通过修改算法来处理基于网格的电磁场。我们测试这种方法通过模拟合奏的带电粒子在静态GRMHD配置获得的黑洞吸积代码（BHAC）。
2019-03-25 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity in the Strong-Field Regime with Observations of Black Holes in the Electromagnetic Spectrum
广义相对论已经被许多实验所验证，然而，这些实验几乎只探测弱时空曲率。在这篇论文中，我创建了两个框架，通过使用当前或不久的将来的仪器在电磁波谱中观测黑洞来检验强场区域中的广义相对论。在本论文的第一部分，我设计测试的无毛定理，唯一的特点，在广义相对论的黑洞的性质，在他们的质量和自旋，并指出，这些紧凑的对象描述的克尔度规。我研究了一个准克尔度规，并构造了一个类克尔时空，这两个时空除了质量和自旋外，还包含一个独立的参数。如果无毛定理是正确的，那么克尔度规的任何偏差都必须为零。我表明，已经温和的变化的偏差参数在任何度量导致显着修改所观察到的信号。我应用这个框架的成像超大质量黑洞使用非常长的基线干涉测量以及准周期性的变化和相对论性扩大的铁线观察银河系和超大质量黑洞。在论文的第二部分，我设计了一种方法，通过黑洞X射线双星的轨道演化来检验Randall-Sundrum型膜世界引力中预测的黑洞蒸发，并从A0620-00和XTE J1118+480中得到额外维大小的约束。
2012-09-13 astro-ph.HE gr-qc
A characterization of the electromagnetic stress-energy tensor
在以前的文章中，我们指出了如何通过对引力场的应力-能量张量的量纲分析导出广义相对论的场方程。在这篇文章中，我们评论了一个类似的推理存在的2-形式，允许表征所谓的电磁应力能量张量。
2011-01-13 gr-qc
Is the electromagnetic field responsible for the cosmic acceleration in late times?
我们表明，在广义相对论领域的电磁场和引力场之间的非最小耦合可能会产生一个时代的加速膨胀。
2019-03-22 gr-qc
Radiation Reaction on Moving Particles in General Relativity
已知史瓦西黑洞附近的粒子在一级近似下跟踪史瓦西背景的测地线。如果考虑粒子与自身场（标量场、电磁场或引力场）的相互作用，则路径不再是背景测地线，并且需要考虑粒子所经历的自作用力。在这篇论文中，一个最近提出的方法来计算的自我力的实现。根据这种方法，自作用力来自于粒子与正则余项标量场、电磁势或度规微扰的相互作用。这个正则余项是从运动粒子产生的度规扰动的滞后标量场电磁势中减去奇异部分（不施加力）得到的。首先，计算了在Schwarzschild背景中运动的不同源的奇异标量场、电磁势和度规扰动。为此，使用移动源附近的Thorne-Hartle-Zhang坐标。然后，模式和正则化方法最初提出的直接标量场，并计算的正则化参数的奇异部分的标量场和一阶径向导数的奇异部分的自作用力。并给出了在Schwarzschild时空中沿圆测地线运动的粒子的延迟标量场的数值计算。最后，计算了标量粒子在圆史瓦西轨道上运动时的自作用力，并给出了自作用力对圆轨道频率影响的一些结果。
2003-08-14 gr-qc
Charged black hole and radiating solutions in entangled relativity
在这篇文章中，我们证明了外史瓦西度规可以很好地近似纠缠相对论的精确黑洞解。由于纠缠相对论不能从真空中定义，因此证明需要依赖于物质场的定义。电磁场是最简单的（也许是唯一的）存在的物质场与无限的范围考虑，我们研究的情况下，一个带电的黑洞-其中的解决方案的纠缠相对论和量子理论同意-以及一个纯辐射的情况下-其中的解决方案的纠缠相对论和广义相对论似乎同意，尽管一个明显的模糊性场方程。基于这些结果，我们认为外史瓦西度规是纠缠相对论中球形黑洞的一个合适的数学理想化。扩展到旋转的情况下进行了简要讨论。
2021-05-07 gr-qc
Electromagnetic analogue space-times, analytically and algebraically
虽然量子场论可以更恰当地被称为“量子场框架”$-$，因为它包含了各种不同的概念和理论$-$相比，相对论，无论是狭义还是广义，更常被描绘成一个“一般框架”。从这个角度来看，“类比时空”的范式是将广义相对论（爱因斯坦引力）的具体理论提升到一个涵盖整个相对论现象的框架。最后，这也产生了在实验室中进行实验的新建议，因为它允许人们将“相对论框架”的一般特征从广义相对论转移到全新的领域。这使得实验能够研究目前无法观察到的广义相对论现象的类比。唯一的要求是在这个新领域中存在传播速度上限的概念。这样的系统在物理学中比比皆是，因为所有的双曲波方程都满足这个要求。因此，可以找到大量的模拟时空的模型。我们将在两个独立的模拟时空模型中证明这一点，这两个模型都来自连续介质中的电动力学。首先，我们可以区分解析类比模型（类比是基于某些特定的双曲微分方程）和代数模型（类比是从度量张量或多或少的明确外观形成的）。然而，这种区别不仅仅是一个品味问题：模拟时空模型的性质也将决定哪些来自广义相对论的物理概念可以很容易地引入实验环境。这方面的例子将是本文的主要目的，霍金效应在两个模型之一被认为是最直接的实验兴趣的例子。
2019-06-26 gr-qc
Proposal for an Interpretation of the Hermitian Theory of Relativity
电荷和电流的平衡条件在场方程的精确解中是显而易见的，这使人们把厄米的相对论看作是一个有两个源的场的理论：电磁和色四流。
2004-11-23 astro-ph gr-qc
Gravitational Wave Detection with Michelson Interferometers
最近提出的探测引力波的电磁方法修改了迈克尔逊相移分析（历史上用于狭义相对论）。我们认为频率调制分析更适合于广义相对论。在一个非常长波长的引力波中，一个入射光子将有一个有限的概率作为最后一个光子返回，其频移的幅度等于引力波的频率。这种效应是由于电磁波和引力波之间的非线性耦合造成的。频率调制直接从麦克斯韦-爱因斯坦方程导出。
2003-07-17 gr-qc
Gravitational Analog of the Electromagnetic Poynting Vector
利用广义相对论的场方程，在希尔伯特规范下构造了电磁坡印廷矢量的引力模拟。发现将引力坡印廷矢量应用于线性质量四极振子的解时，得到了正确的引力四极辐射通量。此外，类麦克斯韦引力坡印廷矢量产生了爱因斯坦的四极辐射公式。所得到的引力能动量（赝）张量是对称的、无迹的。前一个性质允许定义自由引力场的角动量。
1998-01-29 gr-qc
Time and Matter in the Interaction between Gravity and Quantum Fluids: Are there Macroscopic Quantum Transducers between Gravitational and Electromagnetic waves?
隧道时间的测量进行了简要回顾。其次，在广义相对论和量子力学的时间和物质进行检查。特别是，问题出现了：引力辐射如何与相干量子多体系统（“量子流体”）相互作用？在广义相对论中，电子自旋与弯曲时空耦合的最小耦合规则暗示了量子霍尔流体介导的电磁辐射和引力辐射之间耦合的可能性。这表明这两种辐射场之间可能存在量子换能器。我们在这里报告的第一次尝试在赫兹型实验中，高- $\rm{T_c}$超导体（YBCO）的材料用作量子换能器转换成GR微波的EM，和第二件YBCO在一个单独的设备被用来回转换成EM微波GR。YBCO的转换效率的上限被测量为$1.6\times10^{-5}$。
2003-04-03 gr-qc
Simulating Binary Neutron Stars with Hybrid Equation of States: Gravitational Waves, Electromagnetic Signatures, and Challenges for Numerical Relativity
与两颗中子星合并有关的引力波和电磁信号使我们能够测试超核密度物质的性质。由于控制中子星内部的物态方程只是松散的约束，甚至有可能在中子星的核心内存在奇异的夸克物质。通过数值相对论模拟研究了奇异夸克物质核对双中子星合并的影响。有趣的是，如果数值分辨率不够高，强相变会导致数值格式的收敛阶降低到一阶。因此，在产生用于具有强相变的状态方程的高质量引力波模板方面增加了额外的挑战。针对一个与GW 170817一致的等质量组态，我们计算并讨论了相关的引力波信号和一些与两颗恒星合并有关的电磁对应物。我们发现，现有的波形近似用于分析GW 170817允许描述这种系统的数值不确定性，其中，然而，是几倍大于纯强子状态方程，这意味着更高的分辨率已被用于准确的引力波模型比较。我们还表明，对于所选择的状态方程，描述合并时刻后的引力波发射的准普适关系似乎是成立的，并且与我们选择的设置相关联的电磁特征不足以解释与GW 170817相关的千诺瓦。
2019-08-08 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Singularities in General Relativity coupled to nonlinear electrodynamics
我们在这里研究的电磁场的非线性作为一个源的爱因斯坦方程的光子的传播的一些后果。我们限制到“规则黑洞”的特殊情况，并表明存在奇点的有效几何。根据参数的值，这些奇点可能隐藏在视界后面，也可能是裸露的。分析了该解的一些特殊性质。
2000-04-21 gr-qc
Interaction of Bianchi Type-I Anisotropic Cloud String Cosmological Model Universe with Electromagnetic Field
本文在广义相对论的背景下研究了Bianchi I型各向异性云弦宇宙模型宇宙与电磁场的相互作用。本文假定能量动量张量是静止能量密度与弦张力密度之和。为了得到爱因斯坦场方程的精确解，我们把平均标度因子作为时间的积分函数。讨论了模型各物理参数的动力学和意义。
2019-10-15 gr-qc
Physical properties of Tolman-Bayin solutions: some cases of static charged fluid spheres in general relativity
在这篇文章中，爱因斯坦-麦克斯韦时空被认为与托尔曼（1939）和巴音（1978）以前获得的一些天体物理解有关。已彻底研究了这些解决方案的电荷列入的效果，也在整个球体的流体压力和质量密度的性质进行了讨论。质量-半径和质量-电荷的关系已被推导出各种情况下的带电物质分布。得到两种情况下，理想流体与正压引起电磁质量模型，使引力质量是纯电磁起源。
2007-05-16 astro-ph gr-qc
Local Scale Invariance and General Relativity
根据Anderson和Finkelstein发展的单模相对论，具有宇宙学常数的广义相对论方程由两个独立的方程组成，一个决定时空的零锥结构，另一个决定时空的测度结构。从这个版本的广义相对论的限制性变分原理导出的场方程只决定了零锥结构，并且是全局尺度不变和无尺度的。我们表明，电磁场可以被看作是一个补偿规范场，保证这些场方程的局部尺度不变性。这样，外尔几何学就复活了.然而，对外尔理论的两个主要反对意见并不适用于本公式：拉格朗日在曲率标量中保持一阶，长度的不可积性仅适用于零锥结构。
2003-12-05 gr-qc
Unified Picture of Electromagnetic and Gravitational Forces in Two-Spinor Language
用Weyl双旋量语言新表述了著名的广义相对论测地线方程，这种表述方法便于与以前研究中得到的一组等效于电动力学中的洛伦兹力的双旋量方程相结合。得到了自旋为1/2的带电粒子在任意电磁场和引力场中的一般旋量运动方程，不仅描述了时空轨迹，而且描述了自旋进动。对于Schwarzschild度规和径向轨道的情况，得到了统一引力和电力的旋量方程，并在弱引力场（或距源较远）下求解。
2020-09-03 gr-qc
Covariant theory of Bose-Einstein condensates in curved spacetimes with electromagnetic interactions: the hydrodynamic approach
我们开发了一个流体动力学表示的Klein-Gordon-Maxwell-Einstein方程。这些方程结合了量子力学、电磁学和广义相对论。我们考虑任意弯曲时空的情形，静态或膨胀背景中弱引力场的情形，以及非相对论性（牛顿）极限。克莱因-戈登-麦克斯韦-爱因斯坦方程控制着复杂标量场的演化，可能描述了耦合到电磁场的自引力玻色-爱因斯坦凝聚体。他们可能会在暗物质、玻色子星和具有超流核的中子星的背景下找到应用。
2016-06-22 gr-qc
Exact Self-consistent Particle-like Solutions to the Equations of Nonlinear Scalar Electrodynamics in General Relativity
对标量场、电磁场和引力场相互作用系统的控制方程组，得到了球对称和柱对称的精确自洽类粒子解。作为一种特殊的情况，它表明，运动方程承认一种特殊的解决方案与尖锐的边界称为液滴。对于这些解，物理场消失，时空在临界球或临界柱外是平坦的。因此，这些构型的质量和电荷为零。
1996-12-02 gr-qc
Measurement Theory and General Relativity
用测量理论阐明了广义相对论的物理基础。对于涉及具有内在长度或时间尺度的现象的测量，与观察者运动的（平移和旋转）尺度特征相比，这些尺度通常必须是可忽略的。因此，只要涉及经典点粒子和电磁射线（几何光学），广义相对论就是一个一致的符合理论。讨论了波动光学，指出了标准理论在波动光学中的局限性。一个非局部理论的加速观察者简要介绍，是一致的观察，并排除了一个基本的标量场存在的可能性。
2000-03-05 gr-qc
Dyonic configurations in nonlinear electrodynamics coupled to general relativity
我们考虑静态的，球对称的配置在广义相对论，支持与规范不变的拉格朗日依赖于单一不变$f = F_{μν} F^{μν}$的非线性电磁场。在简要回顾了迄今为止在纯电场或磁场条件下得到的黑洞解和孤子解之后，试图得到具有电荷和磁荷的双子解。一个一般的计划建议，导致解决方案在求积为任意拉格朗日函数$L(f)$（到一些单调性限制），这样的解决方案表示在$f$作为一个新的径向坐标，而不是通常的坐标$r$。对于截断的Born-Infeld理论（只依赖于不变量$f$），得到了一个用$r$表示的一般双子解.这个解的一个有趣的特征是存在一个特殊的自对偶电磁场，$f \equiv 0$和Reissner-Nordström度规。
2017-08-27 gr-qc hep-th
Quantum general relativity and the classification of smooth manifolds
经典广义相对论在时空同构下的规范对称性意味着，任何可以解释为时空几何求和的路径积分量子化，都会产生光滑流形的形式不变量。这是一个机会，审查结果的分类顺利，分段线性和拓扑流形。结果发现，微分拓扑将时空维度d=3+1与其他更低或更高的维度区分开来，并将d=3+1中广义相对论的路径积分量子化与拓扑学中的一个公开问题联系起来，即利用光滑流形的分段线性结构构造光滑流形的非平凡不变量。在任何维数d<=5+1，分类结果为我们提供了时空的三角剖分，它不仅仅是近似，也不引入任何物理截止，而是捕获了关于光滑流形的全部信息，直到复同态。这些三角剖分的细化条件揭示了用动力学几何取代块自旋重整化群变换的理论。分类结果最终表明，它是时空维度，而不是引力子的缺乏，使纯引力在d=2+1的“拓扑”理论。
2004-05-17 gr-qc hep-th
Gravitational Waves and Their Memory in General Relativity
广义相对论解释了来自双黑洞或中子星合并、核心坍缩超新星甚至宇宙学中暴胀期的引力辐射。这些波表现出一种独特的效应，称为记忆或Christodoulou效应，在LIGO或LISA等探测器中表现为测试质量的永久位移，在NANOGrav等射电望远镜中表现为脉冲频率的变化。结果表明，电磁场和中微子辐射扩大了记忆。最近人们已经认识到，文献中提到的“线性”和“非线性”两种类型的记忆实际上是两种不同的现象。前者是由于没有达到零无穷大的场，后者是由于达到零无穷大的场。
2015-05-20 gr-qc
Relativistic Electromagnetic Mass Models: Charged Dust Distribution in Higher Dimensions
证明了在对应带电尘埃分布的高维广义相对论中存在电磁质量模型。随着一般的证明，一个具体的例子也被定位为支持候选人。
2005-10-19 astro-ph gr-qc physics.class-ph
Null Asymptotics of Solutions of the Einstein-Maxwell Equations in General Relativity and Gravitational Radiation
我们证明了在时空中求解Einstein-Maxwell（EM）方程时，电磁场对引力波的非线性记忆效应的贡献是最高阶的。在[5] D. Christodoulou证明了引力波具有非线性记忆。他讨论了如何在激光干涉仪引力波探测器中将这种效应测量为测试质量的永久位移。赫里斯托杜卢在爱因斯坦真空（EV）的情况下推导出了这种永久位移的精确公式。我们在定理6中证明，对于EM方程，该永久位移表现出来自电磁场的项。这一项与支配EV情形的纯引力项处于相同的最高阶。另一方面，在第三章中，我们证明了对于首阶，电磁场的存在并不改变测试质量的瞬时位移。根据D. Christodoulou在[5]中给出的渐近性和N. Zipser在文[8]和[9]中，通过求解电磁方程，研究了时空中零无穷远处的引力辐射。本文研究了文献[9]中导出的零无穷远处的Bondi质量损失公式。我们证明了[9]中的质量损失公式与[4]中得到的Bondi坐标下的质量损失公式是相容的。我们观察到，电磁场的存在使辐射的总能量增加到无穷大，直到首阶。此外，我们在定理7中计算了零无穷远处面积半径的极限。
2010-12-14 gr-qc math.DG
Modeling dynamical ejecta from binary neutron star mergers and implications for electromagnetic counterparts
两颗中子星的并合除了发射引力波外，还会产生多种电磁信号。在这项工作中，我们结合了大量的数值相对论模拟不同的群体进行，我们提出了适合的质量，动能，和速度的动态喷出的物质。此外，我们评论喷出物的几何形状和组成，并讨论恒星的个别旋转的影响。导出的拟合可以用来近似的光度和光曲线的千新星（macronovae）和估计的无线电耀斑的主要属性。在GW检测的情况下，当质量的第一估计可用时，二元参数和EM信号之间的这种相关性允许近似可能的EM对应物。经过可能的kilonovae观测，我们的结果也可以用来限制数值相对论模拟所覆盖的参数空间的区域。
2016-12-12 astro-ph.HE gr-qc
Torsion and the Electromagnetic Field
在广义相对论的遥平行等效框架下，我们研究了引力耦合电磁场的动力学。结果表明，电磁场不仅能够耦合到扭转，而且，通过它的能量动量张量，产生扭矩。此外，它表明，与扭转的电磁场的耦合保持麦克斯韦理论的局域规范不变性。
1999-01-11 gr-qc hep-th
Experimental Relativity with Accretion Disk Observations
在过去的几十年里，电磁观测被用来了解黑洞及其周围物质的性质。我们了解基础物理学的能力依赖于我们对这些电磁观测建模中两个关键因素的理解：描述黑洞的引力理论，以及产生观测辐射的天体物理学。在这项工作中，我们研究我们目前的能力，约束和检测偏离广义相对论使用的吸积盘光谱的恒星质量的黑洞的二元系统。我们的分析结合了相对论射线追踪和马尔可夫链蒙特卡罗抽样技术，以确定如何以及这样的测试广义相对论可以在实践中进行。我们表明，即使当一个非常简单的天体物理模型的吸积盘是假定先验的，模型的参数和控制变形的参数之间的不确定性和协方差从广义相对论的任何测试广义相对论非常具有挑战性的吸积盘光谱观测。我们还讨论了假设广义相对论是正确的先验的天体物理模型的参数估计的数据时，爱因斯坦的理论，这可能会导致一个根本的系统偏差的影响。
2019-07-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Magnetoelectric Cr_2 O_3 and relativity theory
相对论对理解反铁磁三氧化二铬Cr_2O_3的磁电效应的现象学有两个方面的帮助：（1）对所涉及的电磁量的物理维数，特别是磁电模量的维数有一个清楚的认识，我们建议将来把它作为无量纲的相对量列成表格;（ii）可以从Cr_2O_3的磁电实验数据中识别和提取出一个与温度有关的四维赝标。Cr_2 O_3的这个赝标量在时间反射和宇称变换下是奇的，并且在结构上与电网络理论中的回转器、粒子物理学中的轴子和电气工程中的完美电磁导体相关（“同构”）。
2009-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other gr-qc
Doubly special relativity as a non-local quantum field theory
本文基于几何解释将双狭义相对论构造为无穷阶导数的非局域量子场论，限制模型须保持线性 Lorentz 不变性，量子化场并导出变形 Maxwell 方程，比较不同动量空间中场的原点发散行为。
2025-02-21 gr-qc hep-th
Introduction to Hamiltonian Formulation of General Relativity and Homogeneous Cosmologies
本文面向高年级本科生和研究生，系统介绍广义相对论的ADM哈密顿形式，并通过对Bianchi分类均匀宇宙在拉格朗日与哈密顿两种形式下的动力学分析及多种场耦合例子，展示两种方法的等价性。
2023-08-14 gr-qc math-ph math.MP
From Bertotti--Robinson to Vacuum: New Exact Solutions in General Relativity via Harrison and Inversion Symmetries
Institute of Mathematics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院数学研究所）；Vicerrectoría de Investigación y Postgrado, Universidad de La Serena（拉塞雷纳大学研究与研究生院）；Sede Esmeralda, Universidad de Tarapacá（塔帕卡里大学埃斯梅尔达校区）；Institute of Theoretical Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学物理学院理论物理研究所）；Departamento de Física, Universidad de Concepción（康塞普西翁大学物理系）
本文通过Harrison和反演对称性，从Bertotti-Robinson黑洞出发，构造了新的真空解，展示了电磁嵌套如何产生非平凡的真空度规。
2026-10-09 gr-qc hep-th
General Relativistic Modification of a Pulsar Electromagnetic Field
在广义相对论的背景下，我们考虑一个外部电磁场围绕一个旋转的恒星被赋予一个偶极磁场。得到了定态组态的解析解，并详细讨论了广义相对论修正及其对脉冲星辐射的影响。我们发现，对电场强度和磁场线曲率半径的广义相对论修正都有增强曲率辐射光子能量的趋势。
2000-11-13 astro-ph gr-qc
Testing horizon topology with electromagnetic observations
在没有宇宙学常数的广义相对论中，霍金的一个经典定理指出，静止的黑洞必须是拓扑球形的。这个结果是集体暗示克尔度量唯一性的几个成分之一。然而，如果广义相对论在高能或宇宙学尺度上对引力的描述不准确，霍金的结果可能就不适用了，而具有非平凡拓扑结构的黑洞至少在数学上是允许的。虽然电磁波和引力波数据的测试已经被用来严格限制各种理论偏离天体物理学的克尔描述黑洞，相对较少的注意已经支付拓扑替代品。本文导出了一个新的引力$f(R)$理论的精确解，该理论允许拓扑非平凡黑洞的存在，并计算了包含这些天体的假想天体物理系统的荧光K $α$铁谱线和黑洞像等观测量，为黑洞性质的新检验提供了理论基础.定性比较的基础上，我们表明，拓扑非平凡的对象会留下一个强大的印记电磁观测，可以很容易地区分从广义相对论黑洞在几乎所有的情况下。
2020-08-10 astro-ph.HE gr-qc
Initial data for gravity coupled to scalar, electromagnetic and Yang-Mills fields
本文给出了广义相对论与标量场、电磁场或Yang-Mills理论最小耦合的初值约束的经典求解方法。结果包括时间对称和非对称数据。时间不对称的例子被用来测试彭罗斯的宇宙监督不等式。我们发现，只要弱能量条件成立，不等式就可以被打破。
1998-11-02 gr-qc hep-th
Generating Solutions of Ricci-Based gravity theories from General Relativity
我们推广的算法，建立度量仿射Eddington启发的Born-Infeld（EiBI）引力和广义相对论（GR）之间的对应关系到任何玻色子物质部门。一路上，一个抛光版本的存在性的度量兼容框架的证明与任何度量仿射Ricci重力（RBG）。特别注意的是从GR的conterpart生成的RBG的解决方案的问题，提供了一个一般配方EiBI的情况下。这扩展了以前的结果获得的特定物质，包括各向异性流体，标量场和电磁场。
2020-05-06 gr-qc hep-th
