General Relativistic Effect of Gravitomagnetic Charge on Pulsar Magnetosphere and Particle Acceleration in a Polar Cap
研究了具有非零NUT(Newman-Tamburino-Unti)参数的旋转磁化中子星周围的磁层结构。为了计算简便,本文分析了磁场、重磁场与自转轴倾角为零的排列中子星的Goldreich-Julian电荷密度。从慢转NUT星时空中的麦克斯韦方程组出发,导出了静电势的二阶微分方程。该方程的解析解表明了重力磁荷对加速电场和沿开场线的电荷密度的广义相对论修正。强调了这种效应对磁层能量损失问题的影响。本文第二部分推导了慢转NUT星磁层中测试粒子的运动方程。然后,我们分析了粒子在极冠的运动,表明NUT参数可以显着改变粒子加速的条件。
2008-06-14 astro-ph gr-qc
Measurement of Gravitomagnetic and Acceleration Fields Around Rotating Superconductors
众所周知,旋转的超导体产生的磁场与其角速度成正比。作者们早些时候指出,除了这个所谓的伦敦矩之外,还应该出现一个大的重力磁场来解释铌库珀对的明显质量增加。根据爱因斯坦的广义相对论和目前观测到的宇宙中的暗能量,也预测了类似的领域。设计并建造了一个实验设备,用于测量快速旋转和加速超导体附近的小加速场和重力磁场,以检测所谓的重力磁伦敦矩。本文总结了迄今为止所做的努力和取得的成果。铌超导体的测量确实显示了第一个迹象,这似乎是我们理论预测的2倍之内。可能的误差来源以及实验的困难进行了审查和讨论。如果重力磁伦敦矩确实存在,那么加速场就可以在实验室环境中产生。
2006-10-17 gr-qc
Gravitomagnetic Effects in the Propagation of Electromagnetic Waves in Variable Gravitational Fields of Arbitrary-Moving and Spinning Bodies
本文讨论了光在自引力自旋物体以任意速度运动的引力场中的传播。假设引力场在任何地方都是“弱”的。光线的运动方程在第一后闵可夫斯基近似中求解,该近似相对于万有引力常量$G$是线性的。我们不受引力透镜近似的限制,因此光测地线的解适用于光源和观测者的任意位置。应用该方法研究了脉冲星及其伴星自转对双星夏皮罗时延的修正。我们还推导了太阳系中引力体(太阳、行星)或引力透镜的旋转引起的光偏转角的修正。分析了由于光线偏转体的平移和旋转运动引起的引力频移。本文给出了描述电磁波偏振面相对论旋转(Skrotskii效应)的公式的一般推导。该公式适用于引力物体的任意平动和转动,大大推广了前人的结果。最后,我们讨论了由定域源(如双星系统)发射的引力波的Skrotskii效应。本文的理论结果可用于研究微弧秒空间天体测量中的各种相对论效应,并为FAME、SIM和GAIA等空间天体测量任务的数据处理开发相应的算法。
2001-10-25 astro-ph gr-qc
Gravitomagnetic Fields in Rotating Superconductors to Solve Tate's Cooper Pair Mass Anomaly
超导体经常被用来在突破推进的背景下声称重力异常。到目前为止,其他人无法复制这些实验,这些理论要么被证明是错误的,要么往往是基于难以证明的假设。我们将证明超导体确实可以用来产生非经典的引力场,基于理论预测和测量的铌中的库珀对质量之间的不一致。Tate等人未能按照量子理论的预测测量铌中的库珀对质量。这已经在文献中讨论过,没有任何明显的解决方案。基于德威特将重力磁场纳入库珀对正则动量的工作,作者发表了许多论文,讨论旋转超导体中可能涉及的重力磁场,以解决泰特测量的异常。尽管有一种可能性可以与泰特的测量结果相匹配,近年来,作者们提出了许多理由来证明旋转量子材料中的重力磁场一定不同于它的经典值,而Tate的结果实际上是它的第一个实验符号。本文综述了求解Tate-Cooper的最新理论方法。在旋转超导体中基于重力磁场的对反常。
2006-07-20 gr-qc
On the gravitomagnetic clock effect
广义相对论预言,在中心旋转质量的外场中,两个自由反向旋转的测试粒子需要不同的时间来完成相同的完整轨道;这个时间差导致了重力磁钟效应。该效应已被推导出圆形赤道轨道,而且,它已通过方位角封闭的球形轨道周围的缓慢旋转的质量。本文导出了慢旋转质量在外场中沿任意{ \it椭圆}轨道慢运动时主重磁钟效应的一般公式。这一结果的一些影响进行了简要讨论。
2001-10-10 gr-qc
Gravitomagnetic Field of Rotating Rings
在所谓的引力电磁形式主义的框架内,根据该形式主义,引力场的方程可以类似于经典电磁学来写,我们研究了旋转环的引力磁场,围绕一个中心体。我们计算的重力磁场的分量,无论是在中间区之间的环和中心体,远离环和中心体。我们评估的重力磁场的影响的测试粒子的运动,作为一个应用程序,我们研究使用这些结果的可能性,连同太阳系星历,推断信息的旋转环状结构。
2016-03-15 astro-ph.EP astro-ph.GA gr-qc
A note: graviton spin, gravitomagnetic fields and self-interaction of non-inertial frame of reference
本文考虑了与引力磁场有关的三种弱引力效应:(1)讨论了线性化引力理论中的背景洛伦兹变换和规范变换,利用正则过程和Noether定理得到了引力场的自旋表达式;(ii)指出利用固定坐标系到旋转坐标系的坐标变换,发现Mashhoon自旋-转动耦合的本质实际上是自旋粒子的引力磁矩与引力磁场之间的相互作用。证明了旋转坐标系的旋转角速度可以看作是一个引力磁场;(iii)Mashhoon自旋-旋转耦合的纯引力推广,即,引力子自旋与引力磁场的相互作用实际上是时空(引力场)的自相互作用。在本文中,我们将证明这种自相互作用也会出现在非惯性参考系本身:具体地说,一个旋转的框架,经历了其旋转频率的波动(即,旋转角频率的变化)将经历弱的自相互作用。旋转坐标系的自相互作用,也可以称为旋转坐标系时空的自相互作用,是引力子自旋与引力磁场相互作用的非惯性推广。
2004-08-02 gr-qc
External Electromagnetic Fields of a Slowly Rotating Magnetized Star with Gravitomagnetic Charge
研究了慢转磁化NUT星外部背景时空中的麦克斯韦方程组,在最低阶近似下将电场方程分解为角向和径向两部分,得到了外部电场的解析解.这颗恒星被认为是孤立的,处于真空中,偶极磁场与旋转轴对齐。详细考虑了NUT电荷对恒星外电场的贡献。
2011-09-05 astro-ph.SR gr-qc
A tale of analogies: gravitomagnetic effects, rotating sources, observers and all that
本文综述了广义相对论中引力磁类比的根源、各种推导途径,以及理论与实验方面的最新进展,强调其源于时空拆分并用于解释旋转源效应。
2023-11-17 gr-qc
Spin-Gravity Coupling in a Rotating Universe
本文研究了内禀自旋与Goedel型时空非线性引力磁场的耦合,证明了自旋-引力耦合特征独立于Goedel宇宙的因果性问题,并揭示了引力磁场Stern--Gerlach力在对应极限下退化为经典的Mathisson自旋-曲率力。
2023-08-03 gr-qc
Gravitomagnetic Effects
本文总结了爱因斯坦引力磁场中最重要的效应,这些效应与光线的传播、时钟和原子的运动、物体的轨道运动以及旋进有关。重点放在旋转物体的引力相互作用上。本文给出了旋转或自旋物体的重磁场线的解析形式。
2004-07-30 gr-qc
Gravitomagnetic Clock Effects in Black Hole Spacetimes
从相对观测者的角度研究了黑洞时空中圆旋转轨道的重磁钟效应,阐明了特殊观测者族所起的作用。
2001-02-07 gr-qc
Gravitomagnetic Love tensor of a slowly rotating body: post-Newtonian theory
重力磁潮汐勒夫数以前是在假定潮汐场产生的速度扰动由与矢量势成比例的感应片和与物体的角速度$Ω$成比例的旋转片组成的情况下计算的。这个假设的第二部分是错误的:速度扰动的旋转部分实际上是像$Ω^0 = 1$那样的。因此,以前的计算是不正确的,本文的目的是纠正错误。为了将技术上的困难降到最低,这里的处理仅限于后牛顿展开,展开到首阶--以前对重力磁洛夫数的计算是在完全的广义相对论中进行的。另一方面,这里提出的计算不限于一个固定的潮汐场。我表明,正确缩放的速度扰动与$Ω$导致的爱数的促进爱张量$k_{jk}^{\ \ pq}$,一个四指数的对象,涉及身体的电流四极矩$S_{jk}$的重力磁潮汐矩${\cal B}_{pq}$。这个量的张量性质与潮汐力的每一个$e^{imϕ}$片段产生一个$m$特定的速度扰动,因此产生一个依赖于$m$的洛夫数有关。这些$m$特定的Love数的集合构成Love张量$k_{jk}^{\ \ pq}$。
2020-08-18 gr-qc
Gravitomagnetic tidal currents in rotating neutron stars
最近的研究表明,旋转的致密天体在重力磁场作用下,即使理想化为与时间无关的磁场,也会产生动态响应。动力响应的特点是随时间变化的内部电流,它被怀疑是源于零频率g模式和r模式的潮汐力驱动。在本文中,我们提供了额外的见解的现象,通过检查潮汐响应的旋转体的框架内的后牛顿引力。这种方法使我们能够为这种现象建立一个直观的图像,这依赖于后牛顿引力和麦克斯韦电磁理论之间的密切类比。在这幅图中,重力磁潮汐场和天体自转速度之间的耦合自然会在天体内部产生不平衡的类洛伦兹力,而正是这种力导致了潮汐流。简单的流体方程在后牛顿设置允许我们提供一个完整的零频率模式的描述,并证明其在建立潮流的精确作用。我们估计这些电流的振幅,并发现,对于与LIGO相关的中子星双星,当旋转周期相当于100毫秒时,速度扰动的尺度以每秒公里为单位测量。这一估计表明,潮流可能对合并附近的中子星的物理有重大影响。
2017-01-31 gr-qc
The Gravitomagnetic Field and Penrose Processes
本文给出了用广义相对论理论Monte Carlo方法对超大质量(10^8太阳质量)旋转黑洞能层中的康普顿散射和e-e+对产生过程进行计算机模拟的结果。来自吸积盘的粒子落入能层,并将处于赤道和非赤道约束轨道的粒子散射出去。一般来说,彭罗斯机制允许克尔黑洞的旋转能量被从能层逃逸到无穷远的散射粒子提取(即,距离黑洞很远)。这些模型的计算结果表明,Penrose机制的一种形式能够产生观测到的类星体和其他活动星系核发射的高能粒子(可达GeV量级),而不需要吸积盘的外电磁场。重要的是,这些模型计算表明,透镜-瑟林效应,即,由旋转的黑洞的角动量引起的惯性系的旋转拖拽导致重力磁力(GM)施加在散射的逃逸粒子上。在能层内部,这种拖曳是严重的,似乎GM矢量场线被框架拖曳到正方位角方向,即,黑洞的旋转方向。由此产生的GM力作用于彭罗斯散射粒子产生对称和不对称(或单侧)的粒子发射极方向,与射电强活动星系核中观测到的天体物理喷流一致。注意,这些彭罗斯过程可以适用于任何大小的旋转黑洞。
2004-02-18 astro-ph gr-qc
Generation and evolution of magnetic fields in the gravitomagnetic field of a Kerr Black Hole
我研究旋转黑洞周围等离子体中磁场的产生和演化。注意力集中在重力磁势的影响。在广义欧姆定律中,重磁力作为电池项出现。所产生的磁场应强于由经典Biermann电池产生的场。重力磁位与电场的耦合在麦克斯韦方程组中表现为重力磁流。在磁流体动力学感应方程中,这种电流重新出现作为极向磁场的源项,它可以在吸积黑洞周围产生闭合的磁结构。原则上,甚至自激轴对称发电机作用也是可能的,这意味着考林的反发电机定理在克尔度规中不成立。最后,研究了黑洞驱动电流的结构。
1999-03-05 astro-ph gr-qc
Gravitational Lensing and Gravitomagnetic Time Delay
我们推导出由于旋转壳层内和旋转体外物体的自旋而引起的光子传播时间的延迟。然后,我们表明,这种时间延迟的天体的自旋可能会被检测到在不同的图像中的同一来源的引力透镜,它可能是相关的确定哈勃常数使用精确测量的时间延迟之间的图像的一些引力透镜系统。自旋时间延迟的测量也可能提供进一步的观测,以估计星系,星系团或超星系团中的暗物质含量。
2003-01-08 gr-qc
Relativistic effective action of dynamical gravitomagnetic tides for slowly rotating neutron stars
中子星的引力磁准简正模在双星内旋过程中被潮汐效应共振激发,导致引力波信号中潜在的可测量效应。我们采取了重要的一步,将这些影响的波形模型,通过开发一个相对论有效的行动,澄清了一些微妙的重力磁动力学。在慢转动极限下,我们首先考虑后牛顿近似,并从运动方程中明确推导出有效作用量。我们表明,这种提法开辟了一种方法来计算模式频率,产生的见解相关的物质变量,并阐明了重力磁模式振幅位移下的流体性质的移位对称性的作用。然后,我们构建了一个完全相对论性的基础上的对称性和功率计数计划的行动。这种作用涉及到四个耦合系数,它们取决于中子星的内部结构,并表征了引力波中的关键物质参数。我们发现,固定后的系数之一,通过归一化,其他三个直接涉及两种重磁勒夫数(静态和无旋),和模式频率。我们讨论了这个动作的几个有趣的功能和动力学后果,并分析了频域响应函数(频率依赖的感应磁通四极和外部重力磁场之间的比率),以及相应的爱运营商代表的时域响应。我们的研究结果为引力波天文学提供了精确预测引力磁效应及其编码的核物理的基础。
2021-02-15 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
On Measuring Gravitomagnetism via Spaceborne Clocks: A Gravitomagnetic Clock Effect
两个标准钟在围绕一个中心旋转质量的正向和逆行轨道上的旋转方位角周期之差与J/Mc^2成正比,其中J和M分别是源的固有角动量和质量。结合这种重力磁钟效应,我们探讨了利用星载标准钟探测地球重力磁场的可能性。它表明,这种方法来测量重力磁场,在一定意义上,理论上相当于重力探针-B的概念。
1998-04-03 gr-qc
The post-Newtonian gravitomagnetic spin-octupole moment of an oblate rotating body and its effects on an orbiting test particle; are they measurable in the Solar System?
解析地计算了具有角动量$\boldsymbol{S}$和四极质量矩$J_2$的扩展椭球体的重力磁自旋八极矩引起的轨道效应。我们的结果,成比例的$S J_2 c^{-2}$,保持身体的对称轴$\boldsymbol{\hat{S}}$和测试粒子的一般轨道配置的任意取向。原则上,这种影响可以通过专门的木星航天器任务来测量。对于一个中等偏心和快速的路径,一个专用轨道器的节点和近心点的重力磁进动可以像$400~\textrm{milliarcseconds~per~year}$甚至$1,600-4,000~\textrm{milliarcseconds~per~year}$一样大,这取决于它的轨道平面在空间中的取向。对地球探测器距离变化率信号的数值模拟证实了这种预期,因为它的幅度在仅仅一天后就达到了$\simeq 0.03-0.3~\textrm{millimeter~per~second}$的水平。目前对环绕木星运行的朱诺号航天器进行的双向Ka波段多普勒测量的精度在$1,000$秒后达到$\simeq 0.003~\textrm{millimeter~per~second}$。其他的广义相对论效应也是可以测量的,包括那些与$GMJ_2c^{-2}$成比例的效应,但迄今为止还没有得到检验。由于行星重力场的经典多极,大多数竞争的牛顿信号与后牛顿信号具有完全不同的时间特征,因此可能更容易解开它…
2019-07-02 gr-qc
A Gravitomagnetic Effect on the Orbit of a Test Body due to the Earth's Variable Angular Momentum
在广义相对论的弱场和慢运动近似下,在中心慢旋转物体的定常场中,测试粒子轨道的著名的广义相对论Lense-Thirring阻力是由测试粒子运动方程中的类重力磁洛伦兹加速度产生的。在它的重力磁场是由于中心体的角动量假定为常数。在拉莫尔定理的引力类比中,这样的加速度看起来像是加速坐标系中的科里奥利惯性项。本文考虑了中心体角动量随时间变化对试验质量轨道的影响。它可以被证明是类似于惯性加速度由于时间的导数的角速度矢量的加速帧。本文研究了利用类LAGEOS卫星探测地球引力场中这种效应的可能性。事实证明,轨道效应太小,无法测量。
2001-12-25 astro-ph gr-qc
Detection of the gravitomagnetic clock effect
正确定义了重力磁钟效应的本质,指出其起源于具有闭合空间投影的世界线拓扑。结果表明,在弱场近似下,对于球对称中心体,沿圆测地线反向旋转的两钟之间的同步损失与引力场源的角动量成正比.对太阳系内的天体作了数值估计。木星周围的情况就不那么糟糕了。
1999-09-16 gr-qc
On detecting the gravitomagnetic field of the earth by means of orbiting clocks
本文根据最近发现的在绕地球的赤道轨道上的正、逆两个钟的真时差为每转10^{-7}s量级的结果,讨论了用星载钟探测地球重力磁场的可能性。一个任务利用这种影响的旋转地球上适当的时间概述和概念上的困难进行了简要的审查。
1998-08-05 gr-qc
Generation of Magnetic Fields by a Gravitomagnetic Plasma Battery
在Kerr度规的3+1分裂下,研究了Kerr黑洞周围离子-电子等离子体中电池产生磁场的过程.结果表明,重力磁场对电子分压的贡献能够驱动电流。平衡磁场的强度应该比经典的比尔曼电池更高,因为重力磁驱动项比经典的驱动项更不容易被淬灭。在轴对称情况下,电池只能感应环形磁场。然而,一旦存在环形磁场,重力磁场和电磁场的耦合即使在轴对称中也会产生极向磁场(Khanna & Camenzind 1996 a,b)。因此,嵌入等离子体中的旋转黑洞总是会产生环形和极向磁场。
1998-03-20 astro-ph gr-qc physics.plasm-ph
Testing the gravitomagnetic clock effect on the Earth with neutron interferometry
广义相对论重力磁钟效应是指两个点粒子沿相同的赤道测地线轨道绕一个中心旋转物体旋转,但方向相反,在描述一个完整的旋转时表现出时间差。事实证明,与中心体同方向旋转的粒子比相反方向旋转的粒子慢。本文提出在地球实验室慢中子干涉测量中测量这种效应。用一个半径为2.5 cm、以4.3 x 10^4 rad/s旋转的球体作为中心源,并使用波长为1埃的中子,对于中心源的给定旋转方向,应该可以获得0.18 rad的相移,这完全在实验灵敏度范围内。通过反转中心体的旋转方向,应该可以获得0.06的条纹偏移。
2001-09-11 astro-ph gr-qc nucl-ex
The Gravitomagnetic Influence on Gyroscopes and on the Lunar Orbit
引力磁性--一种类似于电磁学中的洛伦兹力的物质运动耦合--对任何涉及不同质量流的场景都有可观察到的后果。例子包括陀螺仪位于旋转的大质量物体附近,以及两个轨道物体的相互作用。在前一种情况下,陀螺仪产生的进动通常被称为“坐标系拖曳”,是重力探测器B实验所寻求的主要测量。后一种情况在地月系统中得到了实现,事实上,这种效果已经通过月球激光测距(LLR)得到了证实,精度约为0.1%,比重力探测器B结果的预期精度更好。本文通过在月球轨道的运动方程中引入相同的重磁项,得到了月球轨道的陀螺进动和修正,从而揭示了这些看似完全不同的现象之间的联系。由于月球测距目前提供了千分之一的适合月球轨道的重力磁贡献,后牛顿重力的这一特征是不可调整的,以适应任何异常的结果超过0.1%的水平,从重力探测器B,而不干扰现有的理论适合36年的LLR数据。
2007-02-05 astro-ph gr-qc
Acceleration of particles by black hole with gravitomagnetic charge immersed in magnetic field
研究了弱磁化非旋转黑洞事件视界附近的带电粒子与重磁荷的碰撞。外部磁场的存在减小了带电粒子的最内层稳定圆轨道(ISCO)半径。当重力磁荷不为零时,则会出现相反的机制。对于以ISCO速度运动的带电粒子与从无穷远落下的中性粒子的碰撞,当外加渐近均匀磁场存在时,重力磁荷可以降低最大碰撞能量。
2013-12-27 astro-ph.HE gr-qc
Gravitomagnetic Accelerators
本文研究了一类简单的含时旋转Ricci平坦圆柱对称时空流形,其测地线上存在重力磁喷流。在这些喷流中自由测试粒子的螺旋形路径平行于旋转轴向上和向下类似于在磁场中的带电粒子的螺旋形路径。喷流是吸引子。喷流速度渐近地接近光速。实际上,这样的无源时空区域就像是“重力磁加速器”。
2010-12-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Experimental Detection of the Gravitomagnetic London Moment
众所周知,旋转的超导体产生的磁场与其角速度成正比。作者们早些时候指出,除了这个所谓的伦敦矩之外,还应该出现一个大的重力磁场来解释铌库珀对的明显质量增加。我们确实观察到了这种现象,并在超导体外部发现了约为10^-4 g的感应加速度场,根据我们的理论动机,该场似乎与超导体的外加角加速度成正比。如果得到证实,这是第一次在实验室环境中产生可测量大小的重力磁场。这些结果可能会打开一个新的实验窗口来测试广义相对论及其后果使用相干物质。
2006-03-09 gr-qc
THE UNIQUENESS THEOREM FOR ROTATING BLACK HOLE SOLUTIONS OF SELF-GRAVITATING HARMONIC MAPPINGS
我们考虑从时空到任意黎曼流形的自引力映射的旋转黑洞组态。首先,我们建立了可积性条件的Killing领域产生的固定和轴对称等距(圆定理)。限制自己的映射与调和作用,我们随后证明,唯一的固定和轴对称,渐近平坦的黑洞解决方案,定期事件视界是克尔度规。结合非旋转位形的唯一性结果和强刚性定理,建立了Kerr族在自引力调和映射的所有定态黑洞解中的唯一性.
1995-03-28 gr-qc
The effective geometry of the $n=1$ uniformly rotating self-gravitating polytrope
本文用\lq \lq有效几何方法研究了理想正压牛顿自引力旋转可压缩流体的扰动。研究了指数为$n=1$的均匀旋转多面体的情况,这是由于它的分析易处理性。特别注意的是专门的基本背景声学度量的几何特性,特别是零测地线以及模拟光锥结构上的重点。
2014-08-20 gr-qc
Gravitomagnetic effects in quadratic gravity with a scalar field
影响围绕引力源运行的物体的两种引力磁效应是大地效应和透镜-瑟林效应。前者描述了一个旋转陀螺仪的轴的进动角,而在轨道上围绕一个非旋转的引力源,而后者提供了一个旋转源的情况下,这个角度的校正。本文导出了二次引力中的有关方程,并把它们与广义相对论中的等价方程联系起来。本文从研究具有标量场的二次引力的开普勒第三定律出发,介绍了轴对称旋转引力源对赤道圆轨道上的轨道物体的影响。
2016-10-10 gr-qc
Concerning Measurement of Gravitomagnetism in Electromagnetic Systems
重力磁场的测量是检验广义相对论的一项重要工作。在这里,我们提出了一个新的理论方案进行这样的测量的基础上检测的电场之间的相互作用产生的重力磁场和磁场的静态轴对称的引力场的缓慢旋转的大质量的身体。最后指出,基于超导量子干涉仪的精密磁强计不能用于测量带电电容器腔中的重磁感应磁场,因为它们测量的是电磁场矢量势的环流,即,一个包含电场和磁场之和的不变量,广义相对论磁性部分将被电场部分完全抵消,这与实验结果符合得很好。
2006-08-07 astro-ph gr-qc
Gravitating Stationary Dyons and Rotating Vortex Rings
我们在杨-米尔斯-希格斯理论中构造了耦合到爱因斯坦引力的双子、带电的反偶极对和涡旋环。解是平稳的、轴对称的和渐近平坦的。具有磁荷$n\ge 2$的双子代表角动量为零的非静态解。相反地,带电的双反磁偶和涡旋环具有消失的磁荷,但有限的角动量,等于$n$乘以它们的电荷。
2005-07-28 gr-qc
Shadow of Kerr-Taub-NUT black hole
研究了具有非零引力磁荷的旋转黑洞的阴影。结果表明,除了黑洞的角动量外,引力磁荷项也使黑洞阴影的形状发生变形。从数值结果中我们得到,对于给定的旋转参数值,引力磁荷的存在会扩大阴影,并减小其相对于没有引力磁荷的时空的变形。最后研究了具有非零重磁荷的黑洞对大质量粒子的俘获截面。
2013-12-05 gr-qc physics.gen-ph
Global aspects of gravitomagnetism
通过研究旋转宇宙弦的引力磁场,我们考虑了引力磁场的全局性质。我们表明,虽然由这样的物质配置产生的重力磁场局部消失,它可以在全球范围内检测到。在这方面,我们讨论的引力类似的阿哈罗诺夫玻姆效应。
2003-07-12 gr-qc
Gravitomagnetic Jets
提出了一类动态旋转柱对称Ricci平坦引力场,其测地运动具有重磁喷流结构。这些对应于自由测试粒子平行于圆柱对称轴线上下的螺旋运动,并使人联想到试探电荷在磁场中的运动。重力磁喷流中的测试粒子的速度渐近地接近光速。此外,数值证据表明,射流是吸引子。简要讨论了我们的研究结果的引力磁在天体物理喷流的形成中的作用的可能影响。
2011-03-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitomagnetic tidal resonance in neutron-star binary inspirals
一个包含至少一颗旋转中子星的致密双星系统,在它螺旋式地走向最终合并的过程中经历了重力磁潮汐共振。这些对发射的引力波的相位有动力学影响。共振是由旋转恒星的惯性振动模式产生的。四种不同的模式,共振发生在干涉引力波探测器的频带内,当恒星旋转的频率位于这个频带内时。共振是由伴星产生的重力磁场驱动的;这是由后牛顿矢量势描述的,它是由与轨道运动相关的质量流产生的。这些共振先前由Flanagan和Racine [Phys.Rev.D75,044001(2007)]确定,但这些作者仅考虑了单一模式(r模式,惯性模式的特殊情况)的响应。所有四种相关模式都包括在本文的分析中。总的累积引力波相移的范围从约$10^{-2}$弧度时,自旋和轨道角动量对齐,约$10^{-1}$弧度时,他们是反对齐。随着下一代引力波探测器(宇宙探测器,爱因斯坦望远镜)的部署,这种相移将在未来几十年内变得可测量;由于对现有探测器的计划改进,它们甚至可能在这十年内出现。通过对从螺旋波形收集的二元质量和自旋的良好约束,相移提供了有关旋转中子星内部结构的信息,从而提供了有关核物质状态方程的信息。
2020-08-18 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Charge rotating black string in gravitating nonlinear electromagnetic fields
在反de Sitter空间背景下构造了一类新的耦合到非线性电磁场的带电旋转黑弦解。我们考虑两种类型的非线性电磁场,即对数和指数形式。我们研究了非线性参数的几何效应,发现对于大的$r$,这些解恢复了Einstein-Maxwell理论的旋转反弦解。我们计算了旋转黑弦的守恒量和热力学量。我们还分析了时空的热力学,并验证了热力学热力学第一定律对所得解的有效性。
2014-05-24 gr-qc hep-th
Gravitomagnetic effect in magnetized neutron stars
在广义相对论中,旋转的物体会产生坐标系拖曳,也被称为{ \it引力磁效应},类似于经典的电磁学。在本工作中,我们研究了磁场对极向几何中子星的重磁效应的影响。我们表明,磁场有一个不可忽略的影响帧拖动。磁场的最大效应出现在极向和赤道方向,极向和赤道方向的标架拖曳频率随磁场的增大而减小,赤道方向的标架拖曳频率随磁场的增大而增大。对于中间角度,磁场的影响减小,并且对于特定角度值经历最小值,在该最小值处磁场对重力磁性没有影响。超过该特定角度,重磁效应随着磁场的增加而增加。我们试图确定这种“零区”的磁化中子星的情况下,内部和外部,作为磁场的函数,并建议一个思想实验,找到一个特定的脉冲星使用帧拖动效应的零区。
2017-01-05 astro-ph.HE gr-qc
Local stability of self-gravitating disks in $f(R)$ gravity
在度规$f(R)$引力的框架下,我们找到了旋转自引力圆盘表面紧密缠绕螺旋密度波传播的色散关系。此外,新的Toomre一样的差分旋转磁盘的稳定性准则已被推导出流体和恒星磁盘。
2015-06-02 astro-ph.GA gr-qc
Gravitational Fields of the Magnetic-type
局部共形对称引入了共形曲率(外尔张量),它被分成(重力)电和磁(张量)部分。牛顿潮汐力预计从重力电场,而广义相对论框架拖曳效应出现在重力磁场。对称的、无迹的重电张量场和重磁张量场可以用它们的本征向量和本征值来表示。在这篇文章中,我们描述了一个缓慢旋转的黑洞周围的重力电场和重力磁场。这表明,在活动星系中心观测到的超快速外流现象可能为旋转的超大质量黑洞的重力磁场提供了证据。我们还质疑,在我们当代的观测中,当前的问题是否可以通过在扰动FLRW模型中包含大尺度上的重力磁学来解决。
2020-06-23 astro-ph.HE gr-qc
Methods for relativistic self-gravitating fluids: From binary neutron stars to black hole-disks and magnetized rotating neutron stars
对事件GW 170817的灾难性观测,首先是沿着两颗中子星的螺旋运动的引力波,然后是短暂的$γ$射线爆发,后来是千新星,开启了多信使天文学的时代,并在促进我们对一些长期存在的问题的理解方面发挥了关键作用。这种多信使源的数值模拟是理解紧凑物体物理学的重要工具,更广泛地说,是理解极端条件下物质物理学的重要工具。在这篇评论中,我们提出了一个统一的观点,用于获得平衡和准平衡解决方案的三个天体物理相关的相对论,自引力流体系统:二元中子星,黑洞盘,磁化旋转中子星的各种技术。这些解决方案是必要的,不仅为这样的紧凑的对象建模,但同样重要的是,在数值相对论模拟提供自洽的初始数据。而不是提出的配方和数值算法的全部细节,我们专注于画的方法,以解决这些问题,并促进未来的工作在该地区。
2021-12-09 gr-qc
Quantum Interference Effects in Slowly Rotating NUT Space-time
考虑了慢旋转NUT时空中的广义相对论量子干涉效应,如Sagnac效应和中子干涉仪中干涉粒子的相移效应。结果表明,在Sagnac效应的情况下,由于Kerr时空中局部非旋转观测者的角速度必须大于1,NUT参数的影响变得很重要。在中子干涉测量的情况下,它被发现,由于NUT参数的存在下,在干涉粒子的相移出现的附加项。这个项原则上可以用灵敏的干涉仪探测到,并且导出的结果可以进一步用于实验中探测重力磁荷。最后,作为一个例子,我们将所得结果应用于慢旋转NUT时空中UCN(超冷中子)能级修正的计算。
2008-04-20 astro-ph gr-qc
Gravitomagnetism and the Clock Effect
本文综述了重力磁学的主要理论问题。结果表明,陀螺仪的重磁进动与重磁钟效应揭示的旋转质量周围的特殊时间结构密切相关。这个显着的效果,其中涉及的差异,在适当的时期,一个标准的时钟在绕着旋转质量的反时针和逆行圆形测地线轨道,详细讨论。这种影响的概念的“惯性拖曳”在广义相对论的影响。时钟效应的理论是在PPN框架内发展起来的,并研究了通过星载时钟测量它的可能性。
1999-12-08 gr-qc
Self--gravitating cosmic rings
经典的爱因斯坦-麦克斯韦场方程组承认静态的无水平线虫洞解只有一个圆形的宇宙弦奇点。我们展示了如何将这些静态解扩展到精确的旋转渐近平坦解。对于一个合适的参数值范围,这些解描述了带电或中性的旋转闭合宇宙弦,其周长为史瓦西半径的量级。
1998-09-01 gr-qc hep-th
General relativistic self-gravitating equilibrium disks around rotating neutron stars
本文扩展 KEH 自洽场方法,构建快速旋转中子星与紧密大质量自引力盘的稳态平衡数值模型,并评估自引力对二者结构的影响。
2024-10-28 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Light deflection and time delay in the gravitational field of a spinning mass
本文考虑了在地球实验中测量克尔度规参数α_g的平方对电磁波的广义相对论偏转和时间延迟的修正的可能性。事实证明,虽然在天文尺度上,众所周知的引力电效应远远大于引力磁效应,但在实验室尺度上,情况正好相反:引力磁效应肯定超过完全可以忽略的引力电效应。在地球上用一个快速旋转的小球作为引力源,掠射光线的偏转量为10^{-13} rad,时间延迟与10^{-23} s成正比。这些数字是由a_g的可达到值的上限确定的,因为需要防止物体在离心力的作用下爆炸。讨论了在a_g^2水平上使用克尔度量可能受到的批评。
2003-06-18 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Weakly-Gravitating Objects in dynamical Chern-Simons gravity and Constraints with Gravity Probe B
传统上,对太阳系的观测允许对爱因斯坦的广义相对论进行非常严格的检验。在这里,我们重新审视使用这些观测来约束动力学陈-西蒙斯引力中所封装的引力宇称破坏的可能性。本文在小耦合近似和后牛顿近似下,解析计算了孤立的、弱引力的、具有均匀自转和四极质量形变的天体内外的引力场的标量场和重磁扇区。我们发现,外部场的渐近剥离行为与黑洞和中子星以及非相对论性物体的渐近剥离行为是一致的,其总体系数是不同的,并且取决于弱场源的结构。然后,我们使用这些领域明确地计算动力学陈-西蒙斯校正的自旋进动的陀螺仪在地球周围的轨道,我们发现在相同的方向作为广义相对论的Lense-Thirring效应。然后,我们比较这个校正的自旋进动预测的广义相对论的重力探测器B实验的结果,把一个约束动力学陈-西蒙斯理论,是与以前的近似估计。尽管我们主要关注单个物体,但我们的方法可以直接扩展到二元系统或N个物体。
2018-10-31 gr-qc
Linearized Analysis of Rastall Gravity
本文通过线性化形式体系分析Rastall引力,推导了局域化物质和非旋转质量的度规,并详细计算了圆轨道观测者所见的引电场与引磁场,揭示了引力电磁学效应。
2025-05-06 gr-qc
Spinning Gravitating Skyrmions
本文研究了Einstein-Skyrme理论中的自引力旋转解。这些解是全局正则和渐近平坦的。本文提出了一种新的重子数为零的解,它既没有平坦极限,也没有静态极限。
2006-08-25 gr-qc hep-th
Global solution of viscous accretion disk around rotating compact objects: a pseudo-general-relativistic study
本文研究了具有硬表面的致密/中心旋转天体(中子星、奇异星和其它高引力天体)周围粘性吸积盘的解。我们采用拟牛顿方法描述相对论性吸积盘。为此,采用了新的适用于描述恒星及其盘的相对论性质的伪牛顿势。我们知道,Hartle-Thorne度规不仅可以描述恒星的几何,也可以描述恒星外的时空,因此我们使用Hartle-Thorne度规来进行研究。这个势再现了与广义相对论完全相同的边缘稳定轨道。它还再现了边缘束缚轨道和在边缘稳定轨道处的比机械能,误差分别最多为4%和10%。利用这个势,我们研究了吸积盘的整体参数空间。从而找出了在硬表面引力物体周围形成稳定吸积盘的物理参数区。我们发现,随着旋转的中心对象的变化,有效的磁盘参数区域显着变化。我们还显示了粘度的影响的流体性质的磁盘。随后,我们给出了一个理论预测的kHz QPO,至少对一对中的一个,快速旋转的紧凑型对象为4U 1636-53。
2003-04-09 astro-ph gr-qc
Equations for spinning test particles in equatorial orbits when they are orbiting in a weak rotating field
本文利用Mathisson-Papapetrou- Dixon方程组,给出了一个带自旋的测试粒子在弱Kerr度规下的运动方程组。为了将我们的结果与文献的结果进行比较,我们将把自己限制在圆轨道的情况下。特别是,我们解决了一组运动方程的情况下,圆形轨迹的无自旋和自旋的测试粒子在赤道面旋转的机构周围。所得结果对研究旋转引力场中自旋粒子的引力磁效应或引力波效应具有重要指导意义。
2016-09-12 astro-ph.EP gr-qc
Testing gravitomagnetism on the Earth
该文件包含一个拟议的实验,用于测试重力磁效应的光传播周围的旋转质量。这个想法是使用一个旋转的球形实验室规模的外壳,围绕着两个相互正交的光导缠绕,作为干涉仪的臂。数值估计表明,赤道和极地指南之间的飞行时间的差异可能是在$\sim 10^{-20}$ s的顺序,实际上可检测的灵敏度完全可比的预期在引力波检测实验。
2001-04-11 gr-qc