On the quantization of the Null-Surface formulation of GR
我们定义并讨论了各种量子算符,它们描述了量子广义相对论中的时空几何。这些都是通过结合零面公式的广义相对论,最近开发的,与渐近量子化。定义的一个算子描述了一个“模糊”的量子光锥结构。其他的,称为“时空点算子”,描述几何定义的物理点。我们讨论这些运营商的解释。这似乎暗示了量子时空是由“模糊”的物理点组成的。在平坦空间的线性化下,导出了量子时空点算符的对易代数。
1996-12-03 gr-qc
Trace dynamics and a noncommutative special relativity
迹动力学是一种经典的非交换矩阵动力学理论,其中迹内的循环置换用于定义关于算子的导数。我们用迹动力学的方法构造了一个非对易的狭义相对论。我们定义了一个线元素使用的跟踪时空坐标被假定为运营商。线元被证明是不变的标准洛伦兹变换下,并被用来构建一个非交换相对论动力学。建立这样一个非对易相对论的最终动机是将这个经典理论的统计热力学与量子力学联系起来。
2011-09-01 gr-qc quant-ph
The CMB Initial Data and Fundamental Operator Quantization of General Relativity
CMB辐射的观测数据表明,我们的宇宙可以是一个普通的物理对象相对于地球观测者运动,偶尔有初始数据。这一事实使我们能够应用庞加莱群的不可约酉表示理论,以便在广义相对论和基本粒子标准模型的基本算符量子化框架内描述宇宙。最简单的适合的观测CMB数据,其中包括偶尔规范不变和帧协变的初始数据和它们的测量单位。
2006-04-16 astro-ph gr-qc hep-th
Finite Difference Methods for Second Order in Space, First Order in Time Hyperbolic Systems and the Linear Shifted Wave Equation as a Model Problem in Numerical Relativity
本文从求解Einstein方程出发,讨论了时间上一阶、空间上二阶双曲型方程组的高阶有限差分离散,特别讨论了可与平流项相一致的一阶导数用非中心差分算子逼近的情形,首先导出了这些离散算子的一般性质,作为应用,我们分析了位移波方程,包括数值相速度和群速度在不同阶近似下的行为。特别注意的是,当使用偏心计划提高了精度的中心计划。
2010-01-18 gr-qc
Two dimensional Sen connections in general relativity
构造了类空2-曲面上旋量和张量的Sen联络的二维形式。一个复度量$γ_{AB}$的自旋空间被发现,它的代数和外在的几何性质的2-表面$\$ $的特征。二维Sen算子$Δ_e$的曲率是时空曲率的反自对偶部分拉回到$\$ $的,而它的“挠率”是$\$ $的非本征曲率的一个增强规范不变表达式。二维Sen和诱导自旋联系的差是“挠率”的反自对偶部分。证明了$Δ_e$的不可约部分是常见的2-曲面扭量和Weyl-Sen-Witten算子。本文导出了两个Sen-Witten型恒等式,第一个恒等式是二维扭量与Weyl-Sen-Witten算子和Penrose电荷积分的被积函数之间的恒等式,第二个恒等式也包含扭量.对于旋量场满足2-曲面扭量方程,第一个简化为运动学扭量的Tod公式。
1994-02-01 gr-qc
Quantum Mechanics in General Relativity
本文从一般黎曼时空$ V_{1,3} $中实标量场量子理论的一般表述出发,构造了$ V_{1,3} $中点状无自旋粒子的广义协变准相对论性量子力学.为此,对于$ V_{1,3} $的任意正规测地线1+3-叶理,指定场方程的$c^{-1}$解的渐近空间$Φ^-$,它可以映射到具有(渐近)厄米哈密顿量和$Ψ$向量的玻恩概率解释的薛定谔方程的解的空间$Ψ$。在$Ψ$中作用的粒子的动量和空间位置的基本算符是由相应的QFT观测量产生的,其中包含了相对论修正,因此一般不同于$ V_{1,3} $中根据量子化的正则假设得出的测地运动的基本算符。特别是,除了闵可夫斯基时空中的笛卡尔坐标或精确的非相对论极限$(c^{-1} = 0)$的情况外,坐标算符不像共轭动量算符那样易交换。这种方法提供了在一般$ V_{1,3} $在Fock表示的量子场论与粒子解释的基础上玻恩解释的波函数。
1998-07-14 gr-qc
Canonical Noncommutativity Algebra for the Tetrad Field in General Relativity
本文考虑了四分量场非对易分量假设下的广义相对论。由于表示引力场的四元组场的代数性质被假定为对应于非对易几何规范情形下坐标的非对易性代数,因此这一思想与非对易几何以及引力的规范量子化密切相关。根据这一假设,导出了广义相对论的广义场方程,它是用作用量内的四分量场算符代替通常的四分量场,然后建立相干态间相应场方程的期望值而得到的。这些相干态指的是从四元组场算符的分量产生的产生和湮灭算符。在这个意义上,所得到的理论可以被看作是引力的完全量子描述的一种半经典近似。考虑的前提是张量的一个特殊的选择,确定代数提供了一个划分的时空成两个二维平面。
2011-10-26 gr-qc hep-th
The (1+3)-dimensional 'quantum principle of relativity' is Einstein's principle of relativity
本文证明Dragan和Ekert提出的(1+3)维超光速参考系中的“超级推进”和“超级翻转”只是规范洛伦兹变换与重新标记,其所谓“量子相对性原理”实质就是爱因斯坦相对性原理。
2025-02-04 gr-qc quant-ph
The Jacobi Curvature Operator in Semi Riemannian Geometry and the Energy Momentum Stress Tensor of the Gravitational Field
我们给出了推广广义相对论中能量动量应力张量概念的理由,从而得出雅可比曲率张量是广义相对论中包括引力在内的总能量动量应力的体现。
2020-12-30 gr-qc math-ph math.MP
QSD III : Quantum Constraint Algebra and Physical Scalar Product in Quantum General Relativity
本文讨论了连续统中非微扰四维Lorentz正则量子引力的几个技术问题,这些问题与最近构造的Wheeler-DeWitt量子约束算符有关。1)Wheeler-DeWitt约束混合了前面讨论过的同形超选择扇区,从而成为伪扇区。2)因此,同形不变态的内积可以通过要求同形群平均是部分等距来确定。3)通过计算约束算子的乘积来澄清所建立的非反常约束代数,4)在适当的意义下,完全经典约束代数忠实地实现在同态不变Hilbert空间上。5)如果满足一个自然的新的超选择原理,则同态不变状态的Hilbert空间可以是可分的,6)通过将群平均方法推广到非自伴约束算子(如Wheeler-DeWitt约束)的情况,我们提出了量子广义相对论的自然物理标量积; 7)有了这种内积,物理观测量的构造就简单了。
1997-05-10 gr-qc hep-th
General Relativity Histories Theory
正则描述是基于类空叶理的先验选择,因此参考了时空度量。然而,在量子引力中,度规应该是一个动态的、波动的量。在介绍了历史投影算子历史理论在过去七年的发展-特别强调了新的时间结构的形式主义-我们展示了如何解决这个问题的历史制定的广义相对论。我们实现了3+1分解使用度量依赖叶理保持类空相对于所有可能的洛伦兹度量。这使我们能够找到一个明确的关系,协变和规范的数量,保持时空字符的规范描述。在这个新的构造中,我们有一个共存的时空同构群Diff(M)和狄拉克代数的约束。
2004-12-13 gr-qc
Semiclassical Gravity Beyond General Relativity: Insights from Torsion
Instituto de Ciencias Nucleares(核科学研究所);Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学)
本文提出了一种包含非平凡时空torsion的修正引力半经典理论,通过重整化方法研究了能量动量和自旋密度算子的期望值及共形异常问题。
2026-01-21 gr-qc
Geometric optics in general relativity using bilocal operators
我们考虑观测天文学的标准问题,即在广义相对论中对来自遥远时空区域的光发射的观测。我们的目标是描述由观察者样本进行的光的测量之间的变化,这些观察者彼此之间稍微位移,并以不同的4-速度和4-加速度移动。在我们的方法中,所有的观测结果可以表示为运动学变量的函数,描述的观察者和发射机构相对于其本地惯性系的运动,和四个线性双局部测地线运营商,描述的时空几何对光传播的影响。算子是曲率张量沿视线方向的泛函。这些结果是基于这样的假设,即发射和观测的区域足够小,使得时空曲率效应在它们中的每一个都可以忽略不计,尽管它们对于它们之间的光传播是重要的。新的配方提供了一个统一的方法,在弯曲的时空中的光学现象,作为一个应用程序,我们讨论的视差和位置漂移(或自行车)的完全相对论性定义的问题。然后,我们使用的结果来构建的观测量是完全不敏感的观察者和发射器的运动的组合。这些构造的组合探测了观测区和发射区之间的时空几何,在我们的形式中,我们可以将它们表示为沿视线方向的黎曼张量的泛函。对于短距离,这些组合中的一个仅取决于沿视线的物质含量。这就开辟了一种可能性,即以类似断层摄影的方式测量时空中的物质含量,而不管发射者和观察者的运动如何。
2019-03-29 astro-ph.CO gr-qc
Approximations of the quasi-local Bartnik mass in general relativity
本研究利用 eth 算子和自旋加权球谐函数表达 ADM 质量,并将其推广至准局部 Bartnik 质量,进而提出一种深度学习方法以数值构造具有指定 Bartnik 质量的静态度量。
2024-03-17 gr-qc
Fluctuation of Dirac operator and equivalence principle
用非对易几何表述的广义相对论,通过Dirac算子的涨落,可以得到一个精确的等价原理:从平坦空间产生曲率和挠率。本文提出的涨落法应用于两个例子。
2012-03-22 gr-qc hep-th
Elimination of cosmological singularities in quantum cosmology by suitable operator orderings
广义相对论的正则量子化并没有产生一个唯一的引力量子理论。这在一定程度上是由于操作符排序模糊。在本文中,我们调查的作用,不同的经营秩序的问题上是否发生大爆炸或大紧缩奇点。我们这样做的背景下,一个弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克宇宙与布朗-库查尔尘埃的迷你超空间模型。我们发现,对于某一类算子序,这样的奇异性被消除,而不必施加边界条件。
2019-08-15 gr-qc
Small Perturbations in General Relativity: Tensor Harmonics of Arbitrary Symmetry
本文提出了一种构造广义相对论中时空小扰动展开基函数的方法。该方法允许获得张量谐波的背景时空的扰动承认一个任意组的等距,并分裂成不可约的组合的线性化爱因斯坦方程。本文的主要工作是构造了基群的广义Casimir算子,它不仅定义在向量上,而且定义在张量场上。它用于构造背景度量的等距群的张量表示空间的基函数。这种方法具有一般性,本文将其应用于等距三参数群G_3作用在二维各向异性传递曲面上的基函数的构造。作为该方法的快速说明,我们考虑众所周知的特殊情况:柱谐函数的平坦时空,和Regge-Wheller球谐函数的史瓦西度规。
2003-10-25 gr-qc
Metric Renormalization in General Relativity
在广义相对论的平均问题涉及到的困难,定义有意义的平均张量,我们认为这个问题的各个方面。我们首先解决宇宙学的反作用,因为平均爱因斯坦张量是不相同的平均度量的爱因斯坦张量。有人认为,逆反应可能解释了暗能量。我们在布歇特形式中用数值方法证明了(准)线性扰动的修正量仅为10^-5量级,并且充当了暗物质。然后,我们专注于构建平均度量,并提出了一个一般的协变平均过程,分解成Vielbeins度量和平行运输他们与相对论性Wegner-Wilson算子到一个单一的点,然后可以平均。Vielbein是在拉格朗日形式主义中选择的。在两个和三个空间维度的具体示例中展示了该过程的功能。这涉及到偏微分方程的数值解的模拟工具包Gascoigne的援助。
2008-12-16 gr-qc
Making classical and quantum canonical general relativity computable through a power series expansion in the inverse cosmological constant
我们考虑广义相对论与宇宙学常数作为一个微扰的扩展周围的一个完全可解的同胚不变场论。这个理论是广义相对论的$Λ\to\infty$极限。这允许显式微扰计算设置,其中理论的量子态和经典可观测量可以显式计算。零阶对应于具有消失体积的高度简并时空。扰动以一种自然的方式产生具有非零体积的时空。通过将理论与物质耦合,可以直接评估与面积和体积相关的可观测量的频谱。一个意想不到的关系出现在量子水平之间的离散谱的体积运营商和允许值的宇宙学常数。
2000-08-15 gr-qc hep-th
Topological indices of general relativity and Yang-Mills theory in four-dimensional space-time
该研究以主丛Chern-Weil理论统一描述广义相对论与Yang-Mills理论,通过Hodge对偶联络、Z2阶化及Dirac算子获得拓扑指标,并提出theta度量在Minkowski时空中定义该指标。
2025-01-08 gr-qc hep-ph
The Operational Meaning of Total Energy of Isolated Systems in General Relativity
本研究通过思想实验测量广义相对论孤立系统的ADM与Bondi-Sachs能量,指出所用Bondi-Sachs能量表达式可推广应用,尤其适合作为非微扰圈量子引力的算符。
2024-09-10 gr-qc hep-th math-ph
Extending the rigidity of general relativity
我们给出了迄今为止最一般的条件,导致唯一性的广义相对论哈密顿量。也就是说,我们表明,所有的标量约束的扩展标准的,而保持二次的动量的空间协变的推广是第二类。与以前的调查沿着这些路线,我们不需要一个特定的泊松括号代数,二次依赖的动量是完全一般的,与任意的本地运营商作为动力学项。
2016-11-30 gr-qc hep-th math-ph
Conformal Symmetry and Quantum Relativity
空间和时间的相对论概念受到物理观测量的量子性质的挑战。场论的庞加莱对称性可以推广到更大的共形对称性,这一点早已为人们所知。在爱因斯坦相对论的精神下,我们用这些对称性来定义与时空位置相关的量子观测量。这种定域化的概念既可以应用于有质量的场,也可以应用于无质量的场。局部化观测量被定义为服从洛伦兹协变交换关系,特别是包括一个时间观测共轭能量。虽然位置分量在自旋不为零的情况下不对易,但它们仍然满足量子关系,这些量子关系概括了经典相对论的微分定律。我们还给出了这些观测量的一个表示的正则空间位置,正则自旋分量和一个适当的时间算子共轭的质量。这些结果不仅为时空定域化,而且为运动提出了一种新的表示法。
1997-06-16 gr-qc quant-ph
An effective formalism for testing extensions to General Relativity with gravitational waves
最近对合并黑洞产生的引力波(GW)的直接观测,开辟了在前所未有的水平上探索强区域引力理论的可能性。因此,探索广义相对论(GR)的哪些扩展可以被发现是很有趣的。我们构造满足以下要求的有效场论(EFT)。它可以用GW观测来检验;它与其他实验一致,包括GR的短距离测试;它符合广泛接受的物理学原理,如局部性,因果性和幺正性;它不涉及新的光自由度。满足这些要求的最一般的理论对应于添加到GR拉格朗日算子构造出的权力的黎曼张量,抑制规模可比的曲率所观察到的合并二进制。这些算子的存在改变了致密物体之间的引力势,以及它们的有效质量和电流四极子,最终校正了发射的GW的波形。
2017-09-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Statistical thermodynamics for a non-commutative special relativity: Emergence of a generalized quantum dynamics
应该存在一种不依赖于外部经典时间的量子场论的描述。为了实现这一目标,在最近的一篇论文中,我们提出了一个非交换的狭义相对论,其中时空和物质的自由度被视为具有任意交换关系的经典矩阵,时空线元素被定义为使用一个轨迹。本文从迹动力学理论出发,构造了非对易狭义相对论的统计热力学,并证明了在广义量子动力学中,空间和时间都是非经典的,具有算符的地位。在未来的工作中,我们将展示如何从这里恢复经典时空背景上的标准量子理论。
2012-03-29 gr-qc hep-th quant-ph
A Birman-Schwinger Principle in General Relativity: Linearly Stable Shells of Collisionless Matter Surrounding a Black Hole
针对球对称渐近平直爱因斯坦-弗拉索夫系统发展Birman-Schwinger原理,通过一维变分问题刻画稳态稳定性,以黑洞周围弗拉索夫壳层为例,证明其存在性及小质量时的线性稳定性。
2022-04-22 astro-ph.GA gr-qc math-ph
The Modular Group, Operator Ordering, and Time in (2+1)-Dimensional Gravity
在经典广义相对论中,时间切片的选择允许在$(2+1)$维量子引力的“冻结时间”陈-西蒙斯公式中构造依赖于时间的波函数。然而,由于算子排序的模糊性,这些波函数不是唯一的。它表明,当空间具有拓扑的环面,适当的运营商订单产生的波函数下变换的模块组作为自守函数的任意权重,与动力学确定相应的马斯拉普拉斯算子模空间。
1992-09-25 gr-qc hep-th
Factorization of the Hilbert space of eternal black holes in general relativity
本文通过构造视界后含重物质壳层的黑洞微观态,证明任意维度负宇宙学常数量子引力中永恒黑洞希尔伯特空间在半经典极限下可因子化。
2024-09-30 gr-qc hep-th
Duality Operator in Teleparallel Gravity
本文研究远平行引力中Lucas-Pereira对偶算子的数学定义问题,证明其原有构造方法无法给出满足所需性质的一致算子,指出该算子要么不唯一要么不存在。
2024-06-30 gr-qc math-ph math.MP
Solution of the noncanonicity puzzle in General Relativity: a new Hamiltonian formulation
研究了从广义相对论的Arnowitt,Deser,Misner(ADM)哈密顿量到由Einstein首先提出的拉格朗日密度导出的$ΓΓ$度规哈密顿量的转换.我们将这种变换归类为规范正则变换,即正则模规范变换。在这样的研究中,我们引入了一个新的哈密顿制剂写在ADM变量,不同于通常的ADM制剂,主要是在边界项首先提出的狄拉克。执行规范的量子化过程中,我们引入了一个新的功能相,其中包含一个明确的依赖于字段的特征3+1分裂。给定一个特定的正则化过程,我们的新配方特权的对称算子排序,以便:有一个一致的量化过程,避免异常的约束代数,相当于惠勒-德维特(WDW)量化。此外,我们表明,这一结果是一致的路径积分的方法。
2012-03-21 gr-qc hep-th
Dirac operators and field equations of the gravitational field and matter fields
本文提出将观测者纳入自然规律表述的新观点,据此在弯曲时空引入满足洛伦兹不变性和哈密顿关系的狄拉克算子,并构建结合引力场与物质场的场方程,指出强引力场下观测效应不可避免。
2024-02-03 gr-qc math-ph math.MP
The graded Lie algebra of general relativity
我们构造了一个分次李代数$\mathcal{E}$,其中Maurer-Cartan方程等价于真空Einstein方程.规范广群是四维基流形上具有共形内积的秩为4的实向量丛的广群,分次李代数构造是这个广群的函子。通常,$\mathcal{E}^1$中的每个Maurer-Cartan元素都对$\mathcal{E}$产生一个微分。它的第一个同调是关于那个元素的线性化引力。我们引入了一个规范固定算法,生成,为每个规范对象$G$,收缩到一个小得多的复杂的模块是内核的线性,对称双曲型偏微分算子。这种收缩为同调代数在真空爱因斯坦方程分析中的应用开辟了道路。我们认为广义相对论,至少在微扰的水平上,作为“同调偏微分方程”的一个例子,在代数和分析的十字路口。
2018-12-30 gr-qc hep-th math-ph
New asymptotic Anti-de Sitter solution with a timelike extra dimension in 5D relativity
在5D相对论中,通常的4D宇宙学常数是由额外维度决定的。如果额外维度是类空的,我们可以得到一个正的宇宙学常数$Λ$和一个4D de Sitter(dS)空间。本文提出,如果额外维是类时的,则出现负的$Λ$,导出的四维空间是渐近的Anti-de Sitter(AdS)空间.在极小值假设下,求解了典型系统中的Kaluza-Klein方程$R_{AB} = 0$,得到了一般情况下的AdS解.结果表明,AdS空间是由超曲面(膜)上的Kaluza-Klein流形自然诱导的。试验粒子的拉格朗日量表明,如果四维度规与额外维数无关,则运动方程可以是测地线。因果关系是很好的尊重,因为它是适当地定义了一个空的高维区间。在这个5D相对论中,全息原理可以安全地使用,因为膜在整体上是渐近的欧几里德AdS。我们还探讨了一些可能的全息对偶的影响,场/运营商的对应关系和两点关联函数。
2017-05-05 gr-qc hep-ph hep-th
Complexifier Coherent States for Quantum General Relativity
近年来,量子广义相对论(QGR)的研究主要集中在对理论的半经典分析上。在本文中,我们想评论两个这样的发展:1)聚合物类态的麦克斯韦理论和线性化的引力构造Varadarajan使用了希尔伯特空间机器,已被证明是有用的QGR和2)相干态的QGR,基于一般的复杂化方法,具有内置的半经典性质。我们证明了:A)Varadarajan态{ \it是}复杂相干态。这统一了迄今为止在一般复杂化原则下构造的所有状态。B)Ashtekar和Lewandowski提出了一个非阿贝尔的将Varadarajan的状态推广到QGR的方法,但是它不再是复杂化类型。我们构造了一类新的非Abelean复化子,它接近于Varadarajan的构造。C)接近Varadarajan的非Abelean复化子导出了不支持QGR算子代数的新类型的Hilbert空间。分析表明,如果坚持目前的QGR运动学框架,如果运动学相干态是有用的,那么必须使用归一化的,图形相关的状态,这是由复杂化方法以及产生。D)通过执行图平均获得的具有缓和的图依赖性的状态的当前提议不能很好地近似坐标依赖的可观测量。然而,图形相关的状态,平均或不,似乎是非常适合的QGR相对于坐标独立的运营商的半经典分析。
2002-06-13 gr-qc hep-th math-ph
Constructing spectral triples over holonomy-diffeomorphisms and the problem of reconciling general relativity with quantum field theory
本文在规范联络商空间上构造谱三元组候选物,通过严格构造 Dirac 型算子并要求商空间体积有限以实现紫外正则化,使动力学度量自然涌现,从而为调和广义相对论与量子场论提供新途径。
2023-10-24 gr-qc hep-th math-ph
Operator geometry and algebraic gravity
提出了广义相对论的一种代数表述。该公式适用于量子引力和非对易空间。为了研究量子引力,我们在重建了分析动力学的代数正则公式之后,发展了算符几何的正则形式。值得注意的是,引力系统的约束方程和演化方程在代数上是统一的。从正则化的讨论中,我们发现半经典引力的量子修正与量子场论中已知的量子修正是相同的。
2006-06-06 gr-qc hep-th math-ph
Generic EFT-motivated beyond General Relativity gravitational wave tests and their curvature dependence: from observation to interpretation
Laboratoire d'étude de l'Univers et des phénomènes eXtrêmes (LUX), Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS(极端宇宙与现象研究实验室,巴黎天文台,巴黎文理研究大学,索邦大学,法国国家科学研究中心);Perimeter Institute for Theoretical Physics(理论物理珀塞尔研究所);ICTP South American Institute for Fundamental Research(国际理论物理研究所南美基础物理研究所)
本文提出了一种词典,用于快速识别引力波形中偏离广义相对论的偏差,并通过曲率依赖性分析提升多事件数据的结合效率。
2025-10-03 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc