Minimal Length Effects on Keplerian Scattering and Gravitational Lensing
Ivan Franko National University of Lviv（利沃夫伊万·弗兰科国立大学）
本文研究最小长度对开普勒问题中无界轨迹的影响，通过哈密顿矢量进动分析轨道扰动，推导出最小长度效应的轨迹修正，发现量子引力修正使散射角减小，特别是对光子等无质量粒子，空间量子化减弱引力透镜效应。
2026-04-01 gr-qc quant-ph
Perturbations of Keplerian Orbits in Stationary Spherically Symmetric Spacetimes
研究了在广义相对论中由引力替代理论确定的对中心质量的引力场的球对称扰动。特别是，我们专注于摄动的形式的幂律和计算它们的长期变化的开普勒轨道的轨道要素的影响。结果表明，在最低近似阶下，只有近心辐角和平均距平发生长期变化，并计算了轨道周期的变化。我们给出了这些变化的解析表达式，这些变化可以用来约束引力的替代理论的影响。
2014-03-27 gr-qc
A post-Keplerian parameter to test gravito-magnetic effects in binary pulsar systems
我们研究了脉冲星计时，重点是双星系统的引力场引起的时间延迟。特别是，我们研究的重磁修正夏皮罗时间延迟的开普勒和后开普勒参数，我们引入了一个新的后开普勒参数，这是有关的恒星的内禀角动量。此外，我们评估了迄今为止已知的脉冲双星系统的这些影响的大小。预期的规模确实很小，但影响本身很重要。
2005-10-28 astro-ph gr-qc
Third post-Newtonian accurate generalized quasi-Keplerian parametrization for compact binaries in eccentric orbits
我们提出了开普勒型参数化的解决方案的第三后牛顿（3PN）精确的运动方程的两个非自旋紧凑的物体在偏心轨道上移动。的参数化的轨道元素明确给出的3PN精确的守恒轨道能量和角动量在Arnowitt，Deser，和Misner型和谐波坐标。我们的代表将需要构建后牛顿准确的“准备使用”的搜索模板，从紧凑的二进制在吸气偏心轨道的引力波的检测。由于存在某些3PN精确的规范不变轨道根数，参数化应该是有用的，以分析相容性的广义相对论数值模拟，涉及紧凑的双星与相应的后牛顿描述。如果需要的话，本参数化也将需要计算后牛顿修正目前采用的相对论双星射电观测的“计时公式”。
2004-07-13 gr-qc
The post-Newtonian mean anomaly advance as further post-Keplerian parameter in pulsar binary systems
在广义相对论的框架下，计算了二体系统平均距平的后牛顿重电长期率M。这种效应不同于众所周知的由于引力波发射而导致的轨道周期的减小，本文研究了这种效应作为包含一颗脉冲星的双星系统的进一步的后开普勒参数的可能性。由此产生的效应几乎是近星点推进\dot ω的三倍。例如，在一个示例中，对于最近发现的双脉冲星系统PSR J 0737 -3039 A+B，它的温度为-47.79 deg yr^-1。这意味着它可以从轨道相位的二次拟合的线性部分中提取，因为平均运动引起的线性漂移和引力波引起的二次漂移的不确定性都较小。这种额外的后开普勒参数的可用性将有助于进一步约束广义相对论，特别是对于其中一些其他后开普勒参数可以以有限的精度测量的系统。此外，某些脉冲星-白矮星双星系统，如PSR B 1855 +09的圆形轨道和有限数量的测量后开普勒参数，可以用来限制引力理论的竞争。
2007-10-24 astro-ph gr-qc
Second post-Newtonian gravitational wave polarizations for compact binaries in elliptical orbits
计算了在椭圆轨道上运动的非自旋致密双星的引力辐射对“正”和“交叉”引力波偏振的第二后牛顿（2PN）贡献。计算从我们早期的2PN产生结果出发，关键地采用了Damour，Schäfer和Wex对椭圆轨道的2PN精确的广义拟开普勒参数化，给出了考虑偏心率和近星点进动影响的引力波偏振模尾项的2PN精确表达式。
2002-03-11 gr-qc
General Fourier expansion of post-Newtonian binary dynamics based on a quasi-Keplerian framework
Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿天文与天体物理研究所）；Department of Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学天文系）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院基础科学与数学学院）
基于准开普勒框架，提出了一种统一后牛顿二体动力学傅里叶展开的新方法，实现了高精度引力波计算和频域波形建模的改进。
2025-12-15 astro-ph.IM gr-qc hep-ph
Stellar Dynamics around a Massive Black Hole II: Resonant Relaxation
提出了一个低质量恒星系统绕大质量黑洞（MBH）共振弛豫（RR）的第一性原理理论。我们首先将Gilbert（1968）的动力学理论推广到质量为$M_\bullet$的黑洞的开普勒场。专门针对质量为$M \ll M_\bullet$的开普勒恒星系统，我们使用Sridhar & Touma（2015;论文I）的轨道平均方法推导出RR的动力学方程。本文描述了在自引力、MBH的1 PN和1.5PN相对论效应以及任意外部势的联合作用下，约化5维空间中$N \gg 1$高斯环系统的碰撞演化.在一般的几何形状中，RR由拱点共振和节点共振驱动，因此标量RR和矢量RR之间的区别消失了。该系统通过一系列准稳定的长期无碰撞平衡，驱动的不可逆的2环相关性，通过引力相互作用，直接和集体。该关联函数与“尾流函数”有关，尾流函数是系统对所选环的扰动的线性响应。尾流函数比关联函数更容易理解，并且满足更简单的方程。我们讨论的长期动力学和非平衡统计力学的相互作用，在长期的热力学平衡的开普勒恒星系统的演变的一般影响，并设置应用程序的RR轴对称光盘在纸III阶段。
2016-03-06 astro-ph.GA gr-qc
Gravitational waves from compact binaries in post-Newtonian accurate hyperbolic orbits
本文从第一性原理出发，导出了双曲轨道非自旋致密双星的第三后牛顿（3 PN）精确开普勒型参数解。在Arnowitt-Deser-Misner型坐标和修正的调和坐标下，利用守恒轨道能量和角动量得到了参数解的轨道元和函数.优雅的检查，包括修改后的解析延拓处方，以获得我们的独立的双曲参数解的偏心版本。利用我们的3 PN-精确参数解，提出了一种模拟经历3.5PN-精确轨道运动的双曲型紧双星的引力波偏振态的方法.
2018-07-06 gr-qc
Lambda Perturbations of Keplerian Orbits
为了估计“暗能量“对开普勒轨道的影响，我们求解了实验粒子在类点质量场中的广义相对论运动方程，该类点质量场嵌入在由λ项形成的宇宙学背景中，在无穷远处具有真实的宇宙学Robertson-Walker渐近性。研究发现，在轨道初始半径、史瓦西半径和德西特半径这三个关键参数之间存在一定关系的情况下，由λ项引起的特定长期扰动变得显著，即可以达到标准哈勃流的速率。这一事实本身就很有趣，而且可能对行星和恒星双星系统的长期动力学产生重要影响。
2017-04-16 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Gravitational lensing and ghost images in the regular Bardeen no-horizon spacetimes
本文研究了正则Barrano视界时空中光线的偏转和引力透镜。这些时空在中心区域的平坦性意味着存在与光子穿过具有低碰撞参量的无视界时空的引力场有关的有趣的光学效应。这些效应的发生是由于存在一个临界碰撞参量，使光线在巴诺视界时空中发生最大偏转。我们给出了临界碰撞参数依赖于特定的时空电荷，并讨论了“鬼”直接图像的开普勒光盘，产生的光子与低碰撞参量。只有当远距离观察者的倾角较大时，才会出现鬼像。我们确定了产生鬼像的光子的频移范围，并确定了频移在这些鬼像上的分布。我们将它们与开普勒圆盘的标准直接图像进行比较。鬼像和直接像的频移范围的差异可以作为Barranno-horizon时空的定量度量。给出鬼像的克卜勒盘区域取决于无视界时空的比荷。我们可以得出这样的结论：与低碰撞参量光子相关的光学效应给出了规则的Barnoid无视界时空的清晰特征，因为在黑洞或裸奇点时空中不可能发生类似的现象。类似的现象也会发生在任何具有近似平坦中心区域的规则无视界时空中。
2015-07-20 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Ionization: Periodic Orbits of Binary Systems Perturbed by Gravitational Radiation
结合引力电离问题讨论了入射引力波对牛顿双星系统的长期扰动。研究了平面潮汐方程的周期轨道，给出了周期轨道存在的条件。讨论了开普勒轨道通过引力辐射电离的可能性。
1995-08-31 chao-dyn gr-qc nlin.CD
Periodic line-of-sight velocity-driven modulations to gravitational waves emitted by compact binaries in Keplerian outer orbits
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天文与天体物理中心）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学加拿大理论天体物理研究所）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究院）
研究超大质量黑洞附近致密双星并合质心因周期性视线速度产生的引力波调制，给出波形相位和幅度校正，通过费希尔矩阵分析预测探测器对相关环境的约束，相比近似方法，所得约束显著改善。
2026-07-17 astro-ph.HE gr-qc
Graviton Mass Bounds in Very Special Relativity from Binary Pulsar's Gravitational Waves
本文在甚狭义线性引力框架下研究开普勒双星的引力辐射，利用有效场论推导能量损失与周期变化，并结合双脉冲星数据给出引力子质量上限约 $10^{-21}eV$。
2024-05-02 gr-qc
An Efficient Method for the Evaluation of Secular Effects in the Perturbed Keplerian Motion
受到一般扰动的二元系统在准周期轨道上演化。我们推导出最通用的一类扰动，它允许评估长期的影响，通过广义复杂的真实和偏心异常参数，通过使用留数定理。这样的扰动包括通用布伦伯格力和各种线性贡献的保守动力学的紧凑的二进制文件，第二后牛顿秩序。作为一个例子，我们计算了星系黑洞组成的致密双星的引力辐射对亮度的自自旋贡献，星系黑洞是LISA最重要的源类型。这转化为简单地计算复参数平面的原点中的瞬时能量损失的残差，这说明了所提出的方法的能力。
2006-07-19 astro-ph gr-qc
Gravitational waves production from stellar encounters around massive black holes
在四极近似下研究了椭圆形、双曲形和抛物形轨道上相互作用的大质量物体系统的引力波发射。推导了引力波光度、总能量输出和引力辐射振幅的解析表达式。对特殊目标（即球状星团）的事件的预期数量的粗略估计也给出了。特别是，每年的事件率得到的密集星团在银河系中心。
2009-06-26 gr-qc
Orbits, forces and accretion dynamics near spinning black holes
本文分析了一般轴对称静止引力场中开普勒和非开普勒圆轨道的相对论动力学性质，讨论了它们对围绕旋转黑洞的同向和反向吸积盘和环面稳定性的影响.在视界附近有一些轨道特性，这些特性看起来似乎是违反直觉的，但可以通过用一个本地零角动量观测者实际测量的轨道速度来阐明动力学。
1995-05-16 astro-ph gr-qc
Revisiting the two-body problem in Yukawa gravity and in a gravitational extension of the Buckingham potential
本研究解决了汤川引力二体问题类开普勒参数化中的不一致性，构建了耦合Buckingham势的引力模型并给出其类开普勒解，经方法验证与天体数据检验，发现两种模型均允许偏离广义相对论但无法否定后者。
2025-03-19 astro-ph.GA gr-qc hep-th
Chaos in the Hill system
我们定义了一般的Hill系统并简要分析了它的动力学行为。详细讨论了一个特殊的Hill系统，它代表了开普勒双星系统与垂直入射的圆偏振引力波的相互作用。在这种情况下，我们显式计算庞加莱-梅尔尼科夫函数并确定其零点。此外，我们提供了有利于在这个系统中的混沌的数值证据。利用Hill系统的部分平均方程预测了开普勒轨道与外辐射共振时的正则行为。
1999-12-02 astro-ph gr-qc nlin.CD
Gravitational-wave phasing for low-eccentricity inspiralling compact binaries to 3PN order
虽然引力辐射会导致螺旋形的致密双星形成圆形，但各种天体物理学场景表明，当它们进入地面和空间引力波探测器的低频带时，双星可能具有小但不可忽略的轨道偏心率。如果不加以考虑，即使是很小的轨道偏心率也会在螺旋双星的质量参数中引起潜在的重大系统误差。引力波搜索模板通常依赖于准圆近似，其提供了3.5后牛顿（PN）阶的引力波相位的相对简单的表达式。准开普勒形式主义提供了一个优雅的，但复杂的描述后牛顿修正的轨道和波形的任何偏心率的吸气双星。在这里，我们专门的准开普勒形式主义的二进制低偏心率。在这个极限下，引力波相位的非周期性贡献可以明确地表示为频率或时间的简单函数，除了众所周知的圆双星公式外，几乎没有额外的复杂性。这些偏心相位校正计算到3PN阶和领先的标准PN近似的偏心率。对于各种各样的系统，这些偏心率校正会对扫过探测器频带的引力波周期数产生显著的校正。这是评估使用几种措施，包括修改的有用的周期。我们还评估了进入定相的周期项的作用，并讨论了它们如何可以被纳入到一些PN近似。虽然偏心扩展的PN近似是我们的主要目标，这项工作收集了各种结果，可能是其他人的兴趣建模偏心相对论性双星。
2016-06-29 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Wave Emission From a Binary Black Hole System in Presence of an Accretion Disk
研究了大质量黑洞周围吸积盘中黑洞的时间演化和引力波发射性质。同时求解了存在加热、冷却和粘性时吸积盘的结构方程和伴轨方程。由于压力和平流效应，盘的角动量偏离开普勒分布，导致盘和伴星之间的角动量发生显著的交换。这对双星系统的引力波发射特性有很大的影响。我们表明，当伴星是轻的，效果是非常重要的，必须考虑到解释引力波信号从这样的系统。
1996-03-21 astro-ph gr-qc
Spin effects in the phasing of gravitational waves from binaries on eccentric orbits
在这里，我们计算自旋轨道和自旋自旋耦合所需的精确计算的相位的引力波发射的可比质量的二进制偏心轨道上的第二后牛顿（PN）顺序。我们使用的准开普勒参数化的轨道发散的零偏心率限制。我们发现，自旋-自旋耦合引起的剩余偏心率的合并双星在2 PN，$10^{-4}$ - $10^{-3}$的顺序为超大质量黑洞双星在LISA带。自旋-轨道进动还导致偏心率演化的非平凡模式，这有助于减少在引力波测量中确定偏心率和自旋的误差。
2010-05-12 astro-ph.CO gr-qc
Detecting Stellar Lensing of Gravitational Waves with Ground-Based Observatories
我们研究了地面引力波观测站探测恒星质量透镜引起的引力波透镜事件的能力。我们表明，LIGO和处女座拥有所需的灵敏度，以检测透镜的质量小到$\sim 30 M_\odot$提供的引力波观测的信噪比为$\sim30$。第三代天文台将允许探测质量为$\sim 1 M_\odot$的引力波透镜。最后，我们讨论了多星透镜效应的可能性，就像引力辐射穿过星系核或密集星团的情况一样。
2018-11-06 astro-ph.HE gr-qc
Orbital Stability Study of the Taiji Space Gravitational Wave Detector
针对天基引力波探测受行星引力扰动的问题，通过数值模拟研究Taiji项目的轨道稳定性，分析了多行星扰动、入轨时间及不同星历对编队构型的影响规律。
2024-05-15 gr-qc hep-ex hep-ph
Stellar Equilibrium and Gravitational Collapse in the Nonsymmetric Gravitational Theory
建立了恒星平衡和引力坍缩的非对称引力理论（NGT）的形式。我们研究了无压球对称尘埃云的坍缩。假设内部解在恒星表面与准静态球对称真空解光滑匹配，我们发现恒星不会坍缩成黑洞。预计最后坍缩的物体将达到平衡状态，并将发射热辐射、引力辐射和其他形式的辐射，不过，如果致密物体表面的红移很大，则可能只发射少量辐射。没有霍金辐射发射，信息损失问题可以在经典水平上解决。
1995-11-02 astro-ph gr-qc
Generalized Perturbed Kepler Problem: Gravitational Wave Imprints from Eccentric Compact Binaries
International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（国际理论科学中心，塔塔基础研究所）；CEICO, FZU-Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所FZU-CEICO）
本文提出一种统一框架，研究扰动对偏心轨道动力学和引力波辐射的影响，提供更源特定的建模策略，以探索引力波数据中的细微偏差。
2026-05-08 astro-ph.HE gr-qc
Motion and gravitational wave forms of eccentric compact binaries with orbital-angular-momentum-aligned spins under next-to-leading order in spin-orbit and leading order in spin(1)-spin(2) and spin-squared couplings
本文给出了自旋致密双星第二类后牛顿（PN）精确运动方程解的准开普勒参数化，其中包括首阶自旋-自旋和次首阶自旋-轨道相互作用。紧凑的对象的旋转变形被合并。对于任意质量比，自旋方向被认为与轨道角动量矢量平行或反平行。给出了直到2 PN点粒子、1.5PN自旋轨道和1 PN自旋-自旋贡献的发射引力波的解析形式，其中自旋按0 PN级计数。
2013-08-29 astro-ph.HE gr-qc
Generative adversarial network for stellar core-collapse gravitational waves
该研究构建了基于深度卷积生成对抗网络（DCGAN）的快速恒星核心坍缩引力波波形模拟器，经Richers等人波形目录训练后可生成具核心坍缩、反弹等关键特征的真实波形，可作为唯象模型使用。
2024-11-26 astro-ph.IM gr-qc
Chaos in the Kepler System
研究了开普勒双星轨道由于引力辐射的发射和吸收而产生的长期动力学演化。这一工作将我们以前在平面情形下关于瞬态混沌的结果推广到三维Kepler系统。具体地说，我们考虑的相对轨道的非线性演化，由于引力辐射阻尼以及外部引力辐射是倾斜入射到初始轨道平面。轨道倾角的变化，特别是在共振捕获，原来是非常敏感的初始条件。此外，我们还讨论了混沌跃迁的新现象。
1998-06-26 astro-ph gr-qc nlin.CD
Computing gravitational waves from slightly nonspherical stellar collapse to black hole: Odd-parity perturbation
非球形恒星坍缩成黑洞是引力波探测器最有希望的引力波源之一。在线性化的爱因斯坦理论中，我们数值研究了从一个稍微非球形的恒星坍缩到一个黑洞的引力波。我们采用球形坍缩星作为零级解，并利用微扰理论计算了球形背景下的引力波。本文主要研究奇宇称模的微扰。利用多方指数为$n_p=1$和3的多方状态方程，定性地研究了中子星和超大质量恒星从一个边缘稳定的平衡位形坍缩到黑洞过程中发射的引力波.由于物质微扰廓线可以任意选择，我们给出了几种不同的微扰廓线。对于$n_p=1$，引力波形的主要特征是黑洞准正规模振铃，而不考虑最初给出的扰动轮廓。然而，对于$n_p=3$，波形强烈地依赖于初始扰动轮廓。换句话说，引力波形强烈地依赖于恒星的构型，反过来，在超大质量恒星的情况下，对扰动的函数形式的特别选择。
2003-06-06 astro-ph gr-qc
Stochastic Gravitational-Wave Background from Stellar Core-Collapse Events
我们估计的随机引力波背景所产生的所有恒星核心坍缩事件在宇宙中的基础上最近的数值模拟的引力波信号预测。我们专注于从缓慢或非旋转的恒星的波形，包括快速旋转，高质量的祖细胞作为极端情况下的限制。我们最现实的估计比第三代地球引力波探测器的灵敏度低100多倍，而且可能比宇宙学对随机引力波背景的贡献更弱。
2022-03-28 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Gravitational wave energy spectrum of a parabolic encounter
利用Peters和Matthews谱在偏心轨道上的极限，导出了抛物型开普勒双星引力波能谱的解析表达式。这表明能谱峰值的位置主要取决于轨道近点而不是偏心率。我们比较这个弱场的结果，强场计算，并发现它是合理的准确性（~10%）提供的方位角和径向轨道频率不相差超过~ 10%。对于克尔时空中的赤道轨道，这对应于近点半径rp > 20 M。这些结果可以用来模拟在局域宇宙中大质量黑洞周围的高偏心轨道上的致密天体的辐射爆发，这可以被LISA探测到。
2010-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Ultrahigh-energy Gamma Rays and Gravitational Waves from Primordial Exotic Stellar Bubbles
我们提出了一类新的奇异天体，可以通过发生在原始宇宙中的相变产生。这些物体看起来像恒星大小的气泡，可以由原始黑洞（PBH）主导。我们报告说，由于霍金辐射和二元演化的PBH在这些恒星泡的过程中，电磁和引力辐射可以发射的伽玛射线谱和随机引力波（GWs）的功能。我们的研究结果表明，根据质量分布，由PBH组成的奇异恒星气泡不仅提供了最近LHAASO实验报告的超高能伽马射线光谱的良好拟合，而且还预测了GW信号，这些信号预计将由即将到来的GW调查进行测试。
2022-05-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
