Inductive rectilinear frame dragging and local coupling to the gravitational field of the universe
从星系团动力学可知,在背景宇宙学度规中运动的物体会受到拖曳力。在实验室的时间尺度上,这种力非常小,但原则上它适用于宇宙中所有运动的物体。这意味着物质有可能与宇宙的引力场交换动量和能量,并且宇宙学度量原则上可以通过对运动物体的局部测量来确定。拖曳力可以理解为感应直线框架拖曳。这种拖曳力存在于运动物体的静止坐标系中,并且产生于在提升坐标系度量中引起的非对角分量。与克尔度规或其他典型的标架拖曳几何不同,宇宙学的感应拖曳是以匀速、沿运动方向发生,并会消耗能量。由黎曼张量的收缩形成的引力-磁不变量似乎没有捕获感应拖曳效应,这可能是第一次识别感应直线拖曳。
2021-07-12 gr-qc
Gravitational Energy-Momentum in the Tetrad and Quadratic Spinor Representations of General Relativity
在广义相对论的四元组表示中,Moller在1961年发现的能量-动量表达式是一个关于坐标变换的张量,而不是关于定域洛伦兹坐标系转动的张量。这种局部洛伦兹自由度与广义相对论的二次旋量表象中的六参数归一化旋量自由度相同。从平坦时空中的引力场理论的观点来看,这些额外的旋量自由度使我们能够获得局部能量-动量密度,它是坐标系和局部洛伦兹坐标系旋转的真实张量。
2000-10-01 gr-qc hep-th
Frame-dragging: meaning, myths, and misconceptions
最初与广义相对论科里奥利力一起引入,术语$\textit{frame-dragging}$今天与度量张量的非对角元素相关的过多效应相关联。它也经常是误解的主题,导致不正确的预测,甚至是不存在的影响。我们发现,有三个不同的水平的帧拖动对应于三个不同的重磁对象:重磁位1-形式,场,潮汐张量,其效果是独立的,有时相反。从这两种常用的类比中可以看出,与磁性的类比在适用的地方是强有力的,而流体拖曳的类比(尽管在第一层次中定性地有一些用处)一般来说是误导性的。常见的误解(如粘性类型的“身体拖动”)被揭穿。考虑的应用包括旋转圆柱体(刘易斯-外尔度规),克尔,克尔-纽曼和克尔-dS时空,被盘/环包围的黑洞,和二进制系统。
2021-11-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quantum corrections to frame-dragging in scattering amplitudes
当线偏振电磁波/引力波通过引力相互作用从旋转点源散射时,标架拖曳效应表现为偏振方向的旋转,这种效应也称为引力法拉第旋转。将广义相对论视为有效场论,利用散射振幅计算了法拉第旋转角及其量子修正。虽然经典的旋转角是普遍的预期从等效原理,量子校正被发现是不同的电磁波和引力波,支持早期的研究,一些公式的等效原理可能需要重新制定在量子制度。
2022-10-12 gr-qc hep-th
Frame Dragging Effect on Moment of Inertia and Radius of Gyration of Neutron Star
在相对论$σ-ω$模型中,计算了两类中子星转动惯量和回转半径的广义相对论标架拖曳效应,在匀速角速度下精确到一阶.计算表明,拖曳效应将减小转动惯量和回转半径。
2005-04-06 gr-qc
Relativistic propagation and frame dragging time delay in the timing of a pulsar orbiting the supermassive black hole SgrA*
在银河系中心的超大质量黑洞SgrA* 周围的近轨道上对脉冲星进行计时,将为准确确定黑洞参数以及对广义相对论和替代的修正引力理论进行新的测试打开窗口。在时间模型中必须考虑的一个重要的相对论效应是脉冲在黑洞的引力场中的传播延迟。由于脉冲星和超大质量背洞的极端质量比,我们利用测试粒子极限导出了Kerr时空中传播延迟的精确解析公式,并导出了标架拖曳效应对到达时间的相对论性公式。作为一个例子,我们处理的边缘上的轨道,其中的帧拖动效果预计是最大的。我们比较我们的公式的传播时间延迟与后牛顿的方法,特别是与框架拖曳条款在以前的作品中导出的Wex和Kopeikin和Rafikov和赖。我们的方法正确地识别了不对称的帧拖动延迟相对于优越的结合,避免了奇异的时间延迟,并表明,在后牛顿的方法帧拖动的影响一般略有高估。
2022-03-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spinor fields, CPTM symmetry and smallness of cosmological constant in framework of extended manifold
本文讨论了Dirac旋量场的一个扩展流形模型。对一对Dirac旋量场构造了两个由电荷-宇称-时间-质量(CPTM)对称性联系起来的拉格朗日量,每个旋量场定义在一个单独的流形中。流形中的物质场之间的相互作用是通过引力引入的。构造了一般系统的费米子有效作用量,并计算了蝌蚪单圈旋量图和部分单圈真空图,其中两个外引力离壳场对有效作用量有贡献.证明了在不同形式的第二旋量拉格朗日量中,有一种特殊的第二旋量拉格朗日量,它的总有效作用量中的上述图被取消。结果,这些图对宇宙学常数没有贡献,旋量场的零点能量对作用量的贡献也为零。框架中每个流形的宇宙学常数的非零首阶值与每个分离流形的物质密度或密度差成比例,这取决于所选择的引力场与费米子相互作用的模型。在模型中的暗物质的外观,以及进一步的应用程序的方法进行了讨论。
2023-01-19 cond-mat.other gr-qc hep-th
Cosmological solutions in F(T) gravity with the presence of spinor fields
旋量场的存在被认为是在远程平行引力的一些扩展的框架中,其中假设Weitzenböck连接。在遥平行引力场框架下,利用旋量场重构了一些著名的模型,如Chaubergin气体模型及其推广。此外,在考虑了简单自互作用项的情况下,还实现了具有旋量场的ΛCDM模型,并重构了相应的作用量.研究了其他宇宙学解和用标量挠率重建引力作用量。
2013-11-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Zermelo Wind: a geometrization of the frame dragging effect
该研究将时空中的Zermelo导航问题作为参考系拖拽效应的几何化,证明Zermelo风是拖拽下的漂移速度,并用该形式解释宇宙膨胀、加速系及黑洞自引力盘反拖拽效应。
2024-05-13 gr-qc
Spinors and Field Interactions in Higher Order Anisotropic Spaces
我们制定了高阶各向异性场相互作用的理论。引入了高阶各向异性空间和局部各向异性空间(简称ha-空间和la-空间)的概念,作为Lagrange和Finsler几何的各种高阶扩张和高维(Kaluza-Klein型)空间的一般概念. ha-空间上的旋量是在Clifford丛几何的框架下定义的,Clifford丛具有相容的非线性的、特殊的联络和度量结构(d-联络和d-度量).构造了ha-空间的旋量微分几何。讨论了引力场、规范场、旋量场、Dirac旋量场和Proca场的高阶各向异性相互作用的物理方面的一些相关问题。运动方程在高阶广义Finsler空间,上述类型的字段,定义使用束的线性和仿射帧局部适应的非线性连接结构。
1998-07-29 gr-qc hep-th
The Frame-Dragging effect on the excitation rate of atoms
研究引力场参考系拖拽现象对原子激发率的影响,通过在旋转球体时空对无质量标量场量子化并计算原子激发率,发现可提取参考系拖拽频率,进而提出测量该频率的新检测方案,无需传统校准方法。
2026-07-27 gr-qc
Inertial frame dragging and Mach's principle in General Relativity
本文定义了一个新的参数“累积阻力指数”,并研究了它在广义相对论的两个著名解{ \it,即}中的行为。克尔时空和哥德尔时空,其中惯性系拖曳起着重要作用。由于它对同向和反向旋转的粒子表现出类似的行为,它确实可能表明遥远的宇宙对局部物理学的影响,从而表明马赫数。
1996-07-22 gr-qc
Spinor calculus on 5-dimensional spacetimes
将四维洛伦兹几何中的Penrose旋量演算推广到五维洛伦兹几何中.彭罗斯旋量演算中的一些富有成果的思想,如自旋协变导数、曲率旋量或自旋标架上自旋系数的定义,可以推广到5维洛伦兹几何中的旋量演算。详细研究了曲率旋量的代数和微分性质,并将著名的四维Newman-Penrose形式主义推广到5维时空。
2009-10-12 gr-qc hep-th
Deconstructing Frame Dragging
一个多世纪以前,Lense和Thirring报道了与大质量天体旋转相关的观测者世界线的涡度。在他们的例子中,由涡度引起的坐标系拖曳效应直接(明确)与源的旋转有关。然而,在许多其他情况下,情况并非如此,涡度的起源仍然模糊不清,难以识别。因此,为了解开这个问题,并寻找与标架拖曳相关的涡度的最终起源,我们在这篇手稿中分析了存在标架拖曳效应的非常不同的场景。具体地说,我们考虑一般真空稳态时空,一般电真空时空,辐射电真空时空和Bondi-Sachs辐射时空。我们确定的物理量存在于所有这些情况下,决定涡度,并可能合理地被认为是负责帧拖动。这样做,我们提供了一个全面的物理图片帧拖动。我们的结果的一些观测结果进行了讨论。
2021-02-06 gr-qc physics.class-ph
Frame dragging anomalies for rotating bodies
爱因斯坦场方程的轴对称解的例子,表现出异常的“负帧拖动”在这个意义上,零角动量测试粒子获得角速度在相反的方向旋转的度量源。
2008-12-05 gr-qc
Mach's Principle: Exact Frame-Dragging by Energy Currents in the Universe
我们表明,拖动轴方向的局部惯性系的加权平均的能量流在宇宙中(马赫原理)是准确的所有线性扰动的所有Friedmann-Robertson-Walker宇宙和所有类型的物质。
2008-06-12 astro-ph gr-qc
Intertial Frame Dragging in an Acoustic Analogue spacetime
我们报告了在旋转\textit{acoustic analogue black hole}时空中对Lense-Thirring进动效应的初步探索。本文推导了在“排水桶”声时空的能层附近,由于惯性系拖曳而引起的陀螺仪进动频率的精确公式,该声时空已被广泛地研究,用于声子的声霍金辐射和“超共振”。通过将二维空间(声学)几何嵌入到三维空间中来验证该公式,其中在强重力框架内与标准Lense-Thirring进动结果的相似性是众所周知的。这种新的“固定度量”的效果在声学几何实验检测的前景,进行了简要的讨论。
2017-09-21 cond-mat.other gr-qc hep-th
Time-dependent Solutions with Null Killing Spinor in M-theory and Superstrings
在所有度规和背景场强都是光锥坐标的函数的条件下,我们得到了D=11超引力中一般的1/2BPS解,并讨论了几个例子.特别地,我们证明了在弦标架中的平坦性的附加要求下,线性双光子背景是最一般的无背景超对称解。我们也给出了在RR或NS-NS背景下弦框架中平坦时空的最一般解,并且它们都是用一个函数来刻画的。
2005-10-03 gr-qc hep-th
A formalism for the calculus of variations with spinors
我们开发了一个框架和二进制规范独立的形式主义的变分法涉及旋对象的泛函。作为这种形式主义的一部分,我们定义了一个修改后的变分算子,吸收框架和自旋二分体规范条款。这种形式既适用于标准时空(即SL(2,C))2-旋量,也适用于空间(即SU(2,C))2-旋量。我们计算的连接和曲率旋量的变化的表达式。
2015-05-22 gr-qc math.DG
Frame dragging and super-energy
我们证明了在定常真空时空中出现的涡度总是与垂直于涡度矢量的平面上的超能量流的存在有关。这一结果与先前建立的涡度与辐射时空强度中的超能量(邦迪-萨克斯)之间的联系进一步证明了后者是框架拖曳的原因。
2007-08-09 gr-qc math-ph math.MP
A new laser-ranged satellite for General Relativity and space geodesy: IV. Thermal drag and the LARES 2 space experiment
在前三篇论文中,我们介绍了LARES 2空间实验,其目的是非常精确地测试标架拖曳和其他基础物理测试以及空间大地测量和地球动力学测量。我们介绍了LARES 2实验中的误差来源、误差预算、蒙特卡罗模拟和协方差分析,证实了标架拖曳试验中的千分之几的精度,并且我们处理了由于德西特效应(一种相对论轨道摄动)的不确定性而引起的误差。在这里,我们讨论的误差预算的LARES 2框架拖动实验的轨道摄动的影响,由于热阻力或热推力。我们表明,热阻力引起的不确定性约千分之一的LARES 2帧拖动测试,与我们以前的论文中的误差估计一致。
2019-11-12 gr-qc
Frame-dragging effects in obliquely rotating magnetars
磁星是高度磁化的中子星。对于缓慢旋转的磁星,强烈的磁场使恒星变形,使其相对于磁轴(天体对称轴)轴对称。在磁星中,旋转轴与磁轴倾斜,我们有一个倾斜的旋转体。广义相对论处理的斜旋转磁星产生的框架拖曳速度在方位角和极方向。通过求解爱因斯坦方程,得到了一阶旋转微扰和二阶磁场微扰下的恒星表面附近粒子的测地线。极坐标系拖曳速度使粒子轨道非平面化,粒子沿方位角和极坐标方向移动固定的径向距离。粒子偏离平面轨道的程度取决于磁场强度和失准角。我们发现,这种斜旋转的轴对称恒星所发射的连续引力波是非零的,并且在小失准角下,引力波的振幅更多地依赖于方位向的标架拖曳速度.相反,对于大的失准角,极坐标系拖曳速度占主导地位。这样一个错位的旋转体的能量损失更显著地取决于极坐标系拖曳速度,因此,可以显著影响磁星周围的磁层。
2020-06-20 astro-ph.HE gr-qc
Quantum Detection of Inertial Frame Dragging
像广义相对论这样的相对论引力理论产生的现象与牛顿理论有根本的不同。一个类似于电磁感应的例子是重力磁性,或质能流对惯性系的拖曳。这些效应最近被经典观测所证实。在这里,我们第一次证明,它们可以被量子探测器观察到。本文研究了安鲁-德威特探测器在慢旋转壳层中的响应函数。我们表明,响应函数拿起旋转的存在,即使壳内的时空是平坦的,检测器是局部惯性。探测器可以区分壳体不旋转时的静态情况和壳体旋转时的静止情况,并且惯性系的拖曳,即重力磁效应,出现。此外,当检测器在有限的时间间隔内接通时,它可以这样做,在该时间间隔内,光信号不能行进到壳体并返回以传达旋转的存在。
2021-01-14 gr-qc hep-th quant-ph
A Spinor Theory of Gravity and the Cosmological Framework
最近,我们提出了一种新的引力理论的公式,它是基于爱因斯坦等效原理的实现,不同于广义相对论。该理论的动力学部分--描述物质如何受到由于引力场而改变的几何形状的影响--与广义相对论相同。然而,我们不认为度量是一个独立的领域。相反,它是一个有效的,根据两个基本旋量场$Ψ$和$Υ$构造的,因此该度规没有自己的动力学,而是通过与基本旋量的关系继承其演化。在第一篇论文中,它表明,度量描述的引力场所产生的紧凑的静态和球对称的配置是非常相似的史瓦西度规。在本文中,我们描述的旋量引力理论领域的宇宙学框架。
2007-01-22 astro-ph gr-qc
A Note on Frame Dragging
广义相对论中自旋效应的测量最近占据了中心舞台,成功发射的重力探测器B实验即将结束,再加上最近报道的使用激光测距的测量。许多关于这些实验的描述都是以标架拖曳为依据的。我们指出,这个术语已经引起了很大的混乱,更好的描述是在自旋-轨道和自旋-自旋效应。特别是,我们指出,德西特进动(已被测量到一个高精度)也是一个帧拖动效应,并提供了一个准确的基准测量GPB需要模仿的自旋轨道效应。
2005-09-07 astro-ph gr-qc quant-ph
Lunar Laser Ranging, Gravitomagnetism and Frame-Dragging
在过去的一个世纪里,爱因斯坦的广义相对论引起了实验上的胜利,然而,这个理论仍然有一些方面需要测量或更准确地测试。实验引力的主要挑战之一,以及引力波的直接探测,是精确测量物体角动量产生的引力磁场。在这里,在描述的框架拖曳和引力磁性和主要的实验,以检测这些相对论现象,我们表明,月球激光测距进行的广义相对论的基本测试不,但是,包括测量的内在引力磁场产生的角动量的一个机构。
2008-09-18 gr-qc
Frame-dragging effect in the field of non rotating body due to unit gravimagnetic moment
通过单位重磁矩的非最小自旋-重力相互作用,得到了在超相对论极限下具有改进行为的修正Mathisson-Papapetrou-Tulczyk-Dixon方程。我们提出了精确的哈密顿量的理论和计算有效的$\frac{1}{c^2}$ \,-哈密顿量和领先的后牛顿修正的轨迹和自旋。重力磁矩导致自旋${\bf S}$的进动,与具有角动量${\bf J}=\frac{M}{m}{\bf S}$的中心体的假想旋转相同。因此,修正后的方程隐含了许多定性的新效应,可以用来实验检验,在广义相对论中,旋转体的重力磁矩是零还是单位。
2018-02-21 gr-qc hep-th
Distinguishing between Kerr and rotating JNW space-times via frame dragging and tidal effects
本文首先研究了强引力中标架拖曳的某些问题。的计算进行了克尔黑洞和旋转的Janis-Newman-Winicour的解决方案,这是已知的有一个裸奇点在一个有限半径的表面上。对于克尔度规,陀螺仪进动频率的几个有趣的可能性,由哥白尼观察员以外的ergoregion,指出。它表明,对于某些角速度的一个固定的观察者,这个频率可能完全消失,接近的ergosregion。类似的计算重复静态观察员在裸奇异性的背景下,和强烈的增强相比,黑洞的情况下建立的Lense-Thirring进动频率。然后,我们研究了费米法向坐标系下旋转裸奇点背景下潮汐力的性质。在这里,物理量表征潮汐中断的天体在赤道圆轨道的数值计算。我们的结果表明,在我们考虑的近似水平上,可能与相应的克尔黑洞计算存在显著的偏差。
2017-10-29 gr-qc hep-th
Relativistic Drag and Emission Radiation Pressures in an Isotropic Photonic Gas
通过引用Lee和Cleaver [1]导出的相对论光谱辐射率,确定了在惯性系和非惯性系中相对论平面运动通过各向同性辐射场并与之处于热平衡的阻力辐射压。向前和向后定向的发射辐射压力也推导和比较。一个短暂的(惯性系)或正在进行的(一些非惯性系)卡诺循环被证明是存在的结果内表面的温度梯度。文中还描述了任意形状物体的阻力辐射压力。
2015-07-30 gr-qc
Frame-dragging Effect in Strong Gravity Regime
导出了Kerr、Kerr-Taub-NUT(KTN)和Taub-NUT时空的精确标架拖曳(或Lense-Thirring(LT)进动)率。值得注意的是,在“零角动量”的陶布-NUT时空的情况下,帧拖曳效应不消失,当考虑旋转测试陀螺仪。在双星内部的情况下,精确的标架拖曳率沿极从中心到表面单调减小,但沿赤道显示出“异常”。从赤道到极点,观察到这种“异常”在穿过临界角后消失。在KTN时空中也可以发现“同样的”异常。在KTN时空中的异常LT岁差和在类星体的时空中的异常LT岁差的相似性可以用来识别Taub-NUT解在天体物理观测中的作用,或者等价地,识别类星体中NUT电荷存在的特征。
2016-03-14 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetically-Induced Frame-Dragging around Astrophysical Objects
帧拖动(Lense-Thirring效应)通常与旋转的天体物理对象有关。然而,如果电场和磁场同时存在,则也可以由电磁场产生。在大多数天体物理学模型中,宏观电荷中性假设和整个电磁场的特点是磁偶极子分量。因此,纯电磁场对坐标系拖曳的贡献消失了。然而,奇异星可能具有独立的电偶极子和中子星独立的电四极矩,这可能导致存在纯粹的电磁贡献的框架拖动。此外,最近的观测表明,在具有强电磁场的恒星中,磁四极可能对恒星过程的动力学有重大贡献。为了表征和量化这类天体中的电磁标架拖曳效应,本文在电磁场由任意磁偶极子和电偶极子以及任意磁四极矩和电四极矩的组合产生的基础上,构造了Einstein-麦克斯韦方程组的解析解。详细描述了每种多极贡献对涡量标量和坡印廷矢量的影响。还考虑了对最内层稳定圆轨道(ISCO)和周期频率等重要量的修正。
2015-06-19 astro-ph.SR gr-qc
An Improved Test of the General Relativistic Effect of Frame-Dragging Using the LARES and LAGEOS Satellites
我们报告了改进的框架拖曳测试,这是爱因斯坦的广义相对论预测的一种有趣的现象,使用LARES卫星(ASI,2012)的7年卫星激光测距(SLR)数据和LAGEOS(NASA,1976)和LAGEOS 2(ASI和NASA,1992)的26年SLR数据获得。我们使用的静态部分和时间变化的地球重力场获得的空间大地测量任务GRACE(美国宇航局和德国宇航局),特别是静态地球重力场模型GGM 05 S增强模型的7天的时间变化的最低程度的地球球谐函数。我们使用轨道估计器GEODYN(NASA)。我们测得的坐标系拖曳等于0.9910 +/- 0.02,其中1是归一化到其坐标系拖曳值的广义相对论的理论预测,+/- 0.02是由于轨道扰动中的建模误差(主要是由于地球重力场确定中的误差)而引起的估计系统误差。因此,我们的测量证实了广义相对论对标架拖曳的预测,其不确定性只有百分之几。
2019-10-24 gr-qc
Effect of Gravitational Frame Dragging on Orbiting Qubits
本文讨论了引力系拖曳对轨道量子比特的影响。特别地,我们考虑Kerr时空几何和自旋1/2量子比特运动在赤道径向下降零角动量和赤道圆形轨道。我们忽略了由于自旋-曲率耦合引起的${\cal O}(\hbar)$序效应,这使得我们可以把自旋为1/2的粒子的运动看作是Kerr几何的测地线.我们推导出无穷小维格纳旋转的解析表达式和数值结果,其整合的粒子的轨迹的长度。为此,我们考虑彭罗斯的宇宙审查假说所施加的有限维格纳旋转的界限。
2012-12-10 gr-qc quant-ph
Constraints on Covariant Horava-Lifshitz Gravity from frame-dragging experiment
分析了Horava-Lifshitz修正对重磁场的影响。解在弱场,慢运动极限,指的是一个卫星绕地球的运动被认为是。后牛顿范式是用来评估约束的Horava-Lifshitz参数空间从目前的卫星和地面实验数据。特别是,我们专注于重力探测器B,LAGEOS和最近的LARES任务,以及即将到来的地面项目,生姜。
2014-08-06 gr-qc
Nonlinear Spinor field in isotropic space-time and dark energy models
在各向同性FRW宇宙学模型下,研究了非线性旋量场在宇宙演化中的作用。结果表明,与各向异性宇宙学模型不同,本文中的旋量场不具有非平凡的能量动量张量的非对角分量,因此不对旋量场的分量或度规函数施加任何额外的限制.给出了不同物质的旋量描述,并说明了与这些源相对应的宇宙演化。在三流体系统的框架下,建立了旋量描述物质的实用性。
2016-07-26 gr-qc
Electromagnetic radiation produces frame dragging
结果表明,对于一般的电真空时空,电磁辐射在Bondi-Sachs框架中产生观测者世界线的涡度。这种效应(以及随之而来的相对于晶格的陀螺仪旋进)是对引力辐射产生涡度的回忆,可能与与涡度矢量正交的平面上的坡印廷矢量和超坡印廷矢量分量的不消失有关。这种效果的可能的观察相关性进行了评论。
2012-08-06 astro-ph.IM gr-qc
Visualizing Spacetime Curvature via Frame-Drag Vortexes and Tidal Tendexes I. General Theory and Weak-Gravity Applications
当我们将时空分裂为空间加时间时,外尔曲率张量(真空黎曼张量)分裂为两个空间的、对称的、无迹(STF)张量:(i)外尔张量的所谓“电”部分或潮汐场,(ii)外尔张量的所谓“磁”部分或框架-拖曳场。作为STF,潮汐场和框架阻力场各有三个正交的特征向量场,可以用它们的积分曲线来描述。我们把潮汐场特征向量的积分曲线称为趋势线,把每条趋势线的特征值称为趋势,把具有大趋势的趋势线的集合称为趋势线。与框架阻力场类似的量是涡线、涡度和涡。通过将这些概念应用于各种弱引力现象,我们建立了对这些概念的物理直觉:一个旋转的引力点粒子,两个这样的粒子并排,一个平面引力波,一个具有动力学电流四极矩或动力学质量四极矩的点粒子,以及一个由非旋转点粒子组成的慢运动双星系统。[摘要是缩写的;完整的摘要还提到了其他结果。]
2012-02-01 gr-qc
Observational Signatures of Frame Dragging in Strong Gravity
在旋转的大质量天体存在下绕轨道运行的物体会经历一种重力磁标架拖曳效应,称为透镜-瑟林效应,这种效应在弱场极限下已经得到实验证实。在强场的极限下,在旋转黑洞的视界附近,坐标系拖曳变得如此极端,以至于所有的物体都必须与黑洞的角动量共同旋转。在这项工作中,我们进行了广义相对论数值模拟,以确定可观察到的签名帧拖动时出现的强场限制,下落的气体被迫翻转其旋转方向,因为它正在吸积。在总强度图像中,由于切向速度的切换,下落流呈现“S”形特征。在线性极化中,作为半径的函数的空间分辨的极化刻度的旋向的翻转编码由于在拖曳的等离子体中的磁通量冻结而发生的磁场几何形状中的转变。利用世界各地的望远镜网络,事件视界望远镜合作已经证明,现在可以直接在事件视界尺度上对黑洞进行成像。我们表明,在这项工作中所描述的现象将是访问下一代事件视界望远镜(ngEHT)和扩展到空间的阵列,这将产生空间分辨图像的事件视界尺度具有更高的空间分辨率和动态范围。
2022-11-02 astro-ph.HE gr-qc
Multi-scale Constraints on Scalar-Field couplings to Matter: The Geodetic and Frame-Dragging Effects
本文结合卫星实验与脉冲星计时,约束轻标量场的共形和异形物质耦合,并预测GINGER、银心S星及未来观测的限制能力。
2023-09-07 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Euclidean thermal spinor Green's function in the spacetime of a straight cosmic string
在有限温度下圆锥空间上的量子场论的框架内,我们确定了无质量旋量场的欧氏热旋量格林函数。然后,我们计算的热平均的能量动量张量的无质量费米子的热浴。在高温极限下,我们发现直的宇宙弦不扰动热浴
1995-06-06 gr-qc
The exact solutions to an Einstein-Dirac-Maxwell system with Sasakian quasi-Killing spinors on 4D spacetimes
具有电流的Einstein-Maxwell(E-D-M)系统的精确解是宇宙中整体宇宙磁现象的简单模型。本文考虑了两个手征旋量$ ψ^\pm$与规范场$ A$和电磁场$F=dA$耦合的E-D-M系统.我们构造了四维静态Sasakian时空上E-D-M系统的一族精确解。解中的电磁场为接触磁场,手征旋量由Sasakian拟Killing旋量诱导而成。我们发现了弱能量条件成立的封闭宇宙模型和弱能量条件被违反的开放宇宙模型。在本研究中,我们引入了Sasakian框架,并利用它来讨论Sasakian拟Killing旋量的性质。给出了一类Sasakian拟Killing旋量的简单描述。
2023-03-25 gr-qc hep-th math.DG
Visualizing Spacetime Curvature via Frame-Drag Vortexes and Tidal Tendexes II. Stationary Black Holes
当我们把时空分裂成空间加时间时,外尔曲率张量(等于真空中的黎曼张量)分裂成两个空间对称的无迹张量:产生潮汐力的潮汐场$E$和产生微分坐标系拖曳的坐标系拖曳场$B$。在最近的论文中,我们和同事们介绍了可视化这两个领域的方法:潮汐趋势线($E$的三个特征向量场的积分曲线)和它们的趋势(这些特征向量场的特征值);以及框架阻力场的相应实体:框架阻力涡线及其涡度。这些实体充分表征了真空黎曼张量。本文计算并刻画了稳态(Schwarzschild和Kerr)黑洞视界外的趋势线和涡线及其趋势度和涡度,并引入并刻画了黑洞视界的趋势度和涡度(视界上$E$和$B$的法向-法向分量).对于Schwarzschild和Kerr黑洞,视界倾向性正比于视界的内禀标量曲率,视界涡度正比于外禀标量曲率。我们表明,对于视界穿透时间切片,所有这些实体($E$,$B$,的tendex线和涡线,线的倾向性和涡度,和视界倾向性和涡度)的影响只有微弱的切片的变化和空间坐标的变化,在那些切片和坐标的选择,通常用于黑洞。[摘要已缩短]
2013-01-31 gr-qc
Quantization of massive spinor fields around global monopoles
在Schwinger-DeWitt近似的框架下,构造了大质量旋量场的重整化量子应力能量张量$\left<T_μ^ν\right>_{ren}$,当量子场的康普顿长度远小于背景几何的特征曲率半径时,它是有效的.结果表明,在整体超时空中的量子质量旋量场违反了所有的点态能量条件。
2019-04-27 gr-qc
Frame dragging, vorticity and electromagnetic fields in axially symmetric stationary spacetimes
本文对轴对称稳态电真空度规的涡量张量与电磁场的坡印廷矢量之间的关系作了一般性的研究。所得到的表达式可以理解的作用,坡印廷矢量在惯性系的拖动。详细分析了旋转的大质量带电磁偶极子的特殊情况。此外,计算了外尔张量的电磁部分,并建立了外尔张量与涡量之间的联系。然后,我们证明,在真空的情况下,磁性部分消失的必要和充分条件是时空是静态的。
2006-03-19 astro-ph gr-qc
On the Tidal and Frame-Drag Fields in General Relativity
本文利用时空的(1+3)协变分解,在含物质的广义相对论中定义潮汐场与参考系拖曳场为约束方程,揭示了参考系拖曳场等因素对观测者相对速度、陀螺仪自旋及进动的影响。
2026-09-22 gr-qc
Extended Einstein-Dirac-aether theory: Spinor modifications of the dynamic aether kinetic term
本文在爱因斯坦-狄拉克-以太理论中引入旋量场对动态以太动能项的反作用,通过扩展Jacobson本构张量并利用有效场论变分方法,建立了单位矢量场、旋量场和引力场的自洽主方程系统。
2025-05-05 gr-qc
Search for Frame-Dragging-Like Signals Close to Spinning Superconductors
高分辨率的加速度计和激光陀螺仪的测量在附近的纺纱环在低温下进行。在经过与材料的超导温度不一致的临界温度之后,可以在传感器上看到施加到旋转环的角加速度和角速度,尽管它们是机械解耦的。对于激光陀螺仪测量,观察到奇偶性违反,使得该效应仅在顺时针方向上非常明显。这些实验似乎与坎特伯雷环形激光器组和重力探测器B卫星最近进行的独立测试相比较。到目前为止分析的所有系统性影响都比观察到的现象低至少3个数量级。现有的实验数据表明,该领域的规模类似于经典的框架拖动领域。许多预测自旋超导体周围的大框架拖曳场的理论可以被排除高达4个数量级。
2008-04-22 gr-qc
Test of general relativity: 1995-2002 measurement of frame-dragging
在介绍了自旋流和质能流对时钟和光子的影响后,回顾了1995-2001年通过分析LAGEOS和LAGEOS II两颗激光测距卫星的轨道获得的地球重力磁场和Lense-Thirring效应的测量结果,该方法提供了地球重力磁场的直接测量,精度达到20%。未来对朗斯-瑟林效应的精确测量(准确度为1%)可能包括LARES实验,该实验还将提供广义相对论和引力的其他基本测试。最后,我们报告了2002年LAGEOS卫星近8年数据的最新测量结果。这个2002年的结果完全证实并改进了我们先前对地球坐标系拖曳的测量:透镜-瑟林效应存在,其实验值在爱因斯坦广义相对论预测值的20%以内。
2002-10-01 gr-qc
A Spinor Approach to Penrose Inequality
考虑一个渐近欧氏初始数据集,其内边界为一个光滑的边缘捕获表面(可能是未来和过去多连通分量的并集)。通过对正能量定理下的旋量框架的进一步发展,得到了一个精化的Witten恒等式,并在极大切片情形下揭示了该恒等式与Yamabe型共形不变量的密切联系.从共形几何的角度证明了Sen-Witten算子的Kato-Yau不等式。指导下的哈密顿图片的spinorial框架,彭罗斯型不等式,然后证明的效果,给定的主导能量条件下,ADM的能量动量,直到一个非零常数小于单位,边界的面积半径的边缘捕获表面。为了建立完全一般性的彭罗斯不等式,只要证明森-威滕旋量的范数,在施加于适当定义的最外边缘捕获表面的APS边界条件下,是由史瓦西度规中获得的范数所限制的。
2020-09-01 gr-qc
Computing General Relativistic effects from Newtonian N-body simulations: Frame dragging in the post-Friedmann approach
本文首次计算了完全非线性宇宙学大尺度结构研究中的一个本征相对论性量。传统上,标准ΛCDM宇宙学中的非线性结构的形成是使用N体模拟来研究的,基于膨胀背景下的牛顿引力动力学。当人们以一种与爱因斯坦方程一致近似的方式导出牛顿体系时,除了通常的牛顿标量势之外,在度规中还存在一个引起标架拖曳的重磁矢量势。在主导阶,这个矢势不影响物质动力学,因此它可以从牛顿N体模拟计算。我们解释了如何从ΛCDM中的模拟计算矢量势,并检查其相对于标量势的大小。我们还讨论了一些可能的可观察到的影响。
2013-06-06 astro-ph.CO gr-qc
Relativistic frame-dragging and the Hong-Ou-Mandel dip $-$ a primitive to gravitational effects in multi-photon quantum-interference
研究了旋转球质量时空中的Hong-Ou-Mandel(HOM)效应$-$,一种双光子量子干涉效应$-$.特别是,我们分析了一个共同的路径HOM设置限制在地球表面,并表明,在原则上,广义相对论框架拖曳诱导可观察到的HOM倾角的变化。为了与现有文献的完整性和对应性,我们还分析了双臂配置的HOM干涉中引力时间膨胀效应的出现。因此,提出的形式主义建立了一个基础,编码到本地的,多光子,量子干涉实验的广义相对论效应。这些实例的证明将意味着量子效应和广义相对论效应的真正观测,同时也将把广义相对论的有效性领域扩展到量子化电磁场的领域。
2020-06-07 gr-qc quant-ph
Magnetic frame-dragging correction to the electromagnetic solution of a compact neutron star
本文提出考虑磁参考系拖曳修正的慢旋转磁化中子星解析解,发现该修正导致磁场产生百分比量级变化,并通过二维粒子模拟验证了其能降低瞬态波幅度并提升模拟效率。
2024-01-07 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for Measuring Planetary Spin and Frame-Dragging in Spacecraft Timing Signals
卫星跟踪涉及向地球发送电磁信号。航天器的轨道和电磁信号本身都受到时空曲率的影响。脉冲的到达时间与当地时钟的滴答声进行比较,以高精度重建卫星的轨道路径,并隐含地测量广义相对论效应。特别是,史瓦西空间曲率(静态)和由于行星自转而产生的坐标系拖曳(静止)会影响卫星的轨道。相对论效应对信号光子路径的主要影响是静态空间曲率引起的Shapiro延迟。我们计算这些影响的一些当前和拟议的空间任务,使用四个维度的哈密顿公式。对于高度偏心的轨道,例如在朱诺号任务和卡西尼号大结局中,相对论效应具有类似踢的性质,如果它们的签名被正确地建模为时间的函数,这可能有利于检测它们。框架拖曳似乎,原则上,朱诺号和卡西尼号可以测量,但伽利略5号和6号不能测量。实际测量需要从牛顿的“前景”(如对航天器轨道和信号传播都有影响的引力四极)中解开框架拖曳。前景问题有待解决。
2017-07-02 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
Quantum Sensing of Gravitational Frame-Dragging with a Superfluid $^4$He Gyrometer
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Austrian Academy of Sciences(奥地利科学院);California Institute of Technology(加州理工学院)
本文提出利用超流$^4$He约瑟夫森结陀螺仪在实验室尺度测量地球引力参考系拖拽效应,理论分析表明在10 mK下灵敏度足以在1秒内解析0.2%的拖拽速率,对应40亿年1圈的旋转灵敏度。
2025-10-23 cond-mat.other cond-mat.quant-gas gr-qc