Regular spherical dust spacetimes
在广义相对论中，物理（和弱）正则性条件被用来确定和分类球对称尘埃时空的所有可能类型。这一工作统一和完善了以前的各种结果。对一般的非共动（非零）曲面给出了连接条件，并对所有存在Darmois匹配的共动曲面给出了运动学量的极限。我们表明，Kantowski-Sachs度量的非齐次推广可以加入到Lemaitre-Tolman-Bondi度量。所有可能的时空根据拓扑被明确地分为四组，包括一组空间截面具有3-torus拓扑的时空。在这种方法中，（对这些时空）自然会产生坍缩猜想。
2012-09-20 astro-ph.CO gr-qc
A fast stroboscopic spectral method for rotating systems in numerical relativity
本文提出了一种数值方法来求解演化方程，如波动方程，在描述旋转天体物理致密天体的同动坐标系中，它避免了与光柱相关的问题。该技术实现了两个域之间的快速光谱匹配在相对旋转：一个内部的球形域，与源和躺在严格的光柱内，和外部的惯性球壳。即使重点放在频谱技术，匹配是独立的具体方式，其中方程求解每个域内，并可以适应不同的计划。我们用一些简单但有代表性的例子来说明这一策略。
2007-08-17 gr-qc
Foliation dependence of black hole apparent horizons in spherical symmetry
黑洞的引力坍缩的数值研究利用了表观视界，它本质上依赖于叶理。我们暴露的问题，并讨论可能的解决方案，使用霍金准局部质量。在球对称，我们提出了一个物理上合理的方法来限制球对称时空切片的问题。在球对称中，任何球对称叶理中的视视界都是与规范无关的，但与之相关的物理量，如表面重力和温度，则不是。广泛使用的共动和Kodama叶理，这是特别感兴趣的，进行了详细讨论。
2016-10-18 gr-qc
Exact spherically-symmetric inhomogeneous model with n perfect fluids
给出了具有n个解耦非共动理想流体的球对称非均匀模型的精确动力学方程。由于使用了物理上有意义的量，我们以简洁和透明的方式写出了3+2n方程组。n种完美流体可以有一般的状态方程，因此使模型非常灵活，可以研究各种各样的宇宙学和天体物理学问题。作为应用程序，我们考虑的模型来源于两个non-comoving尘埃成分和一个宇宙学常数，和一个模型具有尘埃和暗能量成分可以忽略不计的声速。
2011-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Static Spherically Symmetric Perfect Fluid Solutions
本文研究了非静态球对称理想流体的爱因斯坦场方程在不同状态方程下的解。得到了含有剪切的精确球对称理想流体解的性质。我们得到了三个不同的解决方案，其中一个原来是一个不相干的尘埃解决方案，其他两个是刚性物质的解决方案。
2004-01-19 gr-qc
Generalized Swiss-Cheese Cosmologies II: Spherical Dust
广义的瑞士奶酪模型，由一个Lemaittre- Tolman（非均匀尘埃）区域组成，通过一个共动边界面，匹配到均匀尘埃的罗伯逊-沃克背景上，已经成为现代宇宙学的标准结构。在这里，我们问，如果这个建设可以更现实的边界面引入一些演变。我们发现答案是否定的。为了保持一个边界面使用Darmois -以色列交界处的条件，而不是引入一个表面层，边界必须保持准确的共动。选择是放弃灰尘的假设或允许表面层的发展。任何一种选择都从根本上改变了原有的结构。
2011-09-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-Radial Free Geodesics. II. In Spatially Curved FLRW Spacetime
本文统一研究空间弯曲FLRW时空中的类时自由测地线，推导运动常数，计算本动速度与共动距离演化，分析多种极限及Killing矢量，深化对自由粒子行为的理解。
2024-02-11 gr-qc
Stochastic metric perturbations (radial) in gravitationally collapsing spherically symmetric relativistic star
利用最近提出的经典Einstein-Langevin方程，计算了球对称相对论性恒星在同动坐标系中的随机扰动（径向）.这些解是用扰动度规势及其两点关联表示的。对于这里的情况，有趣的是注意到两个扰动的度规势具有相同的大小，而势本身通常是相互独立的。这种处理方法有助于建立坍缩恒星的非平衡和近平衡统计物理的基础理论，而坍缩恒星的非平衡和近平衡统计物理是坍缩终态研究的重点。在这里，我们讨论第一个简单的模型，即非旋转球对称动态坍缩的相对论性恒星。这为进一步研究类似线上孤立和双星构型的旋转坍缩模型铺平了道路。具有随机效应的径向和非径向扰动都将引起星震学的兴趣，其中包括今后的研究计划。
2019-03-28 gr-qc
Non-comoving baryons and cold dark matter in cosmic voids
我们研究了由重子和冷暗物质（CDM）组成的宇宙空洞的完全相对论演化，由$Λ$ CDM背景中的两个非共动尘埃源表示。为了这个目的，我们考虑爱因斯坦场方程的数值解的流体流表示适应球对称和多个组件。我们提出了一个简单的例子，探讨了这种混合物的两个尘埃的局部膨胀和哈勃流的帧依赖性，揭示了源之间的相对速度产生一个显着不同的演变相比，两个源在一个共同的4-速度（这减少到Lemaitre-Tolman-Bondi模型）。特别是，显着的修改出现的密度对比深度和空隙大小，以及在周围的过密度的幅度。我们表明，一个适当的框架依赖的演化模型，包括初始条件从奇特的速度和大规模的密度对比观测可能有助于理解本地值之间的差异$H_0$和推断的CMB。
2019-01-30 astro-ph.CO gr-qc
Contrasting behaviour of two spherically symmetric perfect fluids near a weak null singularity in a spherically symmetric black hole
School of Mathematics and Maxwell Institute of Mathematical Sciences, University of Edinburgh（爱丁堡大学数学学院与麦克斯韦数学科学研究所）
研究对比了两种球对称物质模型在包含弱null奇点的球对称时空中的行为，证明了尘埃流在接近奇点时能量密度有界，而刚性完美流体能量密度趋于无穷大，速度矢量趋于入射null矢量。
2026-03-18 gr-qc math.AP
Spherically symmetric Einstein-aether perfect fluid models
本文研究了具有倾斜（非共动）理想流体源的爱因斯坦-以太理论中的球对称宇宙模型。我们采用1+3框架形式，采用同动以太规范导出演化方程，形成一个适定的一阶二元偏微分方程组。然后我们引入归一化变量。该形式主义特别适合于数值计算和模型的定性性质的研究，这也是Horava引力的解决方案。我们研究了相应的物理现实的非均匀宇宙学模型和天体物理对象的参数值，这是符合当前的约束所产生的动力系统的平衡点的局部稳定性。特别地，我们考虑了（$β-$）规范化变量中的尘埃模型，导出了一个简化的（封闭的）演化系统，并利用适当的有界规范化变量得到了空间齐次Kantowski-Sachs模型的一般演化方程.然后，我们分析这些模型，特别强调未来的渐近行为的参数的不同值。最后，我们调查静态模型的混合物（一定非倾斜）的正压状态方程和标量场的完美流体。
2015-12-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On The Geometrical and Physical Properties of Spherically Symmetric Non-Static Space-Times: Self-Similarity
在球对称和存在单参数位似运动群的假设下，得到了爱因斯坦场方程的精确解。该解在$r = 0$处存在奇点，且具有非零的膨胀、加速度和剪切。落在这种流体中的观测者，径向的潮汐力不会使其伸长。如果用理想流体来表示物质，我们可以验证该解与刚性物质的情况是一致的。在这种情况下，溶液的膨胀为零。径向的潮汐力不会拉伸落在这种流体中的观察者，也不会在横向挤压他。
2004-01-08 gr-qc
Accelerated cosmic expansion in a scalar-field universe
我们在这里考虑一个球对称但不均匀的宇宙充满了一个无质量的标量场。该模型服从两个约束。第一个是标量场的梯度处处类时。第二个约束是径向坐标基矢量是共动坐标系中的单位矢量场。我们发现，由此产生的动力学解决方案组成一个单参数家庭的自相似模型，这是众所周知的罗伯茨解决方案。解决方案分为三类。第一类是在同步同动图中只有一个类空奇点的解。第二类由两个奇点分别为零和类空的解决方案。第三类由具有两个类空奇点的解组成，分别对应于大爆炸和大挤压。我们看到，在第一种情况下，同动体积像暴胀时期一样呈指数膨胀;流体元素从对称中心向外加速，即使满足强能量条件。这种行为与在均匀和各向同性的宇宙中观察到的行为非常不同，在均匀和各向同性的宇宙中，如果满足强能量条件，流体元素将减速向外移动。因此，我们能够实现宇宙的加速膨胀的模型考虑在这里，而不需要违反能量条件。模型的宇宙学特征进行了详细的研究。
2009-11-12 gr-qc
A duality relation for fluid spacetime
我们考虑了引力场的电磁分辨率。我们表明，在对偶变换下，其中主动和被动的电部分的黎曼曲率互换，流体时空在共动坐标系保持不变的性质与密度和压力变换，而能量通量和各向异性压力保持不变。进一步，如果流体允许正压状态方程$p = (γ- 1) ρ$，其中$1 \leq γ\leq 2$，它将转换为$p = (\frac{2 γ}{3 γ- 2} - 1) ρ$。很明显，刚性流体和尘埃是对偶的，而$ρ+ 3 p =0$则会去平坦时空。然而，n $(ρ- 3 p = 0)$和deSitter（$(ρ+ p = 0$）宇宙是自对偶的。
1998-01-22 gr-qc
Spherical Accretion on a Schwarzschild-MOG Black Hole
本研究在修正引力框架下探究Schwarzschild-MOG黑洞的球对称吸积，通过等温测试流体分析不同状态方程参数下的临界点流动行为，结合相空间分析展现流态转变，证实质量吸积率随径向距离和MOG参数增大而升高，明确修正引力对黑洞吸积的增强作用。
2025-10-30 gr-qc
Stability criterion for self-similar solutions with a scalar field and those with a stiff fluid in general relativity
在广义相对论中，导出了具有标量场的自相似解和具有刚性流体的自相似解的稳定性判据，刚性流体是状态方程为$P=ρ$的理想流体.一个广泛的类的自相似的解决方案是不稳定的扭结模式扰动。根据该判据，如果初始数据中密度梯度场的不连续性足够小，那么Evans-Coleman刚性流体解是不稳定的，不能成为刚性流体球形坍缩的临界解. Brady { \it et al.} (2002{ \it类。量子。重力。{ \bf 19} 6359），也不稳定。在粒子视界尺度下，具有标量场的平坦弗里德曼宇宙和具有刚性流体的平坦弗里德曼宇宙都具有扭结不稳定性。
2003-12-01 astro-ph gr-qc
Geodesic Structure of the Accelerated Stephani Universe
对于具有加速膨胀的球对称Stephani宇宙模型，我们研究了测试粒子和光子运动的主要情形。我们表明，一个共同运动的观察者看到一个适当的图片。在纯径向运动的情况下，由于宇宙膨胀，径向速度随时间略有下降。当径向坐标不变时，粒子和光子都从中心螺旋出去。对于任意初速度运动的情况，在负的可观测径向速度下，到测试粒子的可观测径向距离会增加。
2021-06-11 gr-qc
The local and global geometrical aspects of the twin paradox in static spacetimes: I. Three spherically symmetric spacetimes
本文研究了三个静态球对称时空中类时测地线的局部和全局性质。这些性质本身具有数学相关性，并为物理上的“孪生子悖论”问题提供了解决办法。后者意味着我们的研究集中在寻找两个给定点之间的最长类时测地线。由于问题与解决测地线偏差方程，我们限制我们的调查，以径向和圆形（如果存在）测地线。在这些曲线上，我们求出一般的Jacobi向量场，用它们确定共扼点序列，并借助于共动坐标系和球对称性确定截点。这些概念确定了局部或全局最大长度的径向和圆形gepdesics的片段。在德西特时空中，所有测地线都是全局极大的。在CAdS和Bertotti-Robinson时空中，在空间中的对极点之间无限次振荡的径向测地线包含无限多个等距共枕点，并且不存在其它割点。然而，在这两个时空中，每一条不穿过中心的向外或向内的径向测地线都具有全局最大长度。圆测地线只存在于CAdS时空中，并且包含一个无限序列的等间距共夫点。在这些点上与圆曲线相交的测地线可以属于两曲面$θ=π/2$，也可以位于它的外部。
2014-06-04 gr-qc
Critical gravitational collapse of a perfect fluid: nonspherical perturbations
数值构造了球对称完美流体的引力坍缩的连续自相似（CSS）解，状态方程p=kappa rho，其中0<kappa<1为常数，并研究了它们的线性扰动（包括球形和非球形）。l=1的轴向扰动允许解析处理。所有其他的数字研究。对于1/9<kappa<0.49的中间状态方程，CSS解只有一个球形增长模式，没有非球形增长模式。这表明，即使在（轻微的）非球形坍缩中，它也是一个临界解。对于这个kappa值范围，我们预测黑洞角动量的临界指数是黑洞质量临界指数的5（1+ 3 kappa）/3（1+kappa）倍。对于kappa=1/3，这给出了μ =0.898的角动量临界指数，修正了以前的结果。对于刚性状态方程，0.49<kappa<1，CSS解有一个球形和多个非球形增长模式。对于软状态方程，0<kappa<1/9，CSS解有1+3个增长模式：一个球形模式和一个l=1轴向模式（m=-1，0，1）。
2001-10-09 gr-qc
Light Dragging Phenomenon and Expanding Wormholes
在球Rindler坐标系下，研究了洛伦兹形式的霍金虫洞的零测地同余。发现虫洞喉道呈指数膨胀，满足“耀斑爆发”条件.时间反演与应用于径向坐标的反演等效。应力能主要集中在喉道附近，各向异性流体与加速观测器的球形分布同步运动。远离喉部（笛卡尔坐标中的光锥），负能量密度获得与两个完全反射板之间的Casimir能量密度类似的表达式。我们推测，光传播遵循一个预先存在的扩大虫洞的喉咙（“光拖曳”现象）。
2010-09-16 gr-qc hep-th
Spherical Accretion Flow onto General Parameterized Spherically Symmetric Black Hole Spacetimes
黑洞吸积的跨音速现象和光子球的存在是黑洞视界附近强引力场的特征。本文研究了一般参数化球对称黑洞时空上的球吸积流。为此，我们分析了各种理想流体的吸积过程，如超刚性，超相对论，亚相对论类型的等温流体和多方流体，分别。详细研究了一般参数化球对称黑洞中Schwarzschild黑洞外的额外参数对上述实验流体流动行为的影响。此外，通过研究理想光子气体的吸积，进一步讨论了一般参数化球对称黑洞吸积光子气体的声速半径与光子球的对应关系。我们的分析的一些可能的未来扩展进行了讨论。
2020-08-25 astro-ph.HE gr-qc
Accretion onto a moving black hole for stiff equations of state
Bowdoin College（博多因学院）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文通过数值模拟研究刚性绝热指数下运动Schwarzschild黑洞对均匀流体的相对论性吸积，识别亚声速与超声速区间内吸积率和拖曳率的变化，并提出解析近似描述其依赖关系。
2026-09-14 astro-ph.HE gr-qc
Multiple non-spherical structures from the extrema of Szekeres scalars
我们研究的协变标量（密度，哈勃展开，空间曲率和特征值的剪切和电Weyl张量）的准球形Szekeres尘埃模型的空间极值（局部最大值，最小值和鞍点）。得到了空间同动位置上存在多个极值分布的充分条件，这些分布可以通过初始条件来确定。这些分布的演变没有壳交叉奇点，至少在不断扩大的模型（有或没有宇宙学常数）在整个演化范围内，模型是有效的。通过考虑密度的局部最大值和最小值，我们的研究结果允许建立“煎饼”形演变的冷暗物质过密度和密度空洞的空间分布和振幅可以从与标准早期宇宙初始条件兼容的初始数据控制的详细网络。我们相信，这些结果提供了一个完全相对论性的非微扰粗粒模型的宇宙结构在所有尺度上有一个巨大的潜在应用范围。
2015-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark energy, wormholes, and the Big Rip
研究了弗里德曼宇宙中虫洞在大撕裂点附近的时间演化。虫洞由吸积超精粹流体的薄球壳建模-提出了两种不同的模型。与最近声称虫洞超越宇宙膨胀并在大撕裂到达之前吞没它相反，人们发现虫洞与宇宙流体渐近共动，宇宙的未来演化完全是因果关系。
2005-03-01 astro-ph gr-qc
Elastic Stars in General Relativity: III. Stiff ultrarigid exact solutions
我们提出了一个状态方程的弹性物质，它允许纯纵向弹性波在所有的传播方向，而不仅仅是主方向。这些波的速度等于光速，而横向类型的速度也非常高，与光速相当，但总是严格小于光速。很明显，这样的状态方程并没有给出中子星外壳的合理物质描述，但它确实为中子星核心中的一个极其刚性的相提供了一个很好的因果玩具模型，如果这样的相存在的话。关注这个特殊状态方程的另一个原因很简单，因为它导致了一个非常简单的方法，可以找到爱因斯坦方程的静态刚体运动精确解。事实上，我们表明，一个非常大的类固定的时空与常数里奇标量可以被解释为刚性运动的解决方案与此物质源。我们使用的配方，以获得一个静态的球对称精确解恒定的能量密度，定期中心和有限的半径，有一个非平凡的参数，可以改变产生的质量半径曲线，从中可以读出稳定性。结果表明，该解在略小于3的极小R/M下是稳定的。这种静态方法的稳定性的结果证实了基本的径向振荡模式频率的数值测定。我们还提出了另一个解决方案，向外递减的能量密度。不幸的是，这个解决方案只有一个平凡的尺度参数，并被发现是不稳定的。
2004-09-14 gr-qc
Stabilizing Spherical Energy Shells with Angular Momentum in Gravitational Backgrounds
广义相对论中的球形能量壳层由于引力效应和/或张力效应而趋于坍缩。壳层稳定化可以通过改变背景时空的引力性质来实现。因此，引力星由坚硬的物质壳层组成，内部有一个deSitter空间，外部有一个史瓦西时空，史瓦西时空的吸引引力平衡了内部deSitter时空的排斥引力，从而形成一个稳定的坚硬物质壳层。考虑旋转壳也可以获得类似的稳定效果。本文研究了低速旋转流体壳的稳定性。我们表明，壳的角速度具有类似于重力星内部的排斥deSitter引力的稳定特性。因此，我们使用以色列结条件和旋转壳的流体状态方程来构造决定旋转壳半径演化的动力学方程。这些动力学方程依赖于背景时空的参数和壳层的角速度。假设一个旋转的内部时空和一个史瓦西外部时空，我们证明了壳的角速度对它的半径R的演化具有有趣的稳定性质。因此，旋转的物质（或真空）壳可以模仿黑洞，同时避免了奇点的存在，也没有内部的deSitter空间。
2022-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Viscous dissipative effects in isotropic brane cosmology
我们考虑了各向同性膜的广义Randall-Sundrum模型中粘性宇宙流体的动力学。为了描述耗散效应，我们使用Israel-Hiscock-Stewart完全因果热力学理论。在压力等于能量密度的刚性宇宙流体的极限情况下，对于体积粘度为常数的宇宙流体和体积粘度系数与能量密度的平方根成正比的宇宙流体，分别可以得到场方程的精确参数形式的通解.得到的解一般描述非暴胀膜世界，从一个奇异的状态。在这个演化阶段，宇宙的共动熵是时间的递增函数，因此由于粘性耗散过程，在膜世界中产生了大量的熵。
2001-06-28 gr-qc hep-th
Dynamical instability and the expansion-free condition
本文研究了球对称各向异性流体在膨胀标量为零的条件下的动力学不稳定性。牛顿和后牛顿制度被认为是详细的。它示出，在这两个近似的绝热指数$Γ_1$，测量流体刚度，不起任何作用。相反，不稳定性的范围是由流体压力的各向异性和径向分布的能量密度，独立于其刚度，在某种程度上，这是完全一致的结果，以前从研究的托尔曼质量。
2012-01-23 astro-ph.CO gr-qc
BSSN equations in spherical coordinates without regularization: vacuum and non-vacuum spherically symmetric spacetimes
Brown最近提出了一种适用于曲线坐标系的BSSN方程的协变公式。这是特别可取的，因为许多天体物理现象是对称的旋转轴或这样的曲线坐标更好地适应他们的几何形状。然而，已知与这种坐标系相关联的奇点会导致数值不稳定性，除非特别注意（例如，在原点的正则化）。Cordero-Carrion将在即将发表的论文中对部分隐式龙格-库塔法进行严格推导，目的是在数值上处理波动方程中的刚性源项，这些刚性源项可能由于坐标系的选择而出现。我们开发了一个数值程序，求解球对称的BSSN方程和通量守恒形式的广义相对论流体动力学方程。该代码的一个主要特点是，它使用了二阶部分隐式龙格库塔法集成的发展方程。我们执行和讨论了一些测试，以评估的准确性和预期的收敛性的代码，即一个纯规范波，一个单一的黑洞的演化，一个球形的相对论性恒星在平衡的演化，和引力坍缩的球形相对论性恒星导致形成的黑洞。我们获得稳定的正规时空演化，而不需要任何正规化算法在原点。
2012-06-14 astro-ph.IM gr-qc
General relativistic radiation hydrodynamics of accretion flows: II. Treating stiff source terms and exploring physical limitations
我们提出了一个隐式显式（IMEX）的龙格库塔数值方案耦合到一个光学厚辐射场的广义相对论流体动力学在两个现有的GR-流体动力学代码的实现。我们认为，这种改进的必要性自然产生在天体物理学相关制度的光学厚度是高的方程变得僵硬。通过进行几个一维测试，我们验证了代码的新能力，以处理这种刚度和显示一致性。然后，仍然在1D，我们计算了光度与吸积率图的设置球形吸积到史瓦西黑洞，发现与以前的工作很好的协议。最后，我们重新审视了二维的超声速邦迪-霍伊尔-利特尔顿（BHL）吸积，在那里我们现在可以模拟实际的温度，低至T~10^6 K。在这里，我们发现，辐射压力起着重要的作用，但这些高度动态的设置推动我们的近似处理的物理适用性的极限。辐射流体动力学BHL流动的主要特征表现为：（i）有效绝热指数接近γ_effective ~ 4/3;（ii）吸积率比无辐射压力时低两个数量级;（iii）光度估计接近爱丁顿极限，因此总辐射效率小至η ~ 10^{-2};（iv）激波区强烈偏离热平衡;（v）没有出现触发器不稳定性。我们的结论是，目前的光学厚近似的辐射传输物理上的实质性改善，纯氢也在设置离开平衡，一旦伴随着光学薄的治疗，很可能提供一个基本的工具，调查吸积流在各种各样的天体物理系统。
2012-08-16 astro-ph.HE gr-qc
Three-dimensional general relativistic Poynting-Robertson effect II: Radiation field from a rigidly rotating spherical source
本文研究了在局域共动坐标系下，刚性旋转球源辐射的三维广义相对论性坡印廷-罗伯逊效应。这样的辐射场近似于旋转的中子星表面产生的辐射场，或者由吸积黑洞的中心辐射热日冕产生的辐射场;它扩展了我们在以前的研究中考虑的纯径向辐射场。它的角动量用发射源的旋转频率和半径来表示。对于背景，我们采用克尔时空几何。我们导出了受这种辐射场影响的试验粒子的运动方程，恢复了慢转动的经典和弱场近似。我们专注于解决方案组成的粒子轨道沿圆形轨道关闭和平行于赤道平面，这是稳定的引力，辐射力和PR阻力之间的平衡。这样的解决方案被发现躺在一个临界超曲面，其形状可能会变形从扁长到扁圆取决于克尔自旋参数和发光度，旋转和半径的辐射球。对于选定的参数范围内，临界超曲面相交的辐射球产生一个凸出的赤道区域，或者，两个以上的极点叶。我们计算了一组选定的初始参数的临界超曲面附近的测试粒子的轨迹和分析的空间和角速度的测试粒子捕获的临界超曲面。
2019-11-01 gr-qc hep-th
Non-Spherical Szekeres models in the language of Cosmological Perturbations
研究了Szekeres尘埃模型（爱因斯坦方程的非球形精确解）对宇宙结构演化的非微扰描述与$Λ$ CDM背景下尘埃源的宇宙学扰动理论动力学之间的区别和等价性。我们展示了如何动态的Szekeres模型可以描述的演化方程中给出的“精确波动”，同样减少（在所有订单）CPT的演化方程中的同动等熵规。我们明确地表明如何Szekeres线性化的确切波动是特定的（确定性）实现CPT的标准线性扰动作为随机场，但相对于后者的扰动，他们可以完全演变成完整的非线性政权。我们证明了两个重要的结果：（i）保守的曲率扰动（在所有尺度）也持有适当的近似的确切Szekeres波动在$Λ$ CDM背景，及（ii）不同的崩溃形态的Szekeres模型产量，在非线性顺序，不同的功能形式的增长因子，从红移空间扭曲的研究。在线性CPT中使用的度量为基础的潜力计算的线性Szekeres模型的参数，从而使我们能够将我们的结果与线性CPT结果在其他仪表。我们相信，这些结果提供了一个坚实的开始阶段，以审查的作用，非微扰广义相对论在当前的宇宙学研究。
2017-03-28 astro-ph.CO gr-qc
A critical assessment of some inhomogeneous pressure Stephani models
我们考虑球对称的非均匀压力Stephani宇宙，对称中心是我们的位置。这些模型的主要特点是，共同运动的观察员不遵循测地线。特别地，共动的理想流体必然具有径向依赖的压力。我们考虑这些模型的一个子类，其特征在于一些不均匀性参数$β$。我们还表明，声速，像（有效）状态方程参数，comoving完美的流体获得远离原点的时间和径向相关的变化成正比的$β$。为了产生一个没有暗能量成分的在晚期加速的真实宇宙，我们必须采用$β< 0$。红移得到了一个修正的依赖于比例因子$a(t)$与$-9\%$的相对修正，峰值在$z\sim 4$，消失在大爆炸和今天我们过去的光锥。状态方程参数和尘埃物质的声速（对应于对称中心$r=0$处的压力消失）的行为方式类似，远离对称中心时它们变为负值--这种特性通常只在暗能量成分中遇到。为了模拟观测到的晚期加速膨胀，物质成分必须明显偏离标准尘埃，这可能会排除斯蒂芬模型的这一子类作为现实的宇宙学。接受这些模型的唯一方法是保持宇宙的所有标准物质成分，包括暗能量，并采取足够小的不均匀性参数$β$。
2015-03-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conservative 3+1 General Relativistic Boltzmann Equation
本文给出了广义相对论玻尔兹曼方程守恒形式的一种新的推导方法，并将其专门用于3 + 1度规。由此产生的输运方程的目的是在涉及数值相对论的模拟中使用，特别是在缺乏球对称的情况下。自变量为实验坐标系基时空位置分量和共动坐标系曲线动量空间坐标。本文着眼于天体物理学的应用-如核坍缩超新星和致密天体合并-在有限温度下流体中含有原子核和/或核物质，其中输运的粒子是中微子，研究了中微子与流体之间的四动量交换与轻子数之间的关系。
2013-07-05 astro-ph.HE gr-qc
Spherical Accretion onto Konoplya Zhidenko Black Holes: Sonic Point Analysis and Fluid Dynamics
NUST（国立科技大学）
该研究分析了KZ黑洞时空形变对球形吸积流体动力学的影响，推导了流体运动哈密顿量，对比了不同流体模型及其他类型黑洞的临界点特性，明确了背景几何对强场物质动力学的作用。
2026-08-31 astro-ph.HE gr-qc
Non-linear density-velocity dynamics in $f(R)$ gravity from spherical collapse
我们研究联合密度-速度演化$f(R)$重力使用光滑，补偿球形礼帽作为代理的非线性制度。以Hu-Sawicki模型为例，采用混合拉格朗日-欧拉迭代法求解耦合连续性方程、欧拉方程和爱因斯坦方程。该方案的新颖之处在于在欧拉坐标系下解析求解了度量势。假设演化在非常早的时期遵循GR，并且在预定时期切换到$f(R)$。过早地选择“切换时期”在计算上是昂贵的，因为高频振荡;选择它太晚可能破坏与$Λ$ CDM的一致性。为了做出明智的选择，我们对背景模型进行了特征值分析，给出了振荡幅度的大致估计。这个问题有两个长度尺度：伴随的标量场的随动康普顿波长和顶帽的宽度。进化是由它们的比例决定的。当该比值较大时，演化与尺度无关，密度-速度散度关系（DVDR）是唯一的。当比值很小时，除了在顶帽边缘附近形成尖峰之外，演化非常接近GR，这是早期文献中已经注意到的特征。我们能够定性地解释这一特点的分析解决方案的度规潜力，在变色龙机制的情况下。在中间状态下，演化是依赖于配置文件的，并且不存在唯一的DVDR。
2022-02-03 astro-ph.CO gr-qc
Chaplygin gas dominated anisotropic brane world cosmological models
本文给出了以广义Chaubergin气体为物质源，Bianchi I型几何各向异性膜的广义Randall-Sundrum模型的引力场方程的精确解.广义的Chaobergin气体，它介于高密度相对论时代和非相对论物质阶段之间，是一种受欢迎的暗能量候选者。对于一个充满宇宙流体的Bianchi I型时空膜，当宇宙流体服从广义Chaubergin状态方程时，引力场方程的通解可以用一个精确的参数形式来表示，其中共动体积为参数.在压力等于能量密度的刚性宇宙流体的极限情况下，对于无压流体，场方程的解可以用精确的解析形式表示。还考虑了与Chaplygin流体相关的标量场的演化，并得到了相应的势。详细考虑了观测上重要的参数如剪切、各向异性和减速参数的行为。
2005-05-09 gr-qc hep-th
NADA-FLD: A General Relativistic, Multi-dimensional Neutrino-hydrodynamics Code Employing Flux-limited Diffusion
本文提出了一个新的程序NADA-FLD，用于球极坐标下全广义相对论（GR）中的多维中微子流体力学计算。能量相关的中微子输运假设通量限制扩散（FLD）近似和演化的中微子能量密度测量的框架中与流体共动。算子分裂用于避免涉及矩阵求逆的隐式积分步骤中网格单元的多维耦合。描述横向扩散和平流的条款集成明确使用艾伦程或龙格库塔勒让德方法，保持稳定，即使在光学薄政权。我们讨论了几个玩具模型的问题，在一个和两个方面来测试的基本功能和个别组件的运输计划。我们还进行了完全动态的核心坍缩超新星（CCSN）模拟在球对称。对于一个牛顿模型，我们发现很好的协议与M1代码ALCAR，和GR模型，我们重现的主要影响GR在CCSNe已经发现以前的作品。
2019-10-02 astro-ph.HE gr-qc
Spacetime triple wormhole
University of Colorado Denver（科罗拉多大学丹佛分校）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
通过球面反演三环面构造了一个具有三个喉部的非薄壳、非球对称时空虫洞，并证明其为爱因斯坦场方程的非真空精确解，回答了爱因斯坦和罗森关于多喉解存在的问题。
2026-05-25 gr-qc math.DG
Stringy-Running-Vacuum-Model Inflation: from primordial Gravitational Waves and stiff Axion Matter to Dynamical Dark Energy
在以前的工作中，我们推导出了弦宇宙的运行真空模型（RVM），它提供了一个有效的描述从暴胀到现在的时代的四维弦启发宇宙学的演变。在这个“弦RVM”版本的背景下，假设早期宇宙的特征是纯粹的引力自由度，来自无质量的引力弦多重态，包括反对称张量场。后者起着重要的作用，因为它的对偶产生了一个“刚性”的引力轴子“物质”，这反过来又耦合到引力异常项，假设在早期时代是非平凡的。在存在原始引力波（GW）扰动的情况下，这种反常耦合导致类似于RVM的动力学暴胀，而没有外部暴胀子。我们在这里回顾这个框架，并讨论潜在的场景生成这样的原始GW，其中形成不稳定的域壁，最终崩溃的非球对称的方式，引起GW。我们还注意到，在后暴胀时代，当产生适当的势能时，同一类型的“刚性”轴子物质可以提供宇宙中的暗物质（DM）的（一部分），它很可能是超轻的，这取决于弦启发模型的参数。总而言之，RVM暴胀的新（弦）机制保留了原始（更唯象的）RVM的基本结构，以及它的主要优点：即，一种优雅退出和产生大量熵的机制，能够解释视界问题。它还预言了公理暗能量和目前宇宙中存在的本质型温和动力学暗能量（DE），两者都是宇宙演化暴胀阶段的“活化石”。
2020-12-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Existence and Stability of Static Spherical Fluid Shells in a Schwarzschild-Rindler-anti-de Sitter Metric
我们证明了在Schwarzschild-Rindler-anti-de Sitter（SRAdS）时空中存在静态稳定的球形流体壳，其中$ds^2 = f(r)dt^{2} -\frac{dr^{2}}{f(r)}-r^{2}(dθ^2 +\sin ^2 θdϕ^2)$与$f(r) = 1 -\frac{2Gm}{r} + 2 b r -\fracΛ{3}r^2$ .这是一个替代著名的引力星几何，其中出现的稳定性，由于结合的排斥力的内部德西特空间与吸引力的外部史瓦西时空。在SRAdS时空中，导致壳层稳定性的斥力来自于负的Rindler项，而Schwarzschild项和反de Sitter项是吸引项。我们证明了三种壳层流体状态方程：真空壳层（$p=-σ$）、硬物质壳层（$p=σ$）和尘埃壳层（$p=0$）的稳定球壳的存在性，其中$p$是壳层压力，$σ$是壳层表面密度.我们还确定了度量参数的条件，需要在每种情况下满足壳的稳定性。SRAdS时空中的真空稳定壳解与两位作者先前的研究一致，后者证明了SRAdS时空中存在sf稳定的球形标量场畴壁。
2020-11-09 gr-qc hep-ph hep-th
Bose-Einstein-condensed scalar field dark matter and the gravitational wave background from inflation: new cosmological constraints and its detectability by LIGO
我们考虑了另一种冷暗物质候选者，超轻玻色子（$m>10^{-22}$ eV）描述的复杂标量场（SFDM）与全球U（1）对称性，与共动粒子数密度守恒粒子生产后，在标准的再加热。我们允许排斥性的自我作用。在Lambda-SFDM宇宙中，SFDM开始是相对论性的，从刚性（w=1）演化到辐射状（w=1/3），在后期变成非相对论性（w=0）。因此，一个僵硬的SFDM主导的时代之前，熟悉的辐射主导的时代。因此，SFDM粒子质量$m$和四次自相互作用强度λ受到宇宙学观测量的约束，N_{eff}是BBN期间中微子种类的有效数量，z_{eq}是物质辐射等效红移。由于暴胀产生的随机引力波背景（SGWB）在刚性SFDM主导的时期被放大，它也可以贡献足够大的辐射分量来影响这些观测值。值得注意的是，这种放大使得该SGWB可以通过当前的GW实验检测到，例如，aLIGO/室女座和LISA，满足宇宙学约束的Lambda-SFDM模型，再热温度T_{re}和目前允许的张量标量比$r$值的范围。对于给定的r和$λ/(mc^2)^2$，每个T_{re}的边际允许的Lambda-SFDM模型具有满足宇宙学约束的最小m。例如，对于r=0.01和$λ/(mc^2)^2=10^{-18}$ eV $^{-1}$ cm $^3$的边际允许模型，aLIGO O 1运行的零检测排除了8.75*10^3< T_{re}（GeV）<1.…
2017-04-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Relic Gravity Waves from Braneworld Inflation
我们讨论的情况下，额外的维效应允许一个标量场与陡峭的潜力发挥的双重作用的暴胀子以及暗能量（精华）。在这种情况下，宇宙的后暴胀演化一般以“动力机制”为特征，在此期间，标量场的动能大大超过其势能，导致标量场物质$P_ϕ\simeq ρ_ϕ$的“刚性”状态方程。动力学制度之前的辐射占主导地位的时代，并介绍了一个重要的新功能的频谱的遗迹重力波在膨胀过程中量子力学。重力波谱随波数的增加而增加，波长短于辐射状态开始时的同动视界尺度。这种“蓝色倾斜”是具有陡峭势能的模型的一般特征，并对一类暴胀膜世界模型施加了强约束。讨论了陆地和空间重力波观测站如LIGO II和LISA探测重力波背景的前景。
2001-10-03 astro-ph gr-qc hep-ph
