Scalar self-force on eccentric geodesics in Schwarzschild spacetime: a time-domain computation
本文计算了带标量荷粒子绕史瓦西黑洞在一般测地线上运动时的自作用力。这种计算需要一个精确的计算所产生的移动电荷的延迟标量场，这是在数值上完成的帮助下，在时域中制定的四阶收敛有限差分格式。计算还需要正则化过程，因为延迟场在粒子的世界线上是奇异的;这是通过由巴拉克和奥利首先引入的模式和正则化方案逐模式处理的。本文介绍了数值方法，各种数值试验，并为轻度偏心轨道，以及“缩放”轨道的结果样本。
2007-07-06 gr-qc
Gravitational self-force on generic bound geodesics in Kerr spacetime
在这项工作中，我们提出的第一个计算的引力自引力的一般约束测地线在克尔时空中的质量比的一阶。也就是说，由于自身对引力场的影响，一个紧凑的物体绕着一个更大的旋转黑洞运行时，对运动方程的局部修正。这包括耗散效应和保守效应。我们的方法建立在和扩展早期的方法计算赤道轨道上的引力自作用力。特别地，我们从Weyl标量$ψ_4$中重建出射辐射规范中的局部度规扰动，而这又是通过使用半解析频域方法求解Teukolsky方程得到的。随后使用（球形）$l$模式正则化获得引力自作用力。我们测试我们的实现比较大的$l$ -行为对分析已知的正则化参数。此外，我们验证了我们的结果进行比较的长期平均变化的能量，角动量，卡特常数的变化，这些常数的运动推断从引力波通量到无穷大和向下的地平线。
2017-11-27 gr-qc
Scalar quasinormal modes, Lyapunov exponents and radii of null geodesics of rotating regular black holes
本文采用WKB和矩阵方法计算了旋转Bardeen和Hayward常规黑洞的标量准正模，分析了模型参数的影响，并验证了eikonal准正模与零测地线性质间的联系。
2025-04-30 gr-qc
Deviation of nonradial geodesics in a static spherically symmetric space-time
本文将静态球对称黑洞度规中潮汐力的描述推广到角动量不为零的测地线的情形。证明了在引力场中，即使被测物体作非径向自由运动，测地偏差方程也可以对角化。我们提出了一个球对称度规的潮汐力的空间分量的表达式。我们还解决了史瓦西度规中的测地偏差方程，并演示了角动量的存在及其大小如何影响解决方案。
2022-04-27 gr-qc
Observer dependence of the quasi-local energy and momentum in Schwarzschild space-time
说明了Schwarzschild几何中的准局域能量（QLE）和动量对观测者的依赖性。利用Brown-York公式，得到了非测地线和测地线观测器族穿过事件视界的QLE。一个明确的壳建筑过程中提出和计算的结合能的量子平衡测量的静态观测场在视界半径以外的半径。径向测地线观测场从无穷远自由下落的QLE为零。最后，一个简单的关系的准局域动量密度的动态测地线观测场。
2008-09-03 gr-qc
Geodesic stability and quasinormal modes of non-commutative Schwarzschild black hole employing Lyapunov exponent
研究了非对易几何Schwarzschild黑洞时空（NCSBH）引力场的试验粒子动力学和圆测地线的稳定性。坐标时间李雅普诺夫指数（$λ_{c}$）是研究有质量和无质量试验粒子赤道圆测地线稳定性的关键。通过分析不同非对易参数（$α$）下圆轨道的李雅普诺夫指数随半径的变化，讨论了圆轨道的稳定性和不稳定性.在零圆轨道的情况下，计算并给出了不稳定指数，讨论了零圆轨道的不稳定性。此外，通过相关的参数对应于零圆测地线（即角频率和李雅普诺夫指数），准正规模式（QNM）的无质量标量场扰动的程函近似进行评估，并通过相关的实部和虚部也可视化。通过改变非对易参量（$α$）和微扰角动量（$l$），观察和讨论了标量场势的性质。
2022-04-19 gr-qc
Local, Non-Geodesic, Timelike Currents in the Force-Free Magnetosphere of a Kerr Black Hole
在本文中，我们使用以前开发的精确解，提出了一些奇怪的功能，在克尔背景下的无力磁层。更准确地说，我们得到了一个迄今为止看不见的类时电流的力不沿测地线流动的磁层。在这种情况下，电磁场恰好是磁主导的。这也是第一次出现在文学作品中。在我们的解中，改变单个参数的符号会产生一个类空电流，它会产生一个以电为主的电磁场。
2015-04-02 astro-ph.HE gr-qc
Geodesic deviation on symmetry axis in Taub-NUT metric
广义相对论的一个重要方面是研究测地线的性质。描述测地线行为的有用工具是测地线偏差方程。它允许通过时空的曲率来描述引力物体的潮汐性质。本文主要研究轴对称的Taub-NUT度规。我们研究潮汐效应在这个度量使用测地偏差方程。径向测地线沿对称轴的时空被认为是。我们证明了在事件视界下，潮汐力的所有空间分量总是变号的。我们找到了所有测地偏差矢量分量的测地偏差方程的解决方案。它使我们能够量化的NUT电荷的Taub-NUT度规的潮汐性质的影响。我们发现的另一个重要特征是，在时空的所有点上，所有潮汐力分量的规律性行为。
2022-04-30 gr-qc
Cosmic Force
Scharzschild黑洞和de Sitter空间中测地线的确定。
2002-04-05 gr-qc
Geodesic stability and Quasi normal modes via Lyapunov exponent for Hayward Black Hole
我们导出了正则Hayward类黑洞的本征时间李雅普诺夫指数$(λ_{p})$和坐标时间李雅普诺夫指数$(λ_{c})$.固有时间对应于$τ$，坐标时间对应于$t$。其中$t$是由渐近观测者对Hayward黑洞和特殊情形Schwarzschild黑洞测量的。对于类时测地线，我们将它们的比值计算为$\frac{λ_{p}}{λ_{c}} = \frac{(r_σ^{3} + 2 l^{2} m )}{\sqrt{(r_σ^{2} + 2 l^{2} m )^{3}- 3 m r_σ^{5}}}$。在$l=0$的极限下，这意味着对于史瓦西黑洞，这个比率减少到$\frac{λ_{p}}{λ_{c}} = \sqrt{\frac{r_σ}{(r_σ-3 m)}}$。利用Lyponuov指数，研究了赤道圆测地线的稳定性和不稳定性。通过计算不稳定时间尺度的倒数李雅普诺夫指数，我们证明了在程函极限下，准简正模的实部和虚部由零圆测地线的频率和不稳定时间尺度决定。进一步讨论了这类黑洞的不稳定光子球和阴影半径。
2020-08-23 gr-qc
Tidal Forces in Kottler Spacetimes
文章认为在附近的Kottler黑洞的潮汐力。我们找到一个解决方案的测地偏差方程的径向落体，这是由椭圆积分。证明了当宇宙学常数为负值时，在事件视界外潮汐力的径向分量都是符号变化的，而在Schwarzschild黑洞中，潮汐力的径向分量都是符号不变的.我们还发现Kottler黑洞和Reissner-Nordstrom黑洞之间的相似性，因为我们指出了宇宙学常数的值，这保证了黑洞的两个视界的存在，在这两个视界之间潮汐力的角分量变号。在Anti-de Sitter时空中探测测地偏差矢量分量的非解析行为并局部描述它是可能的。
2022-04-27 gr-qc
Rindler Modified Schwarzschild Geodesics
神秘的吸引力恒定的径向力在过去的先驱者航天器上-所谓的先驱者异常-被认为是在林德勒加速的背景下。作为一个想法，这是诱人的，因为它让人想起宇宙学常数。幸运的是，反常力的作用方向是径向朝向太阳的，因此它不同于宇宙学常数的使命。不求助于负责这样一个长期的物理来源，我们调查修改史瓦西测地线。林德勒加速度自然会影响所有有质量/无质量的粒子轨道。稳定的轨道可能会变得不稳定，反之亦然，加速度参数微调。额外项的总体作用，鉴于其吸引人的特点，是提供约束在径向测地线。
2013-12-19 gr-qc
Spin-geodesic deviations in the Schwarzschild spacetime
通过对测地线偏差概念的推广，研究了史瓦西时空中自旋粒子的轨迹对圆测地线的偏差。在Mathisson-Papapetrou-Dixon模型中，假设自旋参数足够小，使得在自旋变量以及测地线偏差中线性化运动方程是有意义的，自旋曲率力向附近测地线所满足的线性常微分方程的二阶系统添加了额外的驱动项。选择测地线运动的初始条件导致的解决方案的偏差完全是由于自旋曲率力，人们发现，自旋粒子的位置为一个给定的固定的总自旋振荡大致在一个椭圆内的平面垂直于运动，而方位角运动经历类似的振荡加上一个额外的长期漂移随自旋方向而变化。
2014-08-21 gr-qc
Geodesic completeness, curvature singularities and infinite tidal forces
School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理学院）
该研究揭示潮汐力发散的非奇点成因，证明曲率奇点处度规无法定义故时空测地不完备，明确粒子无法到达曲率奇点。
2026-08-06 gr-qc hep-th
On a Characterization of Geodesic Trajectories and Gravitational Motions
我们将在这里讨论测地线轨迹的一个特征。我们将证明，引力场对质量粒子的作用，本质上可以等同于不能绝对消除的力。这就引出了等效原理的另一种表述。
2011-06-19 gr-qc
Tidal Forces in Majumdar-Papapetrou Spacetimes
本文研究 Majumdar-Papapetrou 双黑洞平衡时空中的潮汐力，分析中性粒子径向与圆形测地线上潮汐力随距离和能量的变化，并数值求解不同初始条件下的测地线偏离方程。
2024-03-04 gr-qc
Introduction to Gravitational Self-Force
在广义相对论中，充分小物体的运动应该用测地线精确描述。然而，应该有“重力自作用力”对测地线运动的修正，类似于电动力学中出现的"辐射反作用力“。为了能够确定极端质量比极限下的螺旋运动等效应，能够计算这些自作用力修正是相当重要的。然而，如果试图在广义相对论的背景下考虑点粒子，就会出现严重的困难。这篇文章描述了这些困难以及如何处理它们。
2009-07-02 gr-qc
Geodesics in Lewis Spacetime
对Lewis度规的测地线方程进行了积分，给出了Weyl类中出现的不同参数对测试粒子运动的影响。特别值得注意的是，出现了一个平行于轴向的力，而没有牛顿的类似物。
1997-05-27 gr-qc
Inertial Forces as Viewed from the ADM Slicing and their behaviour for Particles in Non-Circular Geodesics
考虑到定义的惯性力作用在一个测试粒子上，以下非圆形测地线，在静态和静止的空间时间，我们表明，离心力逆转只发生在粒子的情况下，以下绕黑洞的轨道。我们首先重写的协变表达式的加速度分量的lapse函数，移位矢量和3-metric $\gm_{ij}$，使用ADM 3+1分裂，并使用这些，为不同的情况下，如给定的纯径向运动，纯方位角运动和一般的非圆周运动。发现只有当粒子的方位角速度超过径向速度时才发生反转，而径向速度确实取决于物理参数$E$、$l$和Kerr参数$a$。
2002-03-01 astro-ph gr-qc
Self force on particle in orbit around a black hole
研究了标量荷围绕史瓦西黑洞作匀速圆周运动时所受的自作用力。分析是基于直接计算的自作用力通过模式分解，并在一个正规化过程的基础上Ori的模式和正规化处方。我们发现在任意半径和角速度（测地线和非测地线），特别是附近的黑洞，广义相对论效应是最强的，并为快速运动的四个自作用力。我们发现自作用力的径向分量是排斥力还是吸引力，取决于轨道。
2000-03-17 gr-qc
Tidal effects in 4D Einstein-Gauss-Bonnet Black Hole Spacetime
本文研究了4D-Einstein-Gauss-Bonnet时空中的潮汐力和测地线偏差运动。结果表明，引潮力和测地偏差运动与高斯-博内耦合常数的符号密切相关。与Schwarzschild时空相比，当Gauss-Bonnet耦合常数为负值时，潮汐力的强度增强，而当Gauss-Bonnet耦合常数为正值时，潮汐力的强度减弱。当耦合常数为负时，潮汐力的行为类似于Schwarzschild时空中的潮汐力，而当耦合常数为正时，潮汐力的行为类似于Reissner-Nordström黑洞中的潮汐力.给出了两种初始条件下测地线偏差矢量随高斯-博内耦合常数的变化。
2021-07-01 gr-qc
Resolving space-time singularities in spherically symmetric black holes: geodesic completeness, curvature scalars, and tidal forces
本文研究球对称黑洞中时空奇点的消除，通过寻找度规函数条件恢复测地线完备性，提出焦点移至无限远或反弹阻止聚焦两种机制，并探讨其与曲率标量发散及潮汐力的关联。
2025-06-22 gr-qc
Geodesics in a quasispherical spacetime: A case of gravitational repulsion
在Weyl度量中研究测地线，称为M-Q解。首先，提供的参数，支持我们的信念，这个空间-时间是更合适的（在Weyl家族的已知解决方案）讨论强准球引力场的性质。然后，测地线的行为进行了比较与球对称的情况下，带出的轨迹偏离球对称的敏感性。特别值得注意的是，沿对称轴径向移动的试验粒子的固有径向加速度的符号变化，靠近$r=2M$表面，并与源的四极矩有关。
2004-07-06 astro-ph gr-qc
Derivation of Gravitational Self-Force
我们分析的问题"粒子运动“在广义相对论在一个系统的和严格的方式，通过考虑一个参数家庭的度量对应于有一个机构（或黑洞），是"缩小”到零的大小和质量以适当的方式。我们证明了这样一个单参数族的极限世界线必须是背景度规的测地线，并得到了首阶微扰修正，其中包括引力自作用力、自旋力和测地线偏差效应。与我们的严格微扰结果相关联，MiSaTaQuWa方程的状态被解释为候选的“自洽微扰方程
2009-07-02 gr-qc
Gyroscope deviation from geodesic motion: quasiresonant oscillations on a circular orbit
广义相对论自旋轨道相互作用导致陀螺质心沿轨道法线的准共振振荡。拍频幅度不包括光速，而是等于陀螺仪固有动量与其轨道动量的比率。调制频率等于大地岁差的角速度，以防止振荡共振。振荡表示陀螺仪轨道动量的进动。在可接受的时间内，振荡幅度达到适于实验分析的值。考虑源扁率的影响，拍频振幅减小，调制频率增加，增加的倍数等于四极岁差速度与大地岁差速度的比值。四极进动的周期是一个相当足够的时间来形成一个可测量的振幅的振荡。
2003-01-17 gr-qc
Extra force from an extra dimension. Comparison between brane theory, STM and other approaches
我们调查的问题，观察者在4D感知五维测地线运动。我们认为，零和非零体测地线的膜理论，时空物质理论（STM）和其他非紧的方法的背景下的解释。我们开发了一个“帧不变”的形式主义，允许计算的静止质量和它的变化，在4D中观察到的。我们找到了四加速度的适当表达式，从而获得了在4D中观察到的额外力。我们的公式推广和推广了文献中的所有结果。这里的一个重要结果是，在具有${\bf Z}_{2}$ -对称性的膜世界模型中，额外的力是连续的，并且在膜上有很好的定义。这是因为沿着额外维度的动量分量在膜上是不连续的，这有效地补偿了外在曲率的不连续性。我们表明，膜理论和STM产生相同的解释散装测地线运动。这适用于空和非空的体测地线。因此，测试粒子的实验无法区分我们的宇宙是由膜世界场景还是STM描述的。然而，他们区分膜/STM方案和其他非紧的方法。其中包括规范和嵌入方法，我们在这里详细介绍。
2003-10-15 gr-qc
Null geodesics, quasinormal modes and the correspondence with shadows in high-dimensional Einstein-Yang-Mills spacetimes
研究了高维Einstein-Yang-Mills黑洞背景时空中无质量标量场微扰的准测地线、准正规模以及与阴影半径的对应关系.基于零测地线的性质，我们得到了五维和六维Einstein-Yang-Mills时空中光子球半径与视界半径之间的关系。特别是在五维情况下，光子球半径存在两个分支，但只有事件视界外的分支满足圆零测地线条件。此外，在高维Einstein-Yang-Mills时空中，在拟正规频率复平面上没有发现阴影半径的反射点，也没有发现类螺旋形状，从而验证了程函极限下的拟正规模与阴影半径之间的对应关系.
2020-10-03 gr-qc hep-th
Quasi-geodesics in relativistic gravity
平行于大质量粒子轨道的四个力总是可以通过仿射参数化来消除，但是仿射参数与适当的时间不同。主要应用是宇宙学，其中宇宙流体的元素受到平行于其四个速度的压力梯度的影响。当粒子质量发生变化时，在标量张量宇宙学中，自然会出现平行的四种力。
2020-11-11 astro-ph.CO gr-qc
Tidal Forces in Reissner-Nordström Spacetimes
我们分析了在Reissner-Nordström黑洞时空中产生的潮汐力。我们指出，潮汐力的径向分量的变化标志外的事件视界，如果电荷质量比接近$1$不像在史瓦西时空的不带电黑洞，和角分量之间的变化标志的外部和内部的视野。我们求解了向带电黑洞径向下落物体的测地线偏差方程。例如，我们发现，测地线偏差矢量的径向分量在事件视界内开始减小，这与史瓦西的情况不同。
2016-02-23 gr-qc
Graviton noise on tidal forces and geodesic congruences
本文利用Feynman-Vernon影响泛函与Schwinger-Keldysh形式研究引力子量子噪声对点质量运动的影响，将其视为随机潮汐力，推导并估计Minkowski真空与压缩真空中的表达式，进而通过Raychaudhuri方程分析其对测地线汇、剪切和旋转张量的效应。
2023-01-16 gr-qc hep-th
Self force on an accelerated particle
我们计算了一般背景时空中加速点粒子（标量电荷、电荷或小引力质量）在加速（非测地线）轨道上运动的奇异场。使用模式和正则化方案，我们得到明确的表达式的自我力正则化参数。在电磁和引力的情况下，我们使用洛伦兹规范。这一工作扩展了Barack和Ori的工作，他们证明了在Schwarzschild时空中测地线运动的点粒子的正则化参数可以仅由模和中的前导项和次前导项来描述（通常称为$A$和$B$项），并且$\ell$中的所有高阶项在求和时消失（后来他们在Kerr [2]，[3]中显示了测地线运动的相同行为）。我们证明了这些性质是通用的点粒子运动通过任何光滑的时空沿任意（加速）轨迹。我们的重整化方案是基于，但不完全相同，奎因-沃尔德公理。当我们开发我们的方法，我们审查和扩展工作表明，在文献中使用的奇异场的不同定义是等价的，我们的方法。由于我们的方法不假设扰动粒子的测地线运动，我们能够使用我们的模式和形式主义，明确恢复一个众所周知的结果：在史瓦西黑洞附近的静态标量电荷的自作用力消失。
2014-04-28 gr-qc
Tidal forces in the charged Hayward black hole spacetime
黑洞产生的潮汐力是广义相对论的一个重要结果，与时空曲率张量有关。在潮汐力的天体物理意义中，潮汐破裂事件尤为突出。分析了带电海沃德正则黑洞时空中的潮汐力，得到了潮汐张量的分量和测地偏差方程。我们发现，径向和角潮汐力可能会消失和改变符号，不像在史瓦西时空。我们注意到，在这个规则的黑洞时空中，潮汐力在径向坐标的原点处是有限的。在两种不同的初始条件下，我们得到了尘埃粒子落向黑洞的测地偏差矢量。
2020-05-26 gr-qc
Joule-Thomson expansion and tidal force effects of AdS black holes surrounded by Chaplygin dark fluid
本研究分析被Chaplygin暗流体包围的AdS黑洞的焦耳-汤姆逊效应与潮汐力，发现因宇宙学常数导致潮汐力在无穷远不为零，且测地线分离呈振荡趋势。
2023-12-24 gr-qc
Analytic Electromagnetic Effective Source for Geodesic Orbit in Schwarzschild Spacetime
Ningbo University（宁波大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
该研究针对史瓦西时空中测地线运动构建了解析电磁有效源，通过角完备性与标架分解推导耦合系数，抵消点粒子δ贡献，所得源项可用于未来1+1维残余场计算。
2026-10-14 gr-qc
Solutions to the Lorentz force equation with fixed charge-to-mass ratio in globally hyperbolic spacetimes
我们将经典的Avez-Seifert定理推广到荷质比固定的带电粒子的轨道。特别地，给定两个事件x_{0}和x_{1}，其中x_{1}在x_{0}的时间未来中，我们发现间隔I=]-R，R[使得对于I中的任何q/m，存在洛伦兹力方程的类时连接解。此外，在不存在连接x_0和x_1的零测地线的假设下，我们证明了对任意的|Q/m|对应至少两个连接的类时解，它们只有在它们是测地线时才重合。
2003-02-12 gr-qc
Geodesic stability, Lyapunov exponents and quasinormal modes
测地运动决定了时空的重要特征。不稳定测地线与外部观测者观测到的致密天体的外观密切相关，并与黑洞的特征模有关。通过计算李雅普诺夫指数，这是与测地线运动相关的不稳定性时标的倒数，我们表明，在程函极限，在任何维度的黑洞的拟正规模式的参数的圆形零测地线。这个结果与场方程无关，并且只假设一个稳定的、球对称的和渐近平坦的线元，但它似乎不容易扩展到反德西特时空。我们进一步证明了：（1）在大于4维的时空中，Myers-Perry黑洞背景中的赤道圆类时测地线是不稳定的;（2）Myers-Perry时空中赤道零测地线的不稳定时标在d > 5维的时空中存在局部极小值。
2009-03-12 astro-ph gr-qc hep-th
Radiation reaction and the self-force for a point mass in general relativity
一个质量为m的点粒子在测地线上运动，产生时空度规g的扰动h，它在粒子处发散。给出了h的奇异m/r部分及其由时空引起的四极畸变的简单表达式。从h中减去这些，余数h^R为C^1。粒子自身的引力场对它施加的自作用力修正了O（m）处的世界线，使其成为g+h^R的测地线。当粒子是一个非旋转的小黑洞时，给出了爱因斯坦方程的一个近似解，当m趋于0时，误差为O（m^2）.
2000-11-11 gr-qc
Osculating orbits in Schwarzschild spacetime, with an application to extreme mass-ratio inspirals
我们提出了一种方法来整合的运动方程，约束，加速史瓦西时空中的轨道。在每一个瞬间，真实的世界线被假设为与参考测地线相切，称为密切轨道，使得世界线从一个这样的测地线平滑地演变到下一个。因为测地线是由一组不变的轨道元素唯一标识的，密切轨道之间的过渡对应于元素的演化。在本文中，我们推导出一组方便的轨道根数的演化方程，假设力只作用在轨道平面内;这是我们对形式主义施加的唯一限制，我们不假设力一定很小。作为我们方法的一个应用，我们分析了两个大质量物体的相对运动，假设一个物体比另一个小得多。使用混合史瓦西/后牛顿运动方程制定的基德尔，威尔，和怀斯曼，我们把未扰动的运动作为测地线在史瓦西时空的质量参数等于系统的总质量。力由依赖于系统折合质量的项组成。我们强调了保守的条款，在这种力量，这会导致显着的长期变化的时间依赖性和相对轨道的相位的重要性。从我们的结果中，我们推断出辐射近似的引力自作用力，它只使用耗散项的一些一般性的限制。
2007-12-18 gr-qc
Spin-geodesic deviations in the Kerr spacetime
本文在极-偶极粒子近似下研究了Kerr时空中扩展自旋体的动力学，假定自旋曲率力仅使粒子稍微偏离测地线路径，自旋参数很小，忽略了对时空几何的反作用.这种方法自然会导致解决Mathisson-Papapetrou-Dixon方程线性化的自旋变量以及偏差向量，具有相同的初始条件测地线运动。一般偏离一般测地线运动的研究，推广以前的结果限于非常特殊的情况下，赤道圆形测地线作为参考路径。
2014-08-21 gr-qc
Self-force gravitational waveforms for extreme and intermediate mass ratio inspirals. II: Importance of the second-order dissipative effect
研究了沿准圆Schwarzschild轨道运动的极端或中等质量比系统的二阶耗散自力对引力波退相的重要性。对于一阶自作用力，我们使用洛伦兹规范中的完全相对论性力来描述永恒圆测地线。二阶自作用力由其3.5后牛顿对应物建模。我们使用密切轨道方法来演化系统，并获得引力波形，其相位包括所有项-在我们的近似范围内（并使用沿圆形测地线的自作用力）-与系统的质量比无关。由于二阶耗散自力引起的部分失相远小于一阶保守自力引起的部分失相，尽管它们在质量比上处于相同的数量级。
2013-06-19 gr-qc
Geodesic model complience with the frequencies of the observed X-ray quasi-period oscillations of XTE J1807-294
本文研究了吸积毫秒脉冲星XTE J1807-294的X射线准周期脉动数据以确定其质量与角动量，并应用七种测地线模型评估其描述中心中子星性质的能力。
2023-05-20 astro-ph.HE gr-qc physics.data-an
Null geodesics, quasinormal modes, and thermodynamic phase transition for charged black holes in asymptotically flat and dS spacetimes
数值研究表明，黑洞的准正规模与Davies点之间存在着联系。在本文中，我们分析研究了渐近平坦和dS时空中带电Reissner-Nordström黑洞的这种关系。在程函极限下，由零测地线得到光子球的角速度$Ω$和李雅普诺夫指数$λ$，分别对应于准正规模的实部和虚部.无论是在渐近平坦时空还是在dS时空中，我们都观察到了复准正规模平面上的螺旋状形状。然而，形状的起点与戴维斯点不重合。然而，我们发现了一个新的关系：在$T$ - $Ω$和$T$ - $λ$平面上，Davies点恰好与温度$T$的最大值相交.在高维渐近平坦时空中，即使不存在类螺旋形状，这种关系仍然成立。因此，我们提供了一个新的黑洞热力学和动力学之间的关系。应用这个关系，我们可以用拟正规模检验黑洞的热力学性质。
2019-09-26 gr-qc hep-th
Exploring Tidal Force Effects and Shadow Constraints for Schwarzschild-like Black Hole in Starobinsky-Bel-Robinson Gravity
本文研究了 Starobinsky-Bel-Robinson 引力中类史瓦西黑洞的潮汐力效应与测地线偏离，利用事件视界望远镜阴影数据约束参数 $β$，发现该黑洞阴影角直径小于史瓦西黑洞且符合观测约束。
2023-10-24 gr-qc
Force-free Currents and the Newman-Penrose Tetrad of a Kerr Black Hole: Exact Local Solutions
在前一篇文章中，我们推导了一类在克尔背景下无力磁层的解。这里，由电磁矢量势$A$的环面分量的常数值定义的流动表面由$θ$的常数值产生。电磁流矢量沿着几何学的落原理零测地线矢量流动。随后，我们推广了这一点，得到了一个外向的原则零测地向量。在这篇文章中，我们得到的解决方案是互补的上述标准。也就是说，这里的溶液具有由恒定径向坐标$r$的球体产生的流动表面，并且电流矢量由$m$和$m^\star$的线性组合产生，$m$和$m^\star$是Newman-Penrose无效四分体中的剩余基矢量。
2015-05-29 gr-qc
Geodesics, Mass and the Uncertainty Principle in a Warped de Sitter Space-time
本文给出了Randall-Sundrum提出的弯曲de Sitter时空中测地线方程的显式解。我们发现，一个测试粒子在体中运动，并且不局限于一个3-膜（被视为我们的宇宙）。在3-膜上，测试粒子以匀速运动，看起来它不受力的影响。但是用能量-动量张量计算粒子的能量会产生一个依赖于时间的能量，这意味着一个依赖于时间的质量。因此，额外的力，这是扭曲的额外维度对粒子在3-膜上运动的影响，不会改变粒子的速度，但会改变粒子的质量。粒子在体中的运动也导致了海森堡不确定原理在3-膜上的依赖于时间的修正。这两个结果表明，沿额外维的经典物理导致了粒子质量的时间依赖性和不确定原理。如果粒子的质量与时间无关，而海森堡的不确定原理保持不变，那么就必须有一个非引力的力来限制3-膜上的所有粒子。最后，我们只需要注意，虽然在经典意义上，3-膜上的这些依赖于时间的修正可以被移除，但沿着额外维度的量子力学修正将恢复问题。
2011-08-03 gr-qc
Extreme mass-ratio inspiral of a spinning body into a Kerr black hole I: Evolution along generic trajectories
本文使用密切测地线积分器，结合引力波主导轨道平均耗散反作用与主导阶自旋-曲率力，构建了旋转天体落入Kerr黑洞的通用旋进轨迹，为大质量比波形模型纳入次级自旋奠定基础。
2023-10-20 astro-ph.HE gr-qc
Geodesic models of quasi-periodic-oscillations as probes of quadratic gravity
未来的超大面积X射线仪器（其有效面积大于$>3$ m $^2$）将能够以亚%的精度测量吸积致密天体X射线通量中观测到的准周期振荡~（QPO）的频率。如果正确建模，QPO可以提供一种新的方法来测试重力的强场状态。利用相对论性进动模型和改进的周转共振模型，我们发展了一种方法来检验广义相对论对一类具有二次曲率修正的理论。随着仪器正在研究未来的任务，如eXTP，LOFT，或STROBE-X，测量至少两个QPO三胞胎从恒星质量的黑洞可以设置严格的约束的耦合参数的平方重力。
2017-06-27 astro-ph.HE gr-qc
Beyond the geodesic approximation: conservative effects of the gravitational self-force in eccentric orbits around a Schwarzschild black hole
我们研究了在史瓦西黑洞的束缚（偏心）强场轨道中粒子运动的保守有限质量修正。我们假设粒子的质量$μ$远小于黑洞的质量$M$，并探讨了$O(μ/M)$的测地后修正。我们的分析使用了最近开发的代码中的数值数据，该代码输出沿着偏心测地线作用在粒子上的洛伦兹规范重力自力（GSF）。首先，我们计算的$O(μ/M)$保守修正的近星点前进的轨道，作为一个功能（规范依赖）semilatus直肠和偏心率。GSF进动效应的规范不变的描述是可能的圆轨道的限制，在那里我们表示作为不变的方位角频率的函数的近星点前进的校正。我们比较这种关系与完全非线性数值相对论模拟的结果。为了获得GSF效应的规范不变的措施，完全偏心轨道，我们介绍了一个适当的推广Detweiler的圆轨道“红移”不变量。我们计算这个不变的$O(μ/M)$保守校正，表示为参数化轨道的两个不变频率的函数。我们的结果是在很好的协议与后牛顿计算的结果在弱场制度，我们将报告其他地方。我们的研究结果可以为强引力双星动力学分析模型的发展提供信息。它们还为未来的数值相对论模拟提供了准确的基准。
2011-03-24 astro-ph.HE gr-qc
Geodesic motion in the vacuum C-metric
导出了真空C度规的测地方程，并对各种情况进行了求解。这些解描述了具有守恒能量和角动量的类时或零粒子的运动。围绕弱加速黑洞的极近圆轨道可以看作是圆史瓦西测地线的扰动。结果表明，半径为$r_0>6m$的圆史瓦西测地线在沿轨道平面的小匀加速下是稳定的。这些稳定的轨道在$r_0$周围经历小的振荡，表现得像是由周期力加上另一个恒定力驱动的谐振子。还考虑了轴平行于黑洞加速方向的圆轨道。在这种情况下，一个代数关系表示的稳定性条件。这改进了以前文献中的稳定性分析。我们还对沿极点的径向测地线进行了分析。存在一个解，在这个解中，一个粒子在加速的黑洞正后方的固定距离处保持不稳定平衡。其他更一般的情况下，数值解的例子。
2014-05-12 gr-qc hep-th
Extreme mass-ratio inspiral and waveforms for a spinning body into a Kerr black hole via osculating geodesics and near-identity transformations
本研究结合引力波辐射反作用与自旋-曲率力，利用密切测地线积分器和近恒等变换，构建了自旋天体旋近克尔黑洞的首个有效EMRI模型，实现快速计算且具备模块化扩展潜力。
2023-10-12 astro-ph.HE gr-qc
Forced motion near black holes
我们提出了两种方法来集成强制测地线方程的克尔时空，它可以容纳任意的力。作为一个测试案例，我们在一个简单的阻力下计算吸气，模仿气体的存在。我们验证了这两种方法给出了相同的结果，这个简单的力。我们发现，阻力通常会导致离心率增加整个内旋。这是一种相对论效应，与引力辐射驱动的吸气相反，与气体双星的流体动力学模拟相似。我们通过导出对牛顿动力学的首阶相对论修正，给出了一个解析解释。如果被观测到，离心率的增加将提供明确的证据，表明内旋发生在非真空环境中。我们的两种方法是特别有用的演变轨道在绝热制度。两者都使用密切轨道的方法，其中轨道上的每个点的特征在于具有相同瞬时位置和速度的测地线的参数。这两种方法都描述了轨道的大地能量，轴向角动量，卡特常数，方位角相位，和两个角度变量，单调增加，是相对论概括的偏心异常。这两种方法在轨道相位的处理和力的表示上有所不同。在一种方法中，测地线相位和相位常数一起演化为单个轨道相位参数，并且力以其在Kinnersley正交四分体上的分量表示。在第二种方法中，测地线运动的相位常数被单独演化，力被表示为它的Boyer-Lindquist分量。这第二种方法是一个推广的早期工作的庞德和泊松平面部队在史瓦西背景。
2011-02-22 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Quantum Noise of Gravitons and Stochastic Force on Geodesic Separation
在这项工作中，我们考虑引力子及其涨落对两个质量的动力学的影响，使用Feynman-Vernon影响泛函形式，应用于非平衡量子场论和半经典随机引力早期由Calzetta，Hu和Verdaguer [1-3]，最近由Parikh，Wilczek和Zahariade [4-6]。引力子的阿达玛函数产生的噪声核作为一个随机张量力的朗之万方程控制的运动的两个质量的分离。然后求解了各种量子态（包括Minkowski真空态、热态、相干态和压缩态）的引力子噪声引起的分离波动。Parikh等人以前的考虑只是针对引力子的一些选定模式，而在这项工作中，我们已经包括了所有的引力子模式和偏振。我们评论在深空实验中使用长基线干涉仪探测原始引力子波动的可能性。
2022-04-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Geodesic deviation, Raychaudhuri equation, Newtonian limit, and tidal forces in Weyl-type $f(Q,T)$ gravity
本文研究了 Weyl 型 $f(Q,T)$ 引力中的测地偏离与 Raychaudhuri 方程，推导了包含 Weyl 几何与物质耦合修正的广义 Poisson 方程，并求得了弱场近似下的潮汐力修正及 Roche 极限表达式。
2021-01-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Geodesic structure and quasinormal modes of a tidally perturbed spacetime
潮汐摄动在经典二体系统动力学研究中占有重要地位。了解强场区域的潮汐效应，可以让我们利用引力波或电磁观测来定位或限制可能的伴星的位置。在这里，我们调查如何类时和零测地线的史瓦西黑洞的影响，在存在的同伴。这是一系列新的影响。在某些极限情况下，我们找到了封闭零或类时测地线的解析解。我们的结果表明，由遥远的观察者测量的光环周期可以更短或更长，这取决于伴星的位置。我们还表明，有封闭的类光轨迹是椭圆形（赤道同伴），和类时粒子的影响，以类似的方式。最后，我们试图从潮汐扰动的几何形状估计的振铃。我们的研究结果表明，有两个阶段的松弛这样的几何形状，一个与周围的变形光子球的波的迅速衰减，和稍后的全球几何松弛。这些结果与以前的，完整的数值研究是一致的。
2021-06-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
