Possible Development of the Newton Gravitational Theory of Interactions. An Alternative Approach to the Gravitational Theory
本文讨论了引力相互作用可能是强相互作用和电磁相互作用的残余相互作用的观点。然后,引力相互作用的载体的缺失在这个想法的框架中找到了自然的解释。此外,由于粒子的质量(引力相互作用的电荷)是在强电磁(可能还有其他)相互作用中产生的,如果粒子的质量不会在这些相互作用中产生(即$m \equiv 0$),那么引力相互作用就不会出现。这也间接证实了所考虑的想法。电荷的引力和其他相互作用之间的连接被认为是。
2002-07-21 gr-qc
Reply to comment by M. Pitkin on "Measurements of Newton's gravitational constant and the length of day"
我们提供了一个响应最近声称,一个恒定的$G$测量模型与一个额外的高斯噪声项适合的实验数据比包含周期性条款的模型。
2015-07-30 gr-qc
Gravitational Waves by a Particle in Circular Orbits around a Schwarzschild black hole -5.5 Post-Newtonian Formula-
利用Schwarzschild黑洞周围引力波微扰的后牛顿(PN)展开技术,解析计算了5.5PN阶以下的圆轨道粒子所激发的引力波能流,即牛顿波之外的$O(v^{11})$.通过与数值计算结果的比较,发现当粒子处于最后稳定圆轨道时,5.5PN公式的误差约为4%。我们还估计了误差$ΔN$的总周期的引力波从合并的紧凑的双星在激光干涉仪的频带使用后牛顿近似产生。我们发现,对于中子星-黑洞双星,4.5 PN近似对质量为$M<40M_\odot$的黑洞给出$ΔN\alt1$,对质量为$M>40M_{\odot}$的黑洞给出$ΔN\agt1$.
1997-01-23 gr-qc
What if Newton's Gravitational Constant was negative?
在这项工作中,我们寻求一种宇宙学机制,可以定义的有效引力耦合常数,{ \em G}的符号。为此,我们考虑一般标量张量引力理论,因为它们提供了引力耦合变化的场论自然框架。我们发现,具有二次势的模型自然地将{ \em G}的值稳定到演化的正分支中,并且进一步地,很容易获得de Sitter膨胀和到广义相对论的松弛。
2019-03-18 gr-qc
Eccentric Gravitational Wave Bursts in the Post-Newtonian Formalism
地面引力波观测站对GW 150914的探测开创了天体物理学的新纪元。在最佳灵敏度下,预计这些观测站每年将探测到几个事件,其中一两个事件的偏心率不可忽略。这样的偏心双星在每一次近心通过时都会发出引力辐射的爆发,在那里轨道速度可以达到光速的10%以上。因此,这类双星可能被证明是极端引力物理学和天体物理学的强大探测器。一个有前途的方法来实现检测这样的二进制是通过功率叠加,其中每个突发的功率在时间-频率空间中相加。这种检测策略需要突发在时间和频率上发生的理论先验,以便知道在哪里搜索连续的突发。在这里,我们提出了一个通用的后牛顿形式主义,用于构建这样的时间-频率模型先验一般后牛顿秩序。我们应用我们的形式主义产生一个爆炸模型在第三后牛顿秩序,使其成为最准确的,完全解析模型。
2017-06-13 gr-qc
Induction and Amplification of Non-Newtonian Gravitational Fields
通过将弱场近似应用于公认的广义相对论,或者将牛顿定律推广到含时系统,人们可以得到类麦克斯韦引力结构。这将引力分成两部分,即引力电和引力磁(或共引力)。由于引力场和电磁场具有相似的结构,人们可以用一个依赖于场源质荷比的耦合常数来表示另一个场。使用最先进的聚变等离子体计算感应引力场仅达到实验室测试的加速器阈值。可能的放大机制在文献中提到,需要进行探讨。利用弱场近似中的等效原理诱导非牛顿引力场的可能性和电荷对物体自由降落的影响也进行了研究,导致一些额外的实验建议。
2001-07-04 gr-qc
Post-Newtonian expansion of gravitational waves from a particle in circular orbits around a rotating black hole: Up to $O(v^8)$ beyond the quadrupole formula
本文推广了Sasaki在Schwarzschild情况下和Shibata,Sasaki,Tagoshi和Tanaka在Kerr情况下提出的方法,计算了从绕旋转黑洞的圆形轨道上的测试粒子到四极公式之外的$O(v^8)$的引力波光度的后牛顿展开。试验粒子的轨道被限制在赤道平面上。我们发现,自旋相关的条款出现在每个后牛顿的顺序,并在$O(v^6)$,他们有一个显着的影响轨道相的演变合并紧凑的双星。通过比较后牛顿公式和数值计算结果发现,对于$30M\lesssim r \lesssim 100M$,$O(v^6)$和$O(v^7)$处的自旋相关项显著提高了后牛顿公式的精度,而$O(v^8)$处的自旋相关项没有提高.
1996-03-19 gr-qc
On the nature of the Newton's gravitational constant and the possible quantum-field theory of gravitation
基于物理尺寸的一致性(以自然单位$\hbar = c = 1$表示)的牛顿引力常量$G_{N} $与弱相互作用的唯象费米常数$G_{F} $之间的关系表明,由有质量的中间矢量玻色子与自旋$S=1$交换所引起的弱力之间存在着一定的相似性,以及“超弱”引力,这可能是由“超大质量”假设张量玻色子与自旋$S=2$的交换引起的。通过类比电弱相互作用理论中的中间玻色子的质量是如何由于电磁场与非线性标量希格斯场的相互作用而自发破缺电磁场的规范对称性而产生的,携带引力相互作用的假想张量玻色子的质量也可以是无质量引力子与基本引力子相互作用时,其规范对称性自发破缺的结果平坦四维时空中的非线性标量场。
2017-07-26 gr-qc
A Measurement of Newton's Gravitational Constant
用电子天平对引力常量$G$进行了精密测量。特别注意的是确定校准,一个可能的非线性的平衡和零点变化的平衡的影响。详细描述了设备、测量和分析。得到的G值为6.674252(109)(54)10^{-11} m3 kg-1 s-2。该结果的相对统计不确定度和系统不确定度分别为16.3 × 10 ~(-6)和8.1 × 10 ~(-6)。
2006-09-07 gr-qc
On new gravitational instantons describing creation of brane-worlds
通过考虑5维宇宙学模型与一个无压标量场填充,相当于尘埃物质,和一个负的宇宙学常数,我们已经找到了一个正规的瞬变解,这是免费的任何奇点在原点的额外的坐标。这个瞬子描述的是5维渐近反德西特虫洞,此时整体的拓扑结构为R乘S^4。紧化的膜世界瞬子是由这样的瞬子解建立起来的,它要么描述单个膜,要么描述一串膜。他们的分析延续的伪黎曼度量可以产生4维膨胀膜或解决方案具有相同的动力学行为的额外的维和膜,除了多时间的解决方案。本文还简要讨论了任意维(D >= 5)的尘埃膜世界模型以及其它空间拓扑结构。
2002-08-30 astro-ph gr-qc hep-th
On Gravitational Energy in Newtonian Theories
在广义相对论中,(局部)引力能的概念存在一些众所周知的问题。我们通过与牛顿引力,特别是几何化的牛顿引力(即,Newton-Cartan理论)。我们证明了牛顿引力场的能量密度有一个自然的候选者。但是我们观察到,这个量是规范相关的,如果不引入进一步的结构,它就不能在几何化(无规范)理论中定义。然后,我们解决一个潜在的反应,有一个类似的Weyl张量的几何化牛顿引力。
2018-02-12 gr-qc physics.hist-ph
Torsional Newton-Cartan gravity and strong gravitational fields
我们回顾了广义相对论的大$c$展开如何导致一个有效的理论的形式无扭扭牛顿-嘉当引力。我们展示了如何这是一个强大的领域扩展周围的静态部门的广义相对论,并说明这通过两个例子。
2019-03-26 gr-qc hep-th
Gradient modification of Newtonian gravity
在梯度场论的框架内,给出了牛顿引力的第二种梯度推广。弱非定域性是通过拉格朗日密度中重力场强度的第一和第二梯度引入的。给出了牛顿引力的Poisson方程对引力势的梯度推广和广义高斯定律对重力场强度的梯度推广。牛顿引力的这种梯度修正提供了牛顿引力的直接正则化,消除了经典的牛顿奇点。有限梯度修正的引力势能和引力定律的构建,与汤川相互作用的可能连接,并作为合适的候选人在短距离的牛顿平方反比定律的实验测试。此外,还研究了指数型非局部引力,并给出了它与梯度引力理论的关系。
2020-12-01 gr-qc hep-th
Calculating the static gravitational two-body potential to fifth post-Newtonian order with Feynman diagrams
我们讨论了第一次计算的静态引力两体势的五后牛顿(PN)阶。这些结果是通过奇PN图的一个明显的因式分解性质得到的。还在第一和第三PN阶说明了因子分解性质。
2019-12-10 gr-qc hep-ph
Effects of Newtonian gravitational self-interaction in harmonically trapped quantum systems
薛定谔-牛顿方程作为薛定谔方程的非线性修正,由于引力自相互作用而引起了人们的关注。这样的修正是从一个基本的半经典引力理论中预期的,因此可以被认为是引力场量子化必要性的一个测试案例。在这里,我们提供了一个深入的研究薛定谔-牛顿方程的影响,一个微米大小的球体被困在谐振子潜力。我们讨论了压缩态的能量本征态和动力学行为的影响,包括实验相关的参数制度。
2015-10-05 gr-qc quant-ph
The Newton constant and gravitational waves in some vector field adjusting mechanisms
众所周知,存在着一些洛伦兹破缺的情形,它们解释了当今时代宇宙学常数的小。分析的一个重要方面是引力波的传播和牛顿常数$G_N$在这些模型中的筛选或增强。问题是洛仑兹对称破缺项可能导致牛顿常数$G_N$的不可接受的值或在引力波中引入纵模。此外,可能会破坏标准色散关系$ω=ck$。在[21]中,作者提出了一个模型,他们认为引力常量的行为对于渐近时间是正确的。在目前的工作中,一个明确的检查,我们最终同意这些要求。此外,我们还发现引力波在大时间内也表现良好。在此过程中,获得了一些具有相同行为的新模型,从而扩大了可能的调整机制列表。
2017-09-27 gr-qc hep-th
Newton's gravitational coupling constant from a quantum of area
本文推广了牛顿引力耦合常数G的计算。这种推广使得“二维空间的原子”具有内部空间的整数维d_{atom}成为可能,其中排除了d_{atom} =1的情况。给定面积为l^2的量子,G的最终公式与整数d_{atom}的对数成反比。所用的概括可以解释为对引力的微观自由度的能量均分定律的修正,表明这些自由度本身之间存在某种形式的长程相互作用。
2012-02-19 gr-qc hep-th
Born--Infeld theory of electroweak and gravitational fields: Possible correction to Newton and Coulomb laws
在这份说明中,有人提出了直接观测$θ$参数的可能性,该参数是在量子ph/0202024中提出的关于电弱场和引力场的玻恩-因费尔德理论中引入的。也就是说,可以将$θ$视为普适常数,负责对库仑定律和牛顿定律的校正,允许电荷和质量之间的直接相互作用。
2002-10-24 gr-qc hep-th quant-ph
Variance of Newtonian constant from local gravitational acceleration measurements
利用IGETS的绝对重力加速度测量数据,研究了重力加速度的方差。22年来$δg /g$的相对方差小于$4\times 10^{-8}$。由于是$δG /G\lessapproxδg /g $,这意味着牛顿常数的相对方差小于基于类正弦振荡假设的$3\times 10^{-9}$。该限值比现有的$G$测量值至少好4个数量级。来自不同实验的报告的$G$测量值的分散值最有可能来自与这些实验相关的系统误差,而不是由于$G$的固有时间变化。我们还发现,$\dot{ G} /G<5.61\times 10^{-10} \text{yr}^{-1}$基于线性假设。这是迄今为止最好的陆地观测结果。
2021-03-20 gr-qc hep-th
Gravitational anomalies on the Newton-Cartan background
我们使用藤川的路径积分方法推导出与牛顿-嘉当背景最小耦合的薛定谔场的迹和微分同胚反常。这种方法特别使我们能够计算由于牛顿-嘉当结构的所有场的单圈贡献。我们确定的系数,并证明,该理论的引力异常总是出现在奇数维。由于本底规范场的贡献,我们发现在$2+1$维中的迹异常包含与$1+1$和$3+1$维相对论迹异常形式相似的项。这一结果表明,满足Frobenius条件的Newton-Cartan背景具有A型迹反常,与Lishitz时空的结果相反。作为应用,我们证明了类似于$1+1$维相对论迹反常项的系数满足c定理条件。
2017-08-20 gr-qc hep-th
Effective Field Theory of Gravity: Leading Quantum Gravitational Corrections to Newtons and Coulombs Law
在本文中,我们考虑广义相对论及其与标量量子电动力学(QED)的结合作为一个有效的量子场论在能量远低于普朗克尺度。这使我们能够计算引力子和光子涨落的组合引起的牛顿势和库仑势的单圈量子修正。我们推导了相应的费曼规则,并计算了非相对论极限下带电标量对单圈散射矩阵的非解析贡献。特别地,我们从广义相对论导出了$Gm/\text c^2 r$阶的后牛顿修正和$G\hbar/\text c^3 r^2$阶的真正量子修正。
2008-06-19 gr-qc hep-th
Gravitational signatures beyond Newton: exploring hierarchical three-body dynamics
本文将分层三体中的伴星影响建模为四极微扰,比较牛顿、Schwarzschild与后牛顿轨道进动贡献,并指出其在Sgr A*附近恒星及太阳系小天体观测中的潜在可探测条件。
2025-09-29 astro-ph.HE gr-qc
Newton-Fermi versus Fermi-Planck compactification: superunification by scaling electrical with earth-bound gravitational forces
直到今天,用引力绝对缩放电仍然不成功。利用最近的结果缩放光谱常数,我们现在标度的两个粒子系统的内部电势的重力势在地球表面。这种相对比例是基于经典的平衡条件。将地球引力(牛顿尺度)压缩到粒子相互作用的费米尺度,与从费米尺度压缩到普朗克尺度是同一个量级。引力和电磁力的统一尺度因子是2 π的量级。两个振动粒子的统一标度因子是索末菲精细结构常数的倒数(偏差<0.2%),引力是弱电磁力。地球束缚能渐近线是描述原子相对论精细结构和磁自旋轨道相互作用的自然单位。也许,在标准模型和更高的模型中,人们一直在错误的方向上寻找紧致化,试图实现超统一。
1999-06-28 gr-qc hep-th
An exact Lagrangian integral for the Newtonian gravitational field strength
在连续介质力学的拉格朗日图象下,导出了自引力尘埃连续介质中重力场强度的精确表达式。从欧拉-牛顿系统出发,推导出重力场强度的输运方程,并沿连续元的轨道积分。由此产生的积分一般解决相应的拉格朗日-牛顿系统的拉格朗日方程之一。讨论了牛顿引力理论中不对称性与已知精确解的关系。该积分可用于研究牛顿宇宙学中结构形成的非微扰机制,并可用于求解拉格朗日-牛顿方程组的迭代拉格朗日格式。
2006-01-23 astro-ph gr-qc math-ph
Effective field theory approach to the gravitational two-body dynamics, at fourth post-Newtonian order and quintic in the Newton constant
在广义相对论的后牛顿近似下,利用有效场论(EFT)框架研究了两体运动的四阶PN守恒动力学,五阶牛顿常数.这是使用EFT方法在第四PN阶下防止计算完整拉格朗日量的缺失部分之一。我们利用EFT引力理论中的图和无质量规范理论中的2点函数之间的类比,通过标准的多圈图解技术来解决4圈振幅的计算。对于那些可以直接比较的术语,我们的结果证实了以前使用不同方法进行的研究结果。
2017-03-29 gr-qc hep-ph hep-th
Varying Newton's constant: a cure for gravitational maladies?
本文提出缓慢变化的牛顿引力常数可解释从行星到宇宙尺度的多种引力现象,无需暗物质或暗能量,并可能影响短距离或量子引力尺度。
2024-11-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Patterns of Gravitational Cooling in Schrodinger Newton System
为了更好地理解非线性系统的动力学特性,我们利用自洽Crank-Nicolson方法研究了Schrodinger-Newton系统的时间演化。通过一个新的压缩径向坐标,这使得空间无穷大到一个有限的值,我们能够施加边界条件在无穷大允许的数值精确处理的薛定谔-牛顿方程。我们从指数局域化的初始状态开始研究引力冷却的模式。当引力足够强时,我们发现一个小尺寸的振荡孤子核正在迅速形成,它被越来越多的临时晕态所包围。此外,相当一部分粒子逃逸到渐近区域。系统最终稳定到一个稳定的孤子核态,而所有多余的动能都被逃逸的粒子带走,这是一种引力冷却现象。
2018-12-18 astro-ph.GA gr-qc hep-th
All-order structure of static gravitational interactions and the seventh post-Newtonian potential
Scuola Normale Superiore(比萨高等师范学院);INFN Sezione di Pisa(意大利国家核物理研究所比萨分部);Dipartimento di Fisica e Astronomia, Universita di Padova(帕多瓦大学物理与天文学系);INFN, Sezione di Padova(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部);Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理学研究所(爱因斯坦研究所));Institut für Physik und IRIS Adlershof, Humboldt-Universit ät zu Berlin(柏林洪堡大学物理研究所与IRIS阿德勒霍夫中心);Higgs Centre for Theoretical Physics, University of Edinburgh(爱丁堡大学希格斯理论物理中心)
本文提出一个闭合公式,用于计算任意奇数阶的静态后牛顿修正,利用关联函数框架和Z₂对称性,推导出因子化定理的新解释,并应用该方法计算了两个致密天体在静态极限下的第七次后牛顿阶引力相互作用。
2026-04-15 gr-qc hep-ph hep-th
Yukawa vs. Newton: gravitational forces in a cubic cosmological simulation box
我们研究的行为汤川和牛顿引力在一个立方盒子中的全周期边界通常遇到的N-体模拟的结构形成。将一个单一的引力体的坐标原点,我们揭示了不可忽略的偏离汤川定律时,牛顿近似发生的规模。我们讨论的结果,在相应的物理距离今天以及更早的时候,回到物质主导的阶段。重新审视自由边界的问题,我们还比较了Yukawa型相互作用的周期性和普通引力。
2022-04-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining Relativistic Generalizations of Modified Newtonian Dynamics with Gravitational Waves
在广义相对论的弱场极限下,引力波服从线性方程,以光速传播。广义相对论的这些性质得到了超高能宇宙射线的观测以及LIGO最近对引力波的探测的支持。我们认为,现有的两个相对论广义的修正牛顿动力学,即广义爱因斯坦-以太理论和BIMOND,显示致命的不一致,这些意见。
2017-06-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
From Cavendish to PLANCK: Constraining Newton's Gravitational Constant with CMB Temperature and Polarization Anisotropy
利用WMAP、BOOMERANG、CBI和ACBAR实验的最新CMB数据和来自大爆炸核合成的独立约束,给出了牛顿引力常量宇宙变化的新约束.我们发现,目前的CMB数据提供的限制在10%的水平,可以提高到3%,包括BBN数据。我们表明,未来的数据预计从普朗克卫星可以约束G在1.5%的水平,而最终的,宇宙方差有限,CMB实验可以达到约0.4%的精度,与目前的实验室测量竞争。
2009-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Nonlocal Effective Gravitational Field Equations and the Running of Newton's G
最近对量子引力的非微扰研究表明,引力相互作用的强度可能会随着距离的增加而缓慢增加。这里提出了一组一般协变的有效场方程,它是打算把重力,真空极化诱导,牛顿常数$G$运行。这种方法的一个有吸引力的特点是,从潜在的量子引力的角度来看,所产生的长距离(或大时间)有效的引力作用只继承一个可调参数$ξ$,具有长度的单位,从引力扇区的维度嬗变产生。假设上述情况是正确的,一些简单的预测的长距离修正的经典标准模型Robertson-Walker度规的详细工作,制定的结果尽可能在一个模型无关的框架。结果发现,即使在重整化宇宙学常数为零的极限下,该理论一般预测在以后的时间$t \sim ξ\sim 1/H$加速幂律膨胀。
2005-07-01 astro-ph gr-qc hep-th
Gravitationally induced inhibitions of dispersion according to the Schrödinger-Newton Equation
我们重新考虑含时薛定谔-牛顿方程作为量子系统自引力相互作用的模型。我们用数值方法定位了高斯波包色散的引力诱导抑制的开始,发现它们发生在比Salzman和Carlip(2006,2008)报道的质量值高出6个数量级以上的质量值,即大约$10^{10}\,\mathrm{u}$。这更符合简单的分析估计,但不幸的是,在可预见的未来,拟议的量子引力实验室测试的实验可实现性也受到质疑,这不仅是因为大质量,而且还因为需要提供足够长的相干时间。
2011-05-10 gr-qc math-ph math.MP
Search for variability in Newton's constant using local gravitational acceleration measurements
在最近的一项工作中,戴(arXiv:2103.11157)使用基于IGETS的引力加速度测量来寻找牛顿常数$G$的变化。然而,从$χ^2$最小化获得的这一分析没有包括重力加速度测量中的误差。我们进行了一个类似的搜索与一个重大的改进,其中我们将这些上述错误。为了对重力加速度的任何可能变化进行建模,我们将数据拟合为四个模型:一个恒定值,两个正弦模型,最后是重力加速度变化的线性模型。我们发现,没有四个模型提供了一个很好的拟合的数据,表明没有证据表明在加速度测量的周期性或线性时间变化。然后,我们重新做了这些分析后,占一个未知的内在散射。在此之后,我们发现,虽然一个恒定的模型仍然优于正弦模型,线性变化的$G$是稍微优于一个恒定的值,使用基于信息论的方法。
2021-11-16 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Constraining the evolutionary history of Newton's constant with gravitational wave observations
空间载引力波探测器,如拟议中的激光干涉仪空间天线,预计将观测到高红移和大信噪比的黑洞合并,使其引力波成为基础物理学的理想探测器。将牛顿常数提升为时间函数会对双星的结合能和引力波光度进行修正,从而导致啁啾频率的修正。这样的修正传播到响应函数中,并且给定引力波观测,它们允许对合并时牛顿常数的一阶时间导数进行约束。我们发现,星载探测器确实可以放置有趣的限制,这个数量作为一个函数的天空位置和红移,提供了一个{ \emph{constraint map} }在整个范围内的红移,预计发生的二进制黑洞合并。对红移总质量为10^5太阳质量的等质量螺旋事件进行为期三年的LISA观测,应该能够测量到合并时的$\dot{G}/G$,其值优于10^(-11)/年。
2010-04-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc