Ruppeiner geometry, P-V criticality and interacting microstructures of black holes in dRGT massive gravity
该研究在扩展相空间中利用Ruppeiner几何分析反德西特背景下dRGT有质量黑洞的微观结构,发现小黑洞相为任意子气体、大黑洞相类似玻色气体,并探究了引力子质量的影响。
2023-06-13 gr-qc
Extended thermodynamics and microstructures of four-dimensional charged Gauss-Bonnet black hole in AdS space
新的四维黑洞解的发现为理解低维Gauss-Bonnet引力提供了新的途径。本文通过研究四维带电AdS黑洞的相变和微观结构,检验了Gauss-Bonnet引力。在扩展相空间中,将宇宙学常数和Gauss-Bonnet耦合参数作为热力学变量,我们发现热力学第一定律和相应的Smarr公式都满足.在正则系综和巨正则系综中,我们观察到了与范德华流体类似的小-大黑洞相变。这种相变也可以出现在中性黑洞系统中。进一步,我们构造了Ruppeiner几何,发现在带电或中性黑洞系统中,高温小黑洞的微结构中,除了吸引相互作用外,排斥相互作用也占主导地位.这与五维中性黑洞中只存在主要吸引相互作用的情形有很大的不同.我们还研究了归一化标量曲率的临界行为.这些结果将对四维Gauss-Bonnet引力的特征性质有新的认识。
2020-05-12 gr-qc hep-th
Unraveling gravity beyond Einstein with extended test bodies
试验物体在重力作用下的运动与守恒定律密切相关。在广义相对论的背景下,这个众所周知的事实对于超越爱因斯坦理论的引力理论也是有效的。在这里,我们推导出一个非常大的类的引力理论与物质的一般非最小耦合的测试机构的运动方程。这些方程构成了未来系统检验其他引力理论的基础。我们的治疗是协变的,并概括了经典的Mathisson-Papapetrou-Dixon结果旋转(扩展)测试机构。尽管所考虑的理论具有非常普遍的性质,但无结构试验体的运动方程却出奇地简单。
2013-07-15 gr-qc
Phase transition grade and microstructure of AdS black holes in massive gravity
本文研究大质量引力中由标量荷引起的黑洞相变,从宏观和微观视角证实其为标准二阶相变,并揭示其微观细节不同于标准Einstein引力中的RN-AdS黑洞。
2023-04-03 gr-qc
Modified geodesic equations of motion for compact bodies in alternative theories gravity
本文推导了替代引力理论中非旋转自引力相互作用体的精确修正测地线方程,采用Eardley方案纳入自引力效应,方程形式与场方程无关,质量恒定时退化为广义相对论测地线方程,可用于推导高后牛顿阶运动方程。
2022-07-27 gr-qc
Hints towards the Emergent Nature of Gravity
解决量子引力难题的一个可能的方法是提出广义相对论(GR)不是一个基本理论,而是从一个潜在的微观描述中出现的。尽管最近在物理学和哲学界对紧急重力计划感兴趣,但目前缺乏对这一想法的理论证据的评估。我们打算填补这一空白,在文献中讨论的主要论点,有利于假设的度量场及其动力学是紧急的。首先,我们区分微观结构的灵感来自GR,如通过量子化或离散化,和微观结构,是不是直接从GR,如字符串,量子比特或凝聚态场的动机。突现引力方法可以被定义为这样一种观点,即度规场及其动力学可以从后一种类型的微观结构中推导出来。随后,我们评估了(半经典)GR的以下性质在多大程度上暗示了潜在的微观结构:(1)度规与物质场的普遍耦合,(2)微扰非重整化性,(3)黑洞热力学,(4)全息原理。在结论中,我们形式化的一般结构的合理性论点提出。
2018-04-23 gr-qc hep-th physics.hist-ph
Rotating elastic bodies in Einstein gravity
我们证明了,给一个无应力,轴对称的弹性体,有足够小的值的引力常量和角频率,一个唯一的静态轴对称的解决方案耦合到相对论弹性方程的爱因斯坦方程与身体执行刚性旋转对称轴在给定的角频率。
2008-11-06 gr-qc
Modified gravity inside astrophysical bodies
许多修正重力理论,包括研究得很好的霍恩代斯基模型,都有一个筛选机制,确保在天体附近恢复标准重力。在最近引入的一类超越霍恩代斯基的引力理论中,人们发现,新的衍生相互作用会导致万施泰因屏蔽机制在任何引力源内部(尽管不是外部)被部分打破。我们研究的影响,这种新类型的偏离标准重力的密度分布的球对称的物质分布,在非相对论性的限制。为了简单起见,我们考虑多方状态方程,并推导出标准的Lane-Emden方程的修改。我们还表明存在一个普遍的上限的振幅,这种类型的修改重力,独立的状态方程的细节。
2015-03-04 astro-ph.CO astro-ph.SR gr-qc
Foundations of the theory of gravity with a constraint. Gravitational energy of macroscopic bodies
本文在带约束引力理论中求解宏观物体静态各向同性引力场方程,得到一般近似解,其外部度规同史瓦西解,但曲率不变量处处有限。
2024-02-07 gr-qc
Static self-gravitating elastic bodies in Einstein gravity
我们证明了,对于足够小的引力常量,给定一个无应力弹性体,存在唯一的耦合到相对论弹性方程的爱因斯坦方程的静态解。所构造的解是松弛构型的小变形。这一结果首次证明了无对称性的爱因斯坦方程静态解的存在性。
2009-01-12 gr-qc
Motion of test bodies in theories with nonminimal coupling
本文用多极方法导出了非最小耦合理论的试验体运动方程。在曲率标量场与物质场具有一般耦合的引力理论下,导出了极偶极粒子的传播方程。我们的结果允许与广义相对论和其他引力理论的运动方程进行系统的比较。
2008-12-19 astro-ph gr-qc hep-th
Dynamical elastic bodies in Newtonian gravity
证明了牛顿引力场中具有自由边界的自引力弹性体初值问题的适定性。在材料框架中,假设弹性材料具有合适的本构性质,欧拉-拉格朗日方程变成具有Neumann型边界条件的完全非线性椭圆-双曲方程组。对于这种类型的系统,初始数据必须满足相容性条件才能获得正则解。给定一个松弛的参考位形和一个足够小的牛顿常数,构造了一个满足相容条件的初始数据邻域。
2011-06-20 gr-qc
On Modelling the Surfaces of Celestial Bodies in Quantum Gravity
University of Sussex(萨塞克斯大学)
本文探讨如何在量子引力中建模天体表面以确保经典广义相对论解在表面处的量子修正正则性,采用Vilkovisky-DeWitt有效作用计算恒星模型的普遍量子修正,改进密度分布以避免表面奇点。
2026-05-14 gr-qc
On the motion of rotating bodies in field gravity theory and general relativity
本文从相对论场论的拉格朗日形式出发,在Feynman量子场引力理论(FGT)框架下导出了旋转体的后牛顿运动方程,并与广义相对论(GR)中相应的测地线方程进行了比较。它表明,在FGT的旋转试验体的轨迹不依赖于一个坐标系的选择。本文应用陀螺的平动运动方程描述自由落体旋转体和天平上旋转体的实验。本文以太阳系行星和双星PSR B1913+16和PSR B1259-63为例,讨论了旋转体轨道运动周期调制的后牛顿相对论效应。对于自旋方向已知的双星,这种效应为测量中子星的半径提供了可能。
2000-10-14 gr-qc
Weak equivalence principle for self-gravitating bodies: A sieve for purely metric theories of gravity
我们提出了自引力试验体的几乎测地线运动作为引力度量理论中一个可能的选择规则。从一个启发式的声明,“引力弱等效原理”,我们建立了一个正式的,可操作的测试能够探测的有效性的原则,任何度量理论的重力,在任意数量的时空维度。我们表明,如果理论承认一个适定的变分公式,这个测试挑出只有纯粹的度量引力理论。这个结论重现了广义相对论(也有宇宙学常数项)和标量张量理论的已知结果,但也扩展到了有争议或未知的情况,如f(R)和Lanczos-Lovelock理论。因此,我们提供了超越标准方法的新工具,后者是不确定的或不适用的。
2014-04-11 gr-qc
An experimental Scheme for Gravitational Scattering in Microscale: The effect of spatial superposition of mass on the microstructure of space-time
在本文中,我们正在探索的可行性,观察在一个低能量区的量子光力学实验中的引力的非经典特征。如果引力具有潜在的量子性质,它应该具有最基本的量子特性,如叠加原理和纠缠。尽管引力很弱,但原则上有机会通过利用量子光学力学技术来观察引力的量子签名,而无需直接观察引力子。我们正在研究一种新的动力学方案,称为引力量子机制,其中引力源是量子粒子,其质心服从空间叠加。在Gedanken实验中,测试粒子与双缝装置中的量子纳米粒子发生引力相互作用。可能的纠缠或叠加的领域进行了调查。我们正在寻找引力的经典描述的相应偏差,尽管它远离普朗克尺度。任何揭示引力场服从量子叠加原理的实验研究都将是对引力量子性的首次认识。这项研究将表明,它是如何可行的,以寻找一个非经典的功能,在这样的运动制度的重力。此外,这一提议将是检验量子叠加原理的客观性及其对时空微观结构的贡献的一种尝试。
2019-04-30 gr-qc quant-ph
AdS black hole thermodynamics and microstructures from $f(Q)$ gravitation
本文研究了 $f(Q)$ 引力下带电 AdS 黑洞的热力学、局部稳定性与相结构,并利用 Ruppeiner 几何数值计算 Ricci 曲率标量以揭示其微观粒子间的相互作用。
2023-11-03 gr-qc
The effects of Chern-Simons gravity on bodies orbiting the Earth
弦论的一个可能的低能结果是在广义相对论的标准爱因斯坦-希尔伯特作用量上增加了一个陈-西蒙斯项。可以说,精粹场应该耦合到这个陈-西蒙斯项,如果是这样的话,它在线性化理论中驱动了引力电场和引力磁场之间的宇称破坏相互作用。在本文中,线性化时空的陈-西蒙斯引力围绕一个巨大的旋转体被发现,包括新的修改的重力磁场,没有出现在以前的工作。在此时空中的测试机构和陀螺仪的进动的轨道进行了计算,导致新的约束的陈-西蒙斯参数空间,由于目前的卫星实验。
2008-01-08 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravitational effective action at mesoscopic scales from the quantum microstructure of spacetime
在介观尺度下,量子校正的引力场方程应该是通过对与给定几何结构一致的前几何变量的微观组态的数目进行极值化($Ω$)而产生的。该$Ω$又是与每个事件P相关联的微观构型的密度$ρ(P)$在所有事件P上的乘积。人们会期望$ρ\propto\sqrt{g}$,使得$ρd^4x$缩放为区域的适当体积。另一方面,在首阶,我们期望极值原理是基于希尔伯特作用量的,这意味着$\lnρ\propto R$。我展示了如何这两个明显矛盾的要求可以通过使用曲率的函数依赖性$\sqrt{g}$,在黎曼法坐标(RNC),和粗粒化普朗克尺度。这导致微观构型的密度为$ρ= Δ^{-1} = \sqrt{g}_{RNC}$,其中$Δ$是粗粒Van-Vleck行列式。该办法还规定:(a)计算场方程的QG修正的系统方法;(b)引力的有效作用量与时空流体的动力学理论之间的直接联系。
2021-02-05 gr-qc hep-th
Demystifying autoparallels in alternative gravity
自动平行曲线和测地线曲线可以作为物理测试体的轨迹出现。我们明确地推导出自平行线作为有效的后黎曼几何结构,并在同一时间,我们认为\emph{against}假设自平行线作为基本方程的测试机构在替代重力理论。
2021-08-15 gr-qc
Equivalence principle in scalar-tensor gravity
我们提出了一个直接确认的有效性的等效原理的非结构测试机构在标量张量引力。我们的分析是补充以前的方法和有效的一大类标量张量引力理论。一个协变的方法是用来推导运动方程的系统的方式,并允许通过扩展的测试机构的标量张量理论的实验测试。
2015-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the Dynamics of Extended Bodies and the GravoThermo Memory Effect
本文研究引力波脉冲作用下延展旋转物体的记忆效应,证明引力波可导致自旋取向重新分布并改变配分函数、熵与能量,从而使波源信息编码于系统热力学中。
2025-08-30 gr-qc hep-th
Can Newtonian Gravity Produce Quantum Entanglement?
National Taiwan Normal University(台湾师范大学);Universidad Arturo Prat(阿图罗·普拉特大学)
该研究探讨牛顿引力是否能通过三种方法使介观量子体产生纠缠,发现mini-superspace框架可实现纠缠,而其他模型则无法产生纠缠。
2026-03-04 gr-qc hep-th quant-ph
A Measure for Quantum Paths, Gravity and Spacetime Microstructure
在(伪)黎曼时空中,连接任意两个事件的给定长度的经典路径的数目当然是无限的。然而,对于任意时空中[连接两个事件$(x_1,x_2)$的长度为$σ$]的量子路径的有效数目,可以定义一个有用的有限测度$N(x_2,x_1;σ)$。当为$x_2=x_1$时,这简化为$C(x,σ)$,给出了包含事件$x$的长度为$σ$的闭合量子环的度量。$N(x_2,x_1;σ)$和$C(x,σ)$都有明确的定义,并且只依赖于时空的几何。各种其他物理量,例如,有效拉格朗日量可以用$N(x_2,x_1;σ)$表示。在时空区域$\mathcal{V}$中,由闭合环贡献的总路径长度的相应度量由$L(σ;x) \equivσC(σ;x)$在$\mathcal{V}$上的积分给出。值得注意的是,$L(0;x) \propto R(x)$,即里奇标量,即对时空区域中无穷小闭合环所贡献的总长度的度量,给出了爱因斯坦-希尔伯特作用量。它的变化,当我们改变度量,可以提供一个新的路线诱导/紧急重力描述。在存在背景电磁场的情况下,$N(x_2,x_1;σ)$和$C(x,σ)$的相应表达式可以与场的完整性相关联。测度$N(x_2,x_1;σ)$也可以用来计算一类作用量和测度是路径长度的任意函数的路径积分。作为一个例子,我计算了一个修改的路径积分,其中包括零点的时空长度。我还描述了$N(x_2,x_1;σ)$的其他几个属性,并概述…
2019-08-28 gr-qc hep-th
Equations of motion in gravity theories with nonminimal coupling: a loophole to detect torsion macroscopically?
本文导出了在容许挠率的时空中具有一般非极小耦合的引力理论的多极运动方程。我们非常普遍的发现允许通过扩展的测试主体对整个理论类进行系统的测试。非极小理论的某些子类的一个独特的特征是,即使在没有微结构测试物质的实验中,它们也对后黎曼时空结构敏感。
2013-09-16 gr-qc hep-th
Equations of motion in scalar-tensor theories of gravity: A covariant multipolar approach
本文讨论了一大类标量-张量引力理论的扩展试验体的动力学。一个协变多极Mathisson-Papapetrou-Dixon类型的方法是用来推导运动方程的系统的方式为约旦和爱因斯坦制定这些理论。所获得的结果提供了框架,实验测试标量张量理论通过扩展的测试机构。
2014-11-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Equations of motion in metric-affine gravity: A covariant unified framework
导出了度量仿射引力中广义变形体的运动方程。从广义坐标变换下作用的不变性导出的守恒律,被用作讨论扩展变形试验体动力学的出发点。利用协变方法,基于Synge的世界函数,得到了任意耦合守恒流系统的主运动方程。这个统一的框架,然后应用到度量仿射重力。我们确认和扩展以前的研究结果,特别是,我们再次证明,它是唯一可能的检测后黎曼时空几何的普通(非微结构)的测试机构,如果重力是nonminimally耦合到物质。
2014-10-21 gr-qc
The String Model of Gravity
提出了引力的弦模型,其中弦是两个引力物体之间引力相互作用的媒介。它在一阶近似下再现了牛顿的结果,在高阶近似下预言了两个大质量物体之间引力场振荡的存在。它可以很容易地推广到粒子物理学中的两体相互作用。
1996-02-05 gr-qc
Exact Solution for the Metric and the Motion of Two Bodies in (1+1) Dimensional Gravity
通过求解正则形式下的约束方程,给出了(1+1)维双粒子引力中两体运动的精确解。本文导出了哈密顿量的确定方程的超越形式,并用Lambert $W$函数表示了两个全同粒子系统的哈密顿量。$W$函数有两个实分支,它们平滑地连接在一起,并且对于小的耦合常数,主分支上的哈密顿量减少到牛顿极限。在另一个分支上,哈密顿量产生了一组新的运动,这不能被理解为相对论性地修正了牛顿运动。对于不同的能量值,示出了相空间$(r, p)$中的显式轨迹。分析扩展到不等质量的情况下。给出了度规张量的完整表达式,并严格证明了度规张量解与运动方程解的一致性。
1996-11-04 gr-qc
Gravitational Bremsstrahlung and Hidden Supersymmetry of Spinning Bodies
最近建立的形式主义的世界线量子场论,它描述了经典散射的爱因斯坦引力的大规模机构,推广到二次阶自旋-一对克尔黑洞揭示了一个隐藏的${\mathcal N}=2$超对称性。在这种自旋相遇中产生的引力波的远场时域波形是在后闵可夫斯基(弱场,但一般速度)展开中的前导级计算的,并表现出这种超对称性。从波形中,我们提取的领先阶总辐射角动量在一个通用的参考系,和总辐射能量的质心框架中的领先阶在低速近似。
2021-12-05 gr-qc hep-th
Anisotropic cubic curvature couplings
为了补充最近的工作,在引力时空对称性的测试,立方曲率耦合使用时空对称性破缺的有效场论描述进行了研究。相关的质量维8系数洛伦兹破坏研究不会导致任何线性化的重力修改,而是揭示在第一个非线性项在一个平坦的背景周围的时空膨胀。我们考虑引力辐射通过一个二元系统的能量损失的影响,我们研究两体轨道摄动使用后牛顿度规。一些效应取决于源和测试物体的内部结构,从而打破了自引力物体的弱等效原理。这些系数可以在太阳系统测试中测量,而脉冲双星系统和短程重力测试特别敏感。
2016-07-31 gr-qc hep-th
Dynamics of test bodies in scalar-tensor theory and equivalence principle
在引力的标量-张量理论中,测试物体是如何运动的?我们提供了一个统一的多极计划的基础上回答这个问题。特别是,我们给出了明确的运动方程的点状,以及旋转的测试机构,从而扩展了著名的广义相对论的结果Mathisson,Papapetrou和狄克逊标量张量理论的重力。我们证明了测试机构的等效原理的有效性。
2016-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observable traces of non-metricity: new constraints on metric-affine gravity
放宽黎曼条件,将几何量,如扭转和非度量,可以允许探索新的物理与缺陷在一个假设的时空微观结构。在这里,我们表明,非度规性产生可观察到的效果,在量子场的形式4-费米子接触相互作用,从而使我们能够约束的规模的非度规性大于1 TeV的Bhabha散射的结果。我们的分析是在广泛的一类引力理论的框架内进行的度量仿射方法。得到的界限代表了几个数量级的改进,以前的实验约束。
2019-07-09 gr-qc hep-th
Post-Newtonian Global Conservation Laws in the Presence of Sensitive Bodies
Queen Mary University of London(伦敦大学皇家玛丽学院)
研究存在敏感天体时后牛顿全局守恒定律,扩展半守恒和全守恒引力理论概念,找出守恒量显式形式及系数新写法,通过与标量 - 张量理论结果比较证明方法适用性。
2026-11-10 astro-ph.IM gr-qc
Motion of extended fluid bodies in the Newtonian limit of $f(R)$ gravity
Guangxi Key Laboratory for Relativistic Astrophysics, School of Physical Science and Technology, Guangxi University(广西大学物理科学与技术学院相对论天体物理重点实验室);Guangxi Center for Mathematical Research, Guangxi University(广西大学广西数学研究中心);Academy of Mathematics and Systems Science, Chinese Academy of Sciences(中国科学院数学与系统科学研究院);School of Mathematical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学数学科学学院)
本文在 $f(R)$ 引力的牛顿极限下,研究了扩展流体体的多极展开动力学,推导了体间相互作用的多极表达式,并给出了双体系统的有效方程和总能量。
2026-08-04 gr-qc math-ph math.MP
Homogeneous spherically symmetric bodies with a nonminimal coupling between curvature and matter: the choice of the Lagrangian density for matter
在这项工作中,我们研究了如何一个非最小的物质和重力之间的耦合可以修改一个均匀的球体的结构。确定所采用的拉格朗日密度的物理相关性,与后者的两种不同的选择获得的结果。
2014-11-18 gr-qc
New Possibilities for Observational Distinction Between Geometrical and Field Gravity Theories
本文回顾了引力物理学的重要观测试验。这样的测试能够澄清关于引力相互作用本质的关键问题:引力是空间的曲率吗?还是引力和其他物理力一样是闵可夫斯基平坦空间中的物质场?到目前为止,所有实际进行的实验都不允许在引力物理学中区分这两种选择。Poincare-Feynman方法中定义明确的正能量动量引力场的存在导致了引力物理和宇宙学的根本变化,这一点可以通过实验室实验和天体物理观测来检验。本文讨论了几何广义相对论和场引力理论在观测上区别的新的可能性。其中:标量排斥力对牛顿引力相互作用的贡献,旋转物体的后牛顿平移运动,小质量物体对光的引力偏转,球形脉动恒星的标量引力辐射,大质量物体极限半径、表面、磁场的存在,相对论性致密物体不存在奇点和视界。
2008-09-13 astro-ph gr-qc
Unification of Gravity and Electromagnetism I: Mach's Principle and Cosmology
本文探讨了在具有非常小而均匀的电荷密度$ρ_q$的马赫宇宙的早期阶段爱因斯坦引力和电磁统一的唯象后果。本文首次提出了统一电引力的强等效原理的一种形式,它直接导出了(i)中性天体磁矩和角动量的经验Schuster-Blackett定律,(ii)中性大质量天体的线加速度与相应电场之间的类似关系,(iii)超过爱因斯坦引力的引力透镜,以及,(iv)角动量与天体质量平方之间的韦森关系。将西亚马的马赫原理引入后牛顿动力学(在没有电磁力的情况下,仅在引力的弱场极限下),可以预测星系的平坦旋转曲线,而不需要暗物质晕。最后,它表明,对称性破缺的统一理论预测一个平坦的膨胀宇宙的宇宙学项密切相关的电引力统一,并可以解释WMAP数据与一个单一的自由参数。WMAP数据需要$ρ_q =6.1\times 10^{-43}$ C/cc,它太小而无法在
2015-02-12 gr-qc
Multipolar test body equations of motion in generalized gravity theories
我们给出了一个概述的多极运动方程的扩展测试机构的广泛的引力理论超出了标准的广义相对论框架的推导。所涵盖的理论类别范围从简单的广义广义相对论,例如,包括额外的标量场,理论与额外的几何结构,这是需要的微结构物质的描述。我们的统一框架甚至允许处理与物质的非最小耦合的理论,从而对非常广泛的引力理论进行系统的测试。
2015-05-07 gr-qc hep-th
On Black Hole Thermodynamics, Singularity, and Gravitational Entropy
黑洞热力学概念提出近半个世纪以来,仍存在许多基本问题。例如,黑洞视界的潜在自由度是什么?此外,经典黑洞也具有时空奇点。尽管人们通常认为量子引力会“治愈”奇点,正如彭罗斯所强调的那样,但这种观点需要更深入的检验。在这篇评论中,我将研究奇点在量子引力中存在的可能性,它们可能扮演的角色,以及奇点和黑洞热力学之间可能的联系。我还将讨论如何--受彭罗斯的外尔曲率假设的启发--可以使用曲率不变量来定义黑洞的引力熵,以及令人惊讶的含义,即不同引力理论中的黑洞的熵是时空曲率的不同表现,即,它们的底层微观结构可能不同。最后,我回顾了“胡克定律”最近建立的单旋转Myers-Perry黑洞(包括克尔黑洞),连接黑洞破碎-黑洞热力学第二定律的后果-与最大的“胡克力”,以及与Ruppeiner的热力学几何。这也为研究黑洞的微观结构提供了一种新的方法,并暗示了某些黑洞可能超出了胡克体系(因此具有不同的微观结构)。在考察黑洞热力学、时空奇点和宇宙监督以及引力熵之间的显著联系时,我将指出一些微妙之处,提供一些新的思想,并提出一些困难但基本的问题,包括黑洞热力学是否真的只是“普通热力学”,还是完全不同的东西。
2022-10-30 gr-qc hep-th
Can Gravity Probe B usefully constrain torsion gravity theories?
在大多数涉及挠率的引力理论中,挠率的来源是物质的内禀自旋。由于费米子的自旋在宏观物体中通常是随机取向的,因此产生的扭转通常可以忽略不计。然而,在最近的一篇论文中,Mao等人指出,有一类理论认为宏观旋转物体的角动量会产生大量的扭转。他们认为,根据作用等于反作用的原理,人们会期望测试物体的角动量耦合到背景扭转场,因此GPB陀螺仪的进动在这些理论中应该受到地球产生的扭转的影响。我们表明,事实上,作用等于反应的原则并不适用于这些理论。我们详细研究了毛等人提出的林-白藤理论的推广,称为爱因斯坦-林-白藤理论。这个理论有各种不同的版本,这取决于为扭转选择的物质耦合的精确形式。我们表明,对于任何与Mao等人假设的自旋输运方程相容的物质耦合,该理论要么有鬼要么有不适定的初始值公式。这些理论问题可以通过专门化理论参数和选择标准的最小挠率张量与物质的耦合来避免。这产生了一个一致的理论,但其中的作用等于反应的原则是违反,其中的陀螺仪的角动量不耦合到地球的扭转场。因此,爱因斯坦-林-白藤理论并没有预言重力探测器B会有可探测到的扭转信号。可能还有其他的扭转理论。
2007-05-14 astro-ph gr-qc hep-th
Probing microstructure of black hole spacetimes with gravitational wave echoes
黑洞视界的量子本质一直是最近人们感兴趣和密切关注的主题。特别是,近视界量子破坏的等效原理已被提出作为解决黑洞信息悖论。这样的违反可能会导致在高能量下修改色散关系,这可能与进入的引力波经历的强烈引力蓝移有关。我们研究了扰动黑洞在这种色散关系下的衰荡,发现下落的引力波在视界附近有部分反射。这导致在黑洞合并事件的振铃阶段出现晚期${\it echoes}$,其性质与高级LIGO观测中看到的类似(可以说)。目前的测量表明,引力波的洛伦兹破坏尺度为$10^{13 \pm 2}$ GeV,具有可比的耗散和色散。因此,如果得到证实,黑洞振铃回波探测视界的微观结构,从而可以测试违反洛伦兹紫外线完成,如在Ho $ř$ ava-Lifshitz引力。
2019-02-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Trapping and guiding bodies by gravitational waves endowed with angular momentum
波对物体的捕获从电磁学扩展到引力。结果表明,被赋予角动量的引力波在其轴附近可以聚集各种宇宙碎片。在这两种情况下的捕获机制可以追溯到与空间度规的局部旋转相关的科里奥利力。同样的机制导致特洛伊小行星围绕太阳-木星稳定的拉格朗日点$L_4$和$L_5$振动。在波中心附近的物体的捕获也可能与星系喷流的形成有关。
2018-10-04 gr-qc
Gravitational Acceleration of Spinning Bodies From Lunar Laser Ranging Measurements
太阳对地球和月球的相对论引力梯度加速度,取决于后者的运动,作用于系统的内部角动量。这种自旋-轨道力(在确定天体物理源的重力波信号模板中起作用)略微加速了整个地月系统,但它更强烈地干扰了该系统的内部动力学,具有5厘米的会合振荡范围贡献,目前通过三十多年的月球激光测距测量到4毫米的精度。
2002-12-09 gr-qc
Post-Newtonian gravitational radiation and equations of motion via direct integration of the relaxed Einstein equations. V. Evidence for the strong equivalence principle to second post-Newtonian order
利用后牛顿流体运动方程的第二个后牛顿秩序,我们推导出二元系统的运动方程有限大小,非自旋,但任意形状的机构。特别是,我们研究的贡献的内部结构的机构(如自引力),将分歧,如果机构的大小缩小到零。使用一组精确到第一后牛顿阶的维里关系,反映每个物体的平稳性,并重新定义质量,包括1 PN和2 PN自引力项,我们证明了一类潜在的发散,结构相关的条款,规模为s^{-1}和s^{-5/2},其中s是物体的特征尺寸的完全取消。这是强等效原理的进一步证据,并支持使用后牛顿近似来推导诸如中子星和黑洞等强场物体的运动方程。这扩展了Kopeikin早期的工作。
2007-07-17 gr-qc
Eddington gravity with matter: An emergent perspective
我们描述了一个行动的原则,在爱丁顿引力的框架内,其中包括在一个简单的方式的物质领域。有趣的是,与文献中的早期尝试相比,由该作用导出的引力场方程与爱因斯坦方程完全相同。在这种方法中,宇宙学常数作为积分常数出现。事实上,场方程的推导要求存在一个非零的宇宙学常数,从而为当前观测所暗示的非零宇宙学常数提供了存在的理由。我们的方法的几个特征强烈支持引力是一种涌现现象的范式,从这个角度来看,我们的作用原理可能起源于时空的微观结构。我们还讨论了几个扩展的作用量原理,包括一个可以将扭转的时空。我们还证明了可以构造一个Eddington-like作用量来得到Lanczos-Lovelock引力的场方程。
2020-12-15 gr-qc hep-th
Mass, Charge and Motion in Covariant Gravity Theories
以前的工作建立了一个普遍形式的运动方程的小机构在理论的度规和其他张量场,有二阶场方程以下的协变拉格朗日在四维时空。两个不同理论中“同一”物体运动的差异完全是由这些不同理论中物体有效质量和电荷的差异所解释的。在此之前,计算特定物体的质量和电荷的过程是隐含的,需要时在每个特定的理论中确定。我现在得到明确的表达式的质量和电荷的机构作为表面积分的领域,它产生的,其中被积函数是从辛电流构造的理论。这使得计算一个小物体运动的整个处方可以用几行文字写下来,以一种跨物体和理论的通用方式。为了简单起见,我只限于标量场和向量场(除了度规之外),但处理高阶张量场没有障碍。我明确地应用该处方来计算爱因斯坦引力、广义Brans-Dicke理论(在Jordan和Einstein框架中)、爱因斯坦-麦克斯韦理论和Will-Nordvedt矢量张量理论中各种体型的具体方程。在标量张量的情况下,这澄清了Eardley和其他人定义的“灵敏度”的起源和含义,并提供了明确的公式来评估它们。
2013-05-31 gr-qc hep-th
Bobbing and Kicks in Electromagnetism and Gravity
我们研究系统类似的二元黑洞的自旋,以获得一些洞察的起源和性质的“bobbing”运动和“踢”,发生在这个系统。我们的基本工具是一个一般的形式主义,用于描述扩展的测试机构在弯曲时空的外部电磁场中的运动,并可能受到其他力量。我们首先表明,正是在数值模拟中观察到的类型的双黑洞系统的摆动发生在一个简单的系统,由两个旋转的球连接的弹性带在平坦的时空。这种摆动可以被理解为由旋转体的“实验室坐标系质心”和其真实的质量质心之间的差异引起的,并且纯粹是“运动学的”,在这个意义上,它将出现而不管将两个旋转体保持在轨道上的力如何。接下来,我们发展出精确的规则,将平坦时空中的带电物体在静止外部电磁场中的运动与弱弯曲静止时空中的物体运动联系起来。然后,我们考虑的系统由两个轨道电荷的磁偶极矩和自旋的近似水平对应于1.5后牛顿秩序。在这里我们发现,物体和电磁场之间交换了大量的动量;然而,物体完全将这种动量存储为“隐藏的”机械动量,因此这种交换不会引起任何净波动。发生的净浮动是由于纯粹的运动学自旋效应,因此,我们认为,电磁双星的净浮动是不相关的可能踢。我们相信这个结论在引力的情况下也成立。
2010-04-27 gr-qc physics.class-ph
Probing non-Riemannian spacetime geometry
通过多极方法导出了非黎曼时空中物质的运动方程。结果表明,只有具有微结构的试验体才能耦合到非黎曼时空几何。因此,不可能用卫星实验重力探测器B探测时空扭转,这与文献中最近的一些说法相反。
2009-03-30 astro-ph gr-qc
Gravitomagnetic tidal response of relativistic stars in partially screened scalar-tensor theories
本研究探讨Horndeski之外标量-张量理论中相对论星体的重力磁潮汐响应,计算特定模型的潮汐Love数,分析偏离广义相对论的参数依赖,发现相对偏差随多极矩和紧致度增加,但参数不足以完全表征响应。
2025-04-16 gr-qc
The nonlinear dynamical stability of infrared modifications of gravity
被Vainshtein机制“屏蔽”的标量力可能是理解我们宇宙宇宙膨胀的关键,同时预测大质量物体之间相互作用的新的和令人兴奋的特征。在这里,我们探讨的Vainshtein屏蔽机制的动力学,专注于DGP braneworld场景和dRGT大规模引力的去耦极限。我们表明,有一个庞大的初始条件,其演变是明确的,这是驱动到静态的,这些理论的筛选解决方案。筛选解决方案是稳定的,并在小的波动下表现一致:它们振荡,并最终解决到一个平衡的配置,振荡和阻尼的时间尺度由筛选解决方案的Vainshtein半径决定。在很晚的时候,幂律衰减england,与已知的分析结果一致。然而,我们也推测,物理上有趣的过程,如致密星的引力坍缩可能不具有适定的初值问题。最后,我们构造的解决方案与非平凡的多极结构描述的变形,非对称机构的屏蔽场,并表明,更高的多极屏蔽更有效地比非对称组件。
2014-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Photon frequency shift in curvature based Extended Theories of Gravity
在基于曲率的广义引力理论框架下,研究了旋转引力源产生的光子的频移。讨论是在弱场近似下进行的。采用微扰的方法,我们分析了地球与卫星之间的光子交换过程,并找到了一个约束引力理论自由参数的一般关系。最后,我们建议月球作为一个可能的实验室,通过未来的实验来测试引力理论,这些实验原则上也可以基于太阳系的其他天体。
2021-03-04 astro-ph.EP gr-qc hep-th
Non-minimal $R^βF^2$-Coupled Electromagnetic Fields to Gravity and Static, Spherically Symmetric Solutions
我们研究电磁场与引力的非最小$R^βF^2$型耦合。我们用一阶变分原理和拉格朗日乘子法导出了场方程。然后,我们提出了各种静态的,球对称的解决方案,描述在带电的大质量的身体附近的外部领域。
2011-06-23 gr-qc
On Observational Predictions from Multidimensional Gravity
我们讨论了一类多维引力理论的静态球对称解的可能观测表现,其中包括超引力和超弦理论的低能极限作为特例。我们讨论了选择的物理共形框架用于描述的意见。给出了表征中心体后牛顿引力场的Eddington参数$β$和$γ$,不同共形标架下的p膜黑洞温度和额外维修正的库仑定律的一般表达式.它的结论是,特别是,$β$和$γ$取决于积分常数,因此可以是不同的不同的中心机构。然而,如果采用爱因斯坦坐标系来描述观测,我们总是得到$γ=1$。修正的库仑定律被证明是独立的选择的4维共形框架。我们还认为,可能存在的特定的多维对象,T孔,潜在的可观察到的机构与镜面。
2001-03-22 gr-qc