Murphy et al. Reply to the Comment by Kopeikin on "Gravitomagnetic Influence on Gyroscopes and on the Lunar Orbit"
月球激光测距分析,定期进行太阳系重心框架,需要在广义相对论预测的强度在运动方程中的重力磁项的存在。同样的术语是负责Lense Thirring效应。任何试图改变重力磁相互作用强度的尝试都必须以不破坏月球测距数据和其他观测数据的方式进行。
2007-05-03 gr-qc
On the gravitomagnetic clock effect
广义相对论预言,在中心旋转质量的外场中,两个自由反向旋转的测试粒子需要不同的时间来完成相同的完整轨道;这个时间差导致了重力磁钟效应。该效应已被推导出圆形赤道轨道,而且,它已通过方位角封闭的球形轨道周围的缓慢旋转的质量。本文导出了慢旋转质量在外场中沿任意{ \it椭圆}轨道慢运动时主重磁钟效应的一般公式。这一结果的一些影响进行了简要讨论。
2001-10-10 gr-qc
Role of the gravitomagnetic field in accelerating accretion disk matter to polar jets
我们表明,在一个吸积盘的运动中的中性质量的黑洞轨道创建一个广义相对论性的类磁(引力磁)场,垂直加速中性粒子附近的吸积盘向上,然后向内对轴的吸积盘。尽管这种重力磁场本身并不能实现准直喷流,但它是一种从一个复杂得多的问题中识别一种广义相对论效应的新方法。此外,当吸积盘上方或下方的加速物质以几乎垂直的方向接近轴时,标架拖曳效应使围绕轴的轨迹扭曲,从而有助于形成准直的双极喷流。
2015-04-17 gr-qc
Gravitomagnetic effects in conformal gravity
重力磁效应有两种现象:第一种是大地效应,描述了在围绕大质量物体的自由轨道上的陀螺仪的自旋的进动;第二种是透镜-瑟林效应,描述了围绕旋转源质量的轨道平面的进动。我们计算这两个效果的四阶理论的共形外尔引力的测试情况下的圆形轨道。我们表明,对于大地测量效应,会出现一个线性项,这对于高径向轨道可能很有趣,而对于朗斯-瑟林效应,附加项对大多数轨道的影响逐渐减弱。圆形轨道也被认为是一般导致推广开普勒第三定律。
2014-01-10 gr-qc
Gravitational Effects Associated With Gravitomagnetic Fields
本文研究了自旋-转动耦合、引力磁荷和引力迈斯纳效应等相对论量子引力效应。提出了重磁物质的场方程,并给出了该方程的静态球对称解。随着探测和测量技术的进步,我们有可能在弱引力场中研究量子力学。简要讨论了这些引力效应(或现象)对某些问题的潜在意义。
2003-02-17 gr-qc
Gravitomagnetic effects in quadratic gravity with a scalar field
影响围绕引力源运行的物体的两种引力磁效应是大地效应和透镜-瑟林效应。前者描述了一个旋转陀螺仪的轴的进动角,而在轨道上围绕一个非旋转的引力源,而后者提供了一个旋转源的情况下,这个角度的校正。本文导出了二次引力中的有关方程,并把它们与广义相对论中的等价方程联系起来。本文从研究具有标量场的二次引力的开普勒第三定律出发,介绍了轴对称旋转引力源对赤道圆轨道上的轨道物体的影响。
2016-10-10 gr-qc
Relativistic orbits with gravitomagnetic corrections
考虑到高阶近似引起的重磁效应的相对论轨道的修正进行了研究。本文详细讨论了在引力场的弱场极限下,考虑磁分量时,这种修正是如何产生的,然后从最低阶近似的牛顿轨道理论出发,发展了轨道理论。最后,通过数值例子讨论了系统的轨道结构和稳定性条件。除了标准的广义相对论的近星点修正外,一种新的章动效应是由于c^{-3}修正引起的。向混沌行为的转变严格依赖于初始条件。讨论了轨道相空间像。
2008-12-20 astro-ph.GA gr-qc
Gravitomagnetic Effects
本文总结了爱因斯坦引力磁场中最重要的效应,这些效应与光线的传播、时钟和原子的运动、物体的轨道运动以及旋进有关。重点放在旋转物体的引力相互作用上。本文给出了旋转或自旋物体的重磁场线的解析形式。
2004-07-30 gr-qc
On the impossibility of measuring a galvano-gravitomagnetic effect with current carrying semiconductors in a space-based experiment
在本文中,我们调查的可行性,最近提出的天基实验,旨在检测地球重力磁场的影响,星载半导体进行径向电流和以下相同的圆形赤道轨道沿相反方向。事实证明,由于不可避免的轨道注入误差而导致的与理想情况的偏差将使感兴趣的重力磁电压的测量变得不可能。
2004-02-05 gr-qc
Gravitomagnetic Clock Effects in Black Hole Spacetimes
从相对观测者的角度研究了黑洞时空中圆旋转轨道的重磁钟效应,阐明了特殊观测者族所起的作用。
2001-02-07 gr-qc
General Relativistic Effect of Gravitomagnetic Charge on Pulsar Magnetosphere and Particle Acceleration in a Polar Cap
研究了具有非零NUT(Newman-Tamburino-Unti)参数的旋转磁化中子星周围的磁层结构。为了计算简便,本文分析了磁场、重磁场与自转轴倾角为零的排列中子星的Goldreich-Julian电荷密度。从慢转NUT星时空中的麦克斯韦方程组出发,导出了静电势的二阶微分方程。该方程的解析解表明了重力磁荷对加速电场和沿开场线的电荷密度的广义相对论修正。强调了这种效应对磁层能量损失问题的影响。本文第二部分推导了慢转NUT星磁层中测试粒子的运动方程。然后,我们分析了粒子在极冠的运动,表明NUT参数可以显着改变粒子加速的条件。
2008-06-14 astro-ph gr-qc
Some aspects on the observation of the gravitomagnetic clock effect
引力磁是广义相对论的基本弱场预言,在引力现象中无处不在。引力磁的结果是,当时钟绕着一个旋转的物体沿相同的轨道以相反的方向运动时,它们的固有周期会有差异。这种时移是由源的旋转引起的,可以用来通过轨道时钟来验证地球重力磁场的存在。概述了一种可能的飞行任务设想,重点是这种冒险不可避免地会出现的一些主要困难。
2001-01-23 gr-qc
Generalized gravitomagnetic clock effect
在广义相对论中,像地球这样的引力体的旋转会以非牛顿的方式影响轨道测试粒子或卫星的运动。这导致,例如,轨道平面的进动被称为透镜-瑟林效应,陀螺仪的自旋的进动被称为希夫效应。在这里,我们讨论第三种效应,首先介绍了科恩和Mashhoon所谓的重力磁钟效应。它描述了逆时针时钟在$2π$旋转一周后的固有时间差。对于在围绕地球的反向旋转赤道圆轨道上的两个时钟来说,每转一圈的影响大约是$10^{-7}$秒,这是相当大的。我们介绍了一个广义相对论的定义,重力磁钟效应是有效的任意对轨道。这包括在同一方向上的旋转和不同的初始条件,如果可以用现有的卫星或非专用任务的有效载荷检测到这种影响,这是至关重要的。我们还推导出广义相对论表达式的后牛顿展开,并计算了全球导航卫星系统的卫星与地球同步卫星相比的例子的效果。
2014-08-28 gr-qc
Gravitomagnetic effects for polar circular geodesic orbits around a central rotating body
本文考虑了在含有中心旋转体固有角动量J的极平面上的试验粒子的圆形测地线轨道对开普勒周期的重磁修正。
2003-06-06 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Gravitomagnetic Effects in a Conductor in an Applied Magnetic Field
提出了在有磁场存在的情况下,在慢旋转引力物体时空中的导体内进行广义相对论引力磁效应的电磁测量。
2006-08-04 astro-ph gr-qc
The post-Newtonian gravitomagnetic spin-octupole moment of an oblate rotating body and its effects on an orbiting test particle; are they measurable in the Solar System?
解析地计算了具有角动量$\boldsymbol{S}$和四极质量矩$J_2$的扩展椭球体的重力磁自旋八极矩引起的轨道效应。我们的结果,成比例的$S J_2 c^{-2}$,保持身体的对称轴$\boldsymbol{\hat{S}}$和测试粒子的一般轨道配置的任意取向。原则上,这种影响可以通过专门的木星航天器任务来测量。对于一个中等偏心和快速的路径,一个专用轨道器的节点和近心点的重力磁进动可以像$400~\textrm{milliarcseconds~per~year}$甚至$1,600-4,000~\textrm{milliarcseconds~per~year}$一样大,这取决于它的轨道平面在空间中的取向。对地球探测器距离变化率信号的数值模拟证实了这种预期,因为它的幅度在仅仅一天后就达到了$\simeq 0.03-0.3~\textrm{millimeter~per~second}$的水平。目前对环绕木星运行的朱诺号航天器进行的双向Ka波段多普勒测量的精度在$1,000$秒后达到$\simeq 0.003~\textrm{millimeter~per~second}$。其他的广义相对论效应也是可以测量的,包括那些与$GMJ_2c^{-2}$成比例的效应,但迄今为止还没有得到检验。由于行星重力场的经典多极,大多数竞争的牛顿信号与后牛顿信号具有完全不同的时间特征,因此可能更容易解开它…
2019-07-02 gr-qc
On Measuring Gravitomagnetism via Spaceborne Clocks: A Gravitomagnetic Clock Effect
两个标准钟在围绕一个中心旋转质量的正向和逆行轨道上的旋转方位角周期之差与J/Mc^2成正比,其中J和M分别是源的固有角动量和质量。结合这种重力磁钟效应,我们探讨了利用星载标准钟探测地球重力磁场的可能性。它表明,这种方法来测量重力磁场,在一定意义上,理论上相当于重力探针-B的概念。
1998-04-03 gr-qc
Gravitomagnetic effect and spin-torsion coupling
本文通过引入自由参数b,利用修正的测地线方程,研究了绝对平行条件下的重磁效应。我们计算了两个反向绕地球运行的原子钟的时间差,发现由于时空的扭曲与自由参数测量的原子钟内部结构之间的耦合,存在一个很小的修正。
2003-10-30 gr-qc
Review of the Gravitomagnetic Clock Effect
本文综述广义相对论引力磁时钟效应,阐明反向共面圆轨道天体的周期差,并梳理其理论与观测研究现状。
2024-10-26 gr-qc physics.space-ph
Gravitomagnetic Clock Effect: Using GALILEO to explore General Relativity
本文提出了基于稳态时空模型的引力磁时钟效应理论框架,探讨了利用GALILEO卫星和时钟数据测量该效应的方法与技术要求,指出该测量虽极具挑战性,但在不远的将来有望实现。
2023-11-20 gr-qc
Relativistic effective action of dynamical gravitomagnetic tides for slowly rotating neutron stars
中子星的引力磁准简正模在双星内旋过程中被潮汐效应共振激发,导致引力波信号中潜在的可测量效应。我们采取了重要的一步,将这些影响的波形模型,通过开发一个相对论有效的行动,澄清了一些微妙的重力磁动力学。在慢转动极限下,我们首先考虑后牛顿近似,并从运动方程中明确推导出有效作用量。我们表明,这种提法开辟了一种方法来计算模式频率,产生的见解相关的物质变量,并阐明了重力磁模式振幅位移下的流体性质的移位对称性的作用。然后,我们构建了一个完全相对论性的基础上的对称性和功率计数计划的行动。这种作用涉及到四个耦合系数,它们取决于中子星的内部结构,并表征了引力波中的关键物质参数。我们发现,固定后的系数之一,通过归一化,其他三个直接涉及两种重磁勒夫数(静态和无旋),和模式频率。我们讨论了这个动作的几个有趣的功能和动力学后果,并分析了频域响应函数(频率依赖的感应磁通四极和外部重力磁场之间的比率),以及相应的爱运营商代表的时域响应。我们的研究结果为引力波天文学提供了精确预测引力磁效应及其编码的核物理的基础。
2021-02-15 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
An alternative derivation of the gravitomagnetic clock effect
利用人造地球卫星探测重力磁钟效应的可能性提供了开发更直观的方法来推导重力磁钟效应的动机。我们首先考虑两个试验电荷在正交电场和磁场中沿同一圆轨道但方向相反运动,并表明粒子在描述完整轨道时所用的时间不同。时间差的表达式完全类似于弱场慢运动近似下的广义相对论重力磁钟效应。后者是通过考虑重力磁力作为一个小的经典的非中心扰动的主要中心牛顿引力。给出了具有任意倾角的球轨道的钟效应的一般表达式。这个公式与广义相对论计算的结果相差c^{-4}阶。
2001-11-09 astro-ph gr-qc
A Gravitomagnetic Effect on the Orbit of a Test Body due to the Earth's Variable Angular Momentum
在广义相对论的弱场和慢运动近似下,在中心慢旋转物体的定常场中,测试粒子轨道的著名的广义相对论Lense-Thirring阻力是由测试粒子运动方程中的类重力磁洛伦兹加速度产生的。在它的重力磁场是由于中心体的角动量假定为常数。在拉莫尔定理的引力类比中,这样的加速度看起来像是加速坐标系中的科里奥利惯性项。本文考虑了中心体角动量随时间变化对试验质量轨道的影响。它可以被证明是类似于惯性加速度由于时间的导数的角速度矢量的加速帧。本文研究了利用类LAGEOS卫星探测地球引力场中这种效应的可能性。事实证明,轨道效应太小,无法测量。
2001-12-25 astro-ph gr-qc
Using Ring Laser Systems to Measure Gravitomagnetic Effects on Earth
重磁效应源于引力场源的旋转和观测者坐标系的旋转特征。近年来,通过重力对LAGEOS轨道进动和GP-B实验中球形陀螺仪进动的影响,对重力磁性进行了测试。我们在这里提出的是,光可以被用作探测器,在地球实验室中测试重力磁效应:拟议的探测器由沿三个正交轴排列的大型环形激光器组成。
2013-11-22 gr-qc
Gravitomagnetism and the Speed of Gravity
从实验上发现物质的平动和转动流所产生的引力磁场是现代引力物理学的主要目标之一。地球的旋转(固有)重力磁场目前由重力探测器B测量。本文利用爱因斯坦方程的参数化后牛顿(PN)展开式,证明了如何通过观测运动引力透镜引起的相对论时间延迟来测量物质平移流产生的外引力磁场。证明了测量外生重磁场等价于检验由引力场的洛伦兹变换引起的引力畸变的相对论效应。我们揭示了最近的木星偏转实验是一个零型实验测试的洛伦兹不变性的引力场(重力畸变),从而确认存在的外部重力磁场与木星的轨道运动的准确度为20%。本文对一些不熟悉现代VLBI技术和JPL星历表的研究者对木星偏折实验的错误解释进行了评述。我们建议在地心坐标系中,通过观测太阳对光线的引力偏转和处理VLBI观测数据来更精确地测量引力效应的像差。
2005-10-16 gr-qc
The Gravitomagnetic Influence on Gyroscopes and on the Lunar Orbit
引力磁性--一种类似于电磁学中的洛伦兹力的物质运动耦合--对任何涉及不同质量流的场景都有可观察到的后果。例子包括陀螺仪位于旋转的大质量物体附近,以及两个轨道物体的相互作用。在前一种情况下,陀螺仪产生的进动通常被称为“坐标系拖曳”,是重力探测器B实验所寻求的主要测量。后一种情况在地月系统中得到了实现,事实上,这种效果已经通过月球激光测距(LLR)得到了证实,精度约为0.1%,比重力探测器B结果的预期精度更好。本文通过在月球轨道的运动方程中引入相同的重磁项,得到了月球轨道的陀螺进动和修正,从而揭示了这些看似完全不同的现象之间的联系。由于月球测距目前提供了千分之一的适合月球轨道的重力磁贡献,后牛顿重力的这一特征是不可调整的,以适应任何异常的结果超过0.1%的水平,从重力探测器B,而不干扰现有的理论适合36年的LLR数据。
2007-02-05 astro-ph gr-qc
Highly relativistic spin-gravity-$Λ$ coupling
研究了由Mathisson-Papapetrou方程导出的Schwarzschild-de Sitter背景下的高相对论性自旋-引力耦合效应。本文估计了在Schwarzschild-de Sitter背景中运动的观测者的速度对引力场的重电分量和重磁分量的依赖关系。考虑了重磁分量对快速运动自旋粒子的作用。描述了自旋粒子的高度相对论性圆轨道的不同情况,它们与相应的测地轨道有本质的不同。
2018-12-01 gr-qc hep-th
Revisiting the gravitomagnetic clock effect
本文重新检验引力磁时钟效应,通过数值积分发现一阶后牛顿引力磁对轨道周期的修正比以往认为的大4倍,使比例系数变为$16π$,并证实了作者的解析计算。
2023-12-14 astro-ph.EP gr-qc
Non-Relativistic Limit of Dirac Equations in Gravitational Field and Quantum Effects of Gravity
基于电磁相互作用和引力相互作用的统一理论,研究了带电Dirac粒子在引力场中运动方程的非相对论极限.从这个非相对论性极限得到的薛定谔方程可以看出,经典牛顿引力势是薛定谔方程中引力势的一部分,它可以解释COW实验中发现的引力相位效应。由于这种牛顿引力势,量子粒子在地球的引力场中可以形成引力束缚的量子化态,这在实验中已经被发现。本文讨论了与引力相互作用有关的三种不同的相位效应,这些相位效应在某些天体物理过程中是可以观测到的。此外,引力磁场与量子自旋之间存在直接耦合,这种耦合产生的辐射可以直接确定恒星表面的引力磁场。
2005-04-23 gr-qc
Satellite gravitational orbital perturbations and the gravitomagnetic clock effect
为了探测重力磁钟效应,将两颗反轨道卫星放置在半径为7000 km的地球赤道和圆形轨道上,必须知道它们的径向和方位角位置,每转的精度为Δ r =10^{-1} mm和Δ phi =10^{-2} mas。在这项工作中,我们调查的径向和方位角扰动引起的地球的引力场的动态和静态部分满足这一要求。虽然径向方向只受周期长达几十天的谐波扰动的影响,但方位角位置受到长期漂移和非常长的周期效应的扰动,这导致目前地球固体潮和海洋潮汐以及地球位的静态部分的知识的准确程度不允许容易地检测重力磁钟效应,至少通过仅使用短弧。
2001-08-19 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Gravitomagnetic tidal effects in gravitational waves from neutron star binaries
包含中子星(或其他致密天体)的双星系统在合并时发出的引力波带有恒星内部状态方程的特征,特别是通过双星在螺旋阶段的潮汐变形的影响。在广义相对论中,后牛顿致密双星的首阶潮汐效应是由引力电潮汐场引起的质量四极矩引起的,而在这里,我们考虑引力磁潮汐场引起的电流四极矩引起的首阶潮汐效应。我们采用了一种有效的行动的方法来确定近区引力场和保守的轨道动力学,最初允许任意(不只是潮汐诱导)电流四极杆,我们的方法显着降低了计算的复杂性相比,以前推导的保守动力学的任意多极子。最后,我们计算的相位和(第一次)的模式振幅的引力波从一个准圆形的二进制inspiral,在机构的四极重力磁潮汐勒夫数(在绝热近似的潮汐线性响应系数)的重力磁潮汐的主要贡献。在相位中,重力磁潮汐被一个后牛顿秩序相对于重力电的抑制,但这并不总是这样的模式振幅。例如,在$(\ell,|m|)=(2,1)$和$(3,2)$模式下,它们以相同的前导顺序出现。
2018-05-18 gr-qc
The gravitomagnetic clock effect and its possible observation
广义相对论重力磁钟效应涉及测试粒子的轨道运动和中心质量的旋转之间的耦合,并导致两个反向旋转的卫星的固有周期的差异。研究表明,在O(c^-2)处,这种效应在电磁情况下有一个简单的模拟。此外,考虑到地球引力场中钟效应的可能测量,我们还研究了地球空间环境的一些经典摄动力对试验体沿相反轨道运动的影响。
2006-12-08 astro-ph gr-qc
Relativistic Effects in the Motion of the Moon
简要回顾了月球运动中的主要广义相对论效应。本文讨论了探测太阳重磁对月球交点和近地点平均运动的贡献的可能性。
2000-03-22 gr-qc
Two-body gravitational spin-orbit interaction at linear order in the mass ratio
我们分析计算,线性顺序的质量比,“大地”自旋进动频率的一个小的自旋体绕一个大的(非自旋)机构的八个半后牛顿秩序,从而扩展以前的分析知识,这是有限的第三后牛顿水平。这些结果是应用解析引力自作用力理论对Detweiler规范不变红移变量的一阶导数水平推广得到的。我们将所得结果与S.~ R.~ Dolan等人[Phys.修订版本\ D { \bf 89},064011(2014)]。我们的新的,高后牛顿阶的结果捕获的数值数据所表现出的强场特征。我们认为,自旋旋进将作为$\approx -0.14/(1-3y)$发散的光环是接近。我们转录我们的运动学自旋进动的结果到一个相应的改进的分析知识的两个(规范不变)有效的陀螺重力磁比表征自旋轨道耦合内的有效单体形式主义。我们提供了简单,准确的分析适合自旋进动和有效的陀螺重磁比。后一种拟合预测,在到达光环之前,对陀螺重磁比的线性质量比修正改变了符号。这种强场预测对于改进并合自旋双星的解析模拟可能是重要的。
2014-04-10 gr-qc
On the Possibility of Measuring the Gravitomagnetic Clock Effect in an Earth Space-Based Experiment
本文研究了后牛顿重磁力对一对沿几乎相同的圆赤道轨道反向旋转的人造地球卫星的平均轨道数$l$的影响。测量它的可能性进行了检查。可观测值是$l$在两种运动感觉下从0到2 $π$所需的时间差。这种重力磁时移与卫星的轨道参数无关,相当于地球的5 $\times 10^{-7}$ s;它是累积的,应该在足够高的旋转次数后测量。主要的限制因素是开普勒周期的不可避免的不完全抵消,这在知道卫星的半长轴$a$之间的差和轨道平面的倾角$i$的差$I$时产生10 $^{-2}$ cm的约束,对于$i\sim 0.01^\circ$,$i$的差应小于$0.006^\circ$。如果有一对航天器配备精密的卫星间跟踪装置和低至10 $^{-9}$ cm s $^{-2}$ Hz $^{-{1/2}}$水平的无阻力控制,就可能满足这种飞行任务提出的严格要求。
2004-11-01 astro-ph gr-qc
Electrical Conductivity in General Relativity
将考虑定常引力场效应的广义相对论动力学理论应用于导体中的电磁输运过程。然后应用它导出了包含重磁项的广义相对论欧姆定律。考虑了相对论情况下导体内部的总电荷量和电荷分布。广义相对论的欧姆定律适用于预测新的重磁和陀螺效应,可以在原则上,被用来检测Lense-Thirring和旋转场。
2006-08-11 astro-ph cond-mat.other gr-qc
On some gravitomagnetic spin-spin effects for astronomical bodies
在本文中,我们着眼于宏观天体之间的引力自旋-自旋相互作用。特别地,我们计算了它们的后牛顿轨道效应的顺序$\mathcal{O}(c^{-2})$上的轨道的自旋粒子与适当的角动量${\bf s}$移动在外部重力磁场所产生的中心自旋质量与适当的角动量${\bf J}$。结果表明,在轨道器偏心率的$\mathcal{O}(e)$级,近心点的偏心率和运动粒子的平均异常率受长期谐波效应的影响。如果,一方面,它们在太阳系中是不可探测的,另一方面,也许在像二进制毫秒双星这样的天体物理背景下,将来有希望测量它们。
2002-09-06 astro-ph gr-qc
Newtonian and relativistic theory of orbits and emission of gravitational waves
这篇评论文章专门讨论轨道理论。我们从讨论牛顿运动问题开始,然后考虑相对论运动问题,特别是PN近似和进一步的重磁修正。最后,根据运动条件对轨道进行分类,计算了不同类型恒星相遇和轨道的引力波光度。
2010-04-06 gr-qc
Quaternion algebra on 4D superfluid quantum space-time. Gravitomagnetism
重力磁场方程是将四元数微分算子应用于能量-动量张量的结果。这些方程类似于麦克斯韦电磁方程。这两组方程是同构的改变后,无论是重力磁轨道力或磁感应强度的方向。重力磁场方程是产生以下方程组的父方程:(a)涡度方程给出具有非零涡核和无限寿命的涡的解;(b)量子势加载的Hamilton-Jacobi方程。这个方程与连续性方程相结合,得到描述超流量子介质状态的\Schrodinger方程(旧以太的现代版本);(c)重力磁波方程,由作用在太空上的力加载。这些波服从普朗克辐射定律。
2019-01-21 gr-qc
A post-Newtonian gravitomagnetic effect on the orbital motion of a test particle around its primary induced by the spin of a distant third body
研究了由旋转质量$M_\textrm{X}$的自旋角动量${\boldsymbol S}_\textrm{X}$与由一个绕质量体$M$旋转的试验粒子组成的大小为$r\ll r_\textrm{X}$的局域引力约束二体系统$\mathcal{S}$在距离$r_\textrm{X}$处的相互作用引起的广义相对论引力磁三体效应.在最低的后牛顿阶,我们分析工作的双重平均变化率的开普勒轨道要素的测试粒子通过寻找非零的长期影响的倾角$I$,节点$Ω$和近心$ω$。这样的理论结果证实了一个虚拟的3体系统的运动方程的数值积分。我们数值计算了后牛顿引力磁三体岁差的幅度在我们的太阳系的一些天文场景。对于位于土星和木星外场的天然卫星土卫二和木卫二的人造轨道,气态巨行星角动量引起的相对论性岁差可以达到$\simeq 10-50~\textrm{milliarcseconds~per~year}~\left(\textrm{mas~yr}^{-1}\right)$。初步的数值模拟表明,对于假设的欧罗巴轨道器的某些轨道配置,其距离变化率信号$Δ\dotρ$在1 d后可以变得大于木星上现有的朱诺号航天器(即$σ_{\dotρ}=0.015~\textrm{mm~s}^{-1}$)的当前多普勒精度。太阳的角动量对水星和地球的人造探测器的影响是在$\simeq 1-0.1~\textrm{microarcsecon…
2019-02-28 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
On the Euler-type gravitomagnetic orbital effects in the field of a precessing body
本文解析推导了第一后牛顿近似下,中心体自旋缓慢进动产生的时变引力磁加速度对测试粒子轨道的影响,发现所有轨道要素均存在长期变化,且在恒星-超大质量黑洞场景中效应显著。
2024-09-18 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Gravitomagnetic time-varying effects on the motion of a test particle
研究了时变重力磁场对实验粒子运动的影响。从最近的结果出发,我们考虑了自旋角动量具有线性时变幅度的源的重力磁场。由于这样一个随时间变化的重力磁场的加速度被认为是一个扰动的牛顿运动,我们明确评估的开普勒元素的封闭轨道上的这种扰动的影响。理论预测与实际的天文和天体物理的情况下,无论是在太阳系和双星系统,以评估这些影响对实际系统的影响。
2010-04-13 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Periapsis and gravitomagnetic precessions of stellar orbits in Kerr and Kerr-de Sitter black hole spacetimes
导出了测试粒子在非球形极轨道上绕Kerr黑洞运动的精确解。精确的新的表达式帧拖动(透镜Thirring效应),近心点的进步和轨道周期。所得公式分别用Appell第一超几何函数$F_1$、Jacobi振幅函数、Appell $F_1$和Gau $ß$超几何函数表示。在假设银河系中心为Kerr黑洞的条件下,利用标架拖曳的精确表达式计算了银河系中心弧秒内S星轨道的Lense-Thirring效应,得到了Kerr参数的各种值,包括最近的观测结果。此外,我们将我们的解决方案的计算框架拖动和近心点推进恒星非球形极轨道的强引力场区域接近银河系黑洞的事件视界,例如,在我们的银河系中央毫弧秒的轨道。这种轨道是重力实验的目标。我们提供了轨道周期在100分钟至54天范围内的例子。对此类恒星轨道的探测将使在广义相对论的强场领域高精度测量近心点推进的相对论效应成为可能。进一步给出了一个测试粒子绕Kerr黑洞作非圆赤道运动的轨道周期的精确表达式。我们还推导出了在宇宙学常数存在的情况下,在Kerr场中的一个非圆形赤道运动的测试粒子的近心点推进和轨道周期的精确表达式的Lauricella的第四超几何函数$F_D$。
2007-03-29 astro-ph gr-qc
The flyby anomaly: A case for strong gravitomagnetism ?
在过去二十年中,通过仔细的多普勒跟踪和轨道分析,发现了在绕地球进行飞越机动的航天器的渐近速度的异常变化。没有可行的假设,传统的解释,这种影响已被提出,其起源仍然无法解释。在本文中,我们讨论了一个强大的横向分量的重力磁场作为一个可能的来源的飞越异常。我们表明,由这样的场引起的扰动可以拟合的异常的符号和数量级。但是,虽然长期的贡献重力探测器B的实验结果和地球动力学卫星中的Lense-Thirring效应可以被取消,详细的轨道演变很容易与这种增强的重磁效应相冲突。
2015-05-26 gr-qc
Gravitational Fields of the Magnetic-type
局部共形对称引入了共形曲率(外尔张量),它被分成(重力)电和磁(张量)部分。牛顿潮汐力预计从重力电场,而广义相对论框架拖曳效应出现在重力磁场。对称的、无迹的重电张量场和重磁张量场可以用它们的本征向量和本征值来表示。在这篇文章中,我们描述了一个缓慢旋转的黑洞周围的重力电场和重力磁场。这表明,在活动星系中心观测到的超快速外流现象可能为旋转的超大质量黑洞的重力磁场提供了证据。我们还质疑,在我们当代的观测中,当前的问题是否可以通过在扰动FLRW模型中包含大尺度上的重力磁学来解决。
2020-06-23 astro-ph.HE gr-qc
Satellite non-gravitational orbital perturbations and the detection of the gravitomagnetic clock effect
广义相对论重力磁钟效应是指两个大质量的测试天体在赤道平面内沿着两条相同的圆形轨道围绕一个中心旋转的质量旋转,但方向相反,相对于一个渐近惯性观测者来说,描述一个完整的旋转需要不同的时间。在地球的能量场中,这样的时间偏移相当于10^{-7}秒。利用人造卫星进行天基探测是一项非常艰巨的任务,因为卫星的径向和方位角位置必须精确地确定:每转δ r= 10^{-2} cm和δ phi= 10^{-2}毫弧秒。在本文中,我们评估,如果系统误差引起的各种非引力摄动允许满足这样严格的要求。一对夫妇相同的,被动激光测距卫星LAGEOS类型与他们的自旋与地球的一个对齐被认为是。事实证明,所有的非零非引力摄动诱导系统误差的r和φ在所需的约束内的错误建模的合理假设在一些卫星和地球的参数和/或通过使用密集的卫星与小面积质量比。然而,地球GM的误差是迄今为止方位角位置不确定性的最大来源,其影响水平为每转1.2毫弧秒。
2001-08-07 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
First preliminary tests of the general relativistic gravitomagnetic field of the Sun and new constraints on a Yukawa-like fifth force from planetary data
太阳系内行星近日点的广义相对论透镜-瑟林岁差约为每世纪10^-3角秒。最近行星轨道测定的改进可能会产生这种微小影响的第一个观测证据。事实上,最近E. V. Pitjeva根据EPM 2004星历表和一组超过317个的星历表,分别对水星、地球和火星的已知近日点速率(每世纪-0.0036 +/- 0.0050、-0.0002 +/- 0.0004和0.0001 +/- 0.0005角秒)进行了修正,000种不同的观察。这些行星的相对论性透镜-瑟林岁差预测值分别为每世纪-0.0020、-0.0001和-3 10^-5角秒,与近日点修正值一致。相对论的预测比零效应假设更适合,特别是如果水星和地球的近日点的适当线性组合,先验抵消了任何可能的偏差,由于太阳四极质量矩,被认为是。但是,实验误差仍然很大。此外,Fienga等人利用INPOP星历表独立处理的最新水星数据也初步揭示了太阳透镜-瑟林效应的存在。即将进行的行星飞行任务BepiColombo的数据将增进我们对该行星轨道运动的了解,从而提高对Lense-Thirring效应测量的精度。作为本分析的一个副产品,在大约一个天文单位(10^11 m)的尺度上,也有可能将类似汤川的第五种力的强度限制在10^-12-10^-13的水平。
2007-04-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Rough estimates of solar system gravitomagnetic effects in post-Newtonian gravity
本文构建麦克斯韦型引力方程预测太阳系质量磁场,发现质量磁GR力极小但非零,且除金星和天王星外方向与牛顿力反平行,并估算土星B环质量磁偶极矩与卡西尼数据相关。
2025-03-28 gr-qc
Effects on satellite orbits in the gravitational field of an axisymmetric central body with a mass monopole and arbitrary spin multipole moments
本文考虑了卫星轨道在具有质量矩和任意自旋多极矩的物体的引力场中的轴对称定常摄动。用一阶微扰理论导出了中心重力磁场引起的周期效应和长期效应。对于中心自旋偶极场,这些结果归结为众所周知的Lense-Thirring效应。
2015-06-22 gr-qc
Test of gravitomagnetism with satellites around the Earth
我们的重点是测量重力磁效应由于地球的旋转,通过一个空间实验,利用地球静止轨道上的卫星的可能性。由于地球的旋转,电磁信号沿着围绕地球的封闭路径在相反方向上的传播存在不对称性。我们计算出了一个简单结构下两束反向传播光束之间的延迟,并提出精确的时间测量原则上可以用来探测地球的重力磁效应
2019-03-03 gr-qc
Gravitational self-force corrections to tidal invariants for spinning particles on circular orbits in a Schwarzschild spacetime
我们计算引力自作用力修正的潮汐不变量的自旋粒子沿圆形轨道在史瓦西时空。特别地,我们考虑了重电四极潮汐张量的平方和立方以及重磁四极潮汐张量的平方。我们的结果是准确的一阶自旋和通过9.5后牛顿秩序。我们还计算了相关的电型和磁型本征值。
2018-06-09 gr-qc
Lorentz violation, gravitomagnetism, and intrinsic spin
一个很大程度上不受约束的相对论破坏的影响进行了研究,通过重力磁效应的内在自旋。现有的comagnetometer实验的结果被用来把这些效果的两个新的组合在10%的水平上的约束。我们表明,计划在这些实验中的改进将使他们的竞争力与现有的最佳敏感性,这难以捉摸的相对违反影响。还考虑了测量常规广义相对论重磁效应的前景。
2012-11-20 gr-qc hep-ph
Solid and ocean tides and the detection of some gravitomagnetic effects
利用人造卫星探测地球磁场中的一些微小的重力磁效应是一项非常艰巨的任务,因为它们受到各种其他引力和非引力源的扰动力的作用。在引力摄动中,地球固体潮和海洋潮汐起着重要作用。在这篇文章中,我概述了它们对LAGEOS和LAGEOS II轨道的Lense-Thirring阻力检测的影响,目前正在分析,并建议GP-C实验专门用于测量时钟效应。
2000-11-07 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Gravitomagnetic corrections on gravitational waves
引力波形和生产可能会受到相当大的影响重力磁修正考虑在相对论轨道理论。除了广义相对论的标准近星点效应外,当考虑c^{-3}修正时,还出现了新的章动效应。一旦物质流密度和矢量引力势不能被丢弃到动力学中,这种修正就会出现。考虑岁差和章动效应,在四极近似下,研究了大质量双星系统(如一个非常大质量的黑洞,星体在其上作螺旋运动)的引力场中,通过俘获发射的引力波.我们给出了一个数值研究,以获得引力波光度,总能量输出和引力辐射振幅。从一个粗略的估计,对奇特的目标(如球状星团),特别是,每年的事件率密集的星团在银河系中心(SgrA*)的预期数量的事件,我们得出结论,这种类型的捕获可以给签名的干涉GW天线,特别是即将推出的激光干涉仪空间天线LISA。
2009-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th