Gravitational self-force on a particle orbiting a Kerr black hole
本文提出了一种计算粒子在克尔黑洞一般轨道上的引力自作用力、电磁自作用力和标量自作用力的实用方法。特别地，我们提供了实现（先前介绍的）{ \it模式和正则化}方法所需的所有正则化参数的值。我们还讨论了规范正则化问题，以及克尔时空中引力辐射反应计算中涉及的其他一些问题。
2003-03-17 gr-qc
Second Order Gravitational Self-Force
小天体上的二阶引力自作用力是极端质量比引力波天文学中的一个重要问题。我们给出了一个处方的第一性原理推导计算的第一和第二扰动度规和运动的小天体移动通过真空背景时空。该程序涉及解决一个“规则场”与指定（足够光滑）的“有效源”，并可以应用于任何规范，产生一个足够光滑的规则场。
2012-06-13 gr-qc
On the classical confinement of test particles to a thin 3-brane in the absence of non-gravitational forces
利用Hamilton-Jacobi形式，将经典的无引力条件下的实验粒子约束到膜宇宙中。变换后的条件提供了一个直接的标准，选择在宇宙学的情况下，5D散装流形，其中它是可能的，纯粹由于经典的引力效应，以获得限制的轨迹到4D超曲面。
2008-06-18 gr-qc
Second-order self-force calculation of the gravitational binding energy in compact binaries
自作用力理论是模拟极端质量比螺旋（EMRI）的主要方法，EMRI是引力波探测器LISA的关键源。众所周知，对于一个精确的EMRI模型，二阶自作用力效应是至关重要的，但这些效应的计算一直受到障碍的困扰。在这封信中，我们提出了一个完整的计划的第一次实施的二阶自作用力计算，专门的情况下，准圆轨道的史瓦西黑洞。作为演示，我们计算了这些双星的引力结合能。
2019-11-19 gr-qc
On the nature of the force acting on a charged classical particle deviated from its geodesic path in a gravitational field
在广义相对论中，引力场是时空曲率的一种表现，与电磁场不同，引力场不是力场。一个落在引力场中的粒子用测地线世界线表示，这意味着没有力作用在它上面。然而，如果粒子在引力场中静止，它的世界线就不再是测地线，它受到一个力。这种力的性质在广义相对论中是一个悬而未决的问题。本文的目的是概述解决它的经典带电粒子的情况下，这是由费米在1921年开始的方法。
2001-10-24 gr-qc
Electrostatic self-force in a static weak gravitational field with cylindrical symmetry
我们在牛顿常数的线性近似下，确定了具有圆柱对称性的任意静态度规中的静态静电自作用力。在线性化的爱因斯坦理论中，我们用能量-动量张量的分量来表示它。
1996-03-04 gr-qc
Gravitational Forces with Strongly Localized Retardation
我们求解了一个特定振荡质量分布的线性化爱因斯坦方程，并讨论了在“近区”（d/r << 1，d =振荡源的振幅，r =离源的距离）中存在可观测引力延迟的常见反驳。我们证明它们不适用于d/r \approx 1区域，并证明引力在源附近被推迟。提出了一个测量这种延迟的实验，这可能是第一个直接观察传播的引力场的实验。
1996-11-12 gr-qc
Optimizing the third-and-a-half post-Newtonian gravitational radiation-reaction force for numerical simulations
将作用在理想流体上的3.5后牛顿阶引力辐射-反作用力转换成可直接用于数值模拟的形式。广泛使用的是由函数坐标变换引起的度量系数的变化，连续性方程，以及运动方程。我们还提出了一个表达式，适用于数值模拟的辐射场造成的工作了反作用力。
2003-05-27 gr-qc
How can rainbow gravity affect on gravitational force?
根据Verlinde最近的提议，引力原本是一种熵力。在彩虹引力下，我们得到了对黑洞熵-面积定律的修正。修正的熵-面积定律导致位数$N$的修改。受Verlinde关于熵力的论证的启发，利用修正的比特数，我们可以在熵力方法中研究彩虹引力对修正的牛顿动力学、牛顿引力定律和爱因斯坦广义相对论的影响。
2015-12-28 gr-qc
Regularization parameters for the self force in Schwarzschild spacetime: II. gravitational and electromagnetic cases
我们得到了计算史瓦西黑洞任意测地轨道的引力和电磁自作用力所需的所有“正则化参数”（RP）。这些RP值是需要实施先前介绍的模式和方法，它允许通过求和的贡献从各个多极模式的粒子场的自作用力的实际计算。在引力的情况下，我们在这里提供完整的细节的分析方法和结果简要报告在最近的一封信[物理。{ \bf 88}，091101（2002）]。在电磁场情况下，本文首次得到了辐射功率谱。
2002-09-20 gr-qc
The Relativistic Generalization of the Gravitational Force for Arbitrary Spacetimes
有人建议，重新表达相对论的力量可以提供新的见解。为此目的而发展的形式主义只适用于静态的或共形静态的时空。在这里，我们将其扩展到任意时空。人们希望这种形式主义可以导致相对论中质量和能量的可行定义。
2007-01-12 gr-qc
Calculating the gravitational self force in Schwarzschild spacetime
本文提出了一种计算围绕史瓦西黑洞运行的点状粒子的局部引力自作用力（通常称为"辐射-反作用力“）的实用方法。这是{ \it模式和正则化}方法的实现，其中首先计算由于扰动的每个单独的多极模式对力的（有限）贡献，然后对模式和应用一定的正则化过程。在这里，我们给出了实现这个正则化过程所需的所有“正则化参数”的值，对于史瓦西时空中的任何测地轨道。
2002-02-14 gr-qc
New gravitational self-force analytical results for eccentric equatorial orbits around a Kerr black hole: gyroscope precession
我们分析计算的引力自作用力修正的陀螺仪进动沿稍微偏心赤道轨道的克尔时空，推广以前的结果史瓦西时空。我们的结果是准确的，通过9.5后牛顿秩序和二阶的偏心率和旋转参数。我们还提供了一个后牛顿检查我们的结果的基础上，目前已知的旋转二进制的哈密顿。
2019-07-23 gr-qc
High-order post-Newtonian contributions to the two-body gravitational interaction potential from analytical gravitational self-force calculations
我们扩展的主要径向势描述（在有效的单体形式主义）的引力相互作用的两个机构超出我们最近获得的第4后牛顿近似的分析测定。这种扩展是通过将解析引力自作用力理论（对于围绕史瓦西黑洞的圆形轨道上的粒子）应用于德特韦勒规范不变的红移变量来实现的。利用Mano，Suzuki和Takasugi发展的黑洞微扰理论，我们将径向势（质量比线性）的解析确定推到了后牛顿6阶（通过5和5.5后牛顿项）。原则上，我们的分析方法可以扩展到任意高的后牛顿订单。
2014-02-17 gr-qc
Analytic expressions for gravitational inner multipole moments of elementary solids and for the force between two rectangular solids
给出了11种基本立体形状的引力内球多极矩q_{lm}（l <= 5）的解析表达式。这些时刻，结合其已知的旋转和平移属性，可以用来精确地计算复杂的物体，可以从基本形状组装的时刻。我们还给出了任意间距的两个长方体间引力的解析表达式。这些表达式对于计算复杂仪器的引力性质是有用的，例如用于等效原理测试和无阻力航天器的引力平衡的那些仪器。
2005-12-09 gr-qc
Self-force gravitational waveforms for extreme and intermediate mass ratio inspirals. II: Importance of the second-order dissipative effect
研究了沿准圆Schwarzschild轨道运动的极端或中等质量比系统的二阶耗散自力对引力波退相的重要性。对于一阶自作用力，我们使用洛伦兹规范中的完全相对论性力来描述永恒圆测地线。二阶自作用力由其3.5后牛顿对应物建模。我们使用密切轨道方法来演化系统，并获得引力波形，其相位包括所有项-在我们的近似范围内（并使用沿圆形测地线的自作用力）-与系统的质量比无关。由于二阶耗散自力引起的部分失相远小于一阶保守自力引起的部分失相，尽管它们在质量比上处于相同的数量级。
2013-06-19 gr-qc
Gravitational self-force on generic bound geodesics in Kerr spacetime
在这项工作中，我们提出的第一个计算的引力自引力的一般约束测地线在克尔时空中的质量比的一阶。也就是说，由于自身对引力场的影响，一个紧凑的物体绕着一个更大的旋转黑洞运行时，对运动方程的局部修正。这包括耗散效应和保守效应。我们的方法建立在和扩展早期的方法计算赤道轨道上的引力自作用力。特别地，我们从Weyl标量$ψ_4$中重建出射辐射规范中的局部度规扰动，而这又是通过使用半解析频域方法求解Teukolsky方程得到的。随后使用（球形）$l$模式正则化获得引力自作用力。我们测试我们的实现比较大的$l$ -行为对分析已知的正则化参数。此外，我们验证了我们的结果进行比较的长期平均变化的能量，角动量，卡特常数的变化，这些常数的运动推断从引力波通量到无穷大和向下的地平线。
2017-11-27 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
Gauge and Averaging in Gravitational Self-force
以前处理引力自作用力的困难在于，只有在特定规范（洛伦兹规范）中才有明确的力的公式，而一旦洛伦兹规范力已知，其他规范中的力必须通过变换定律来找到。对于一类满足"宇称条件“的规范，确保粒子的哈密顿质心是明确的，我表明，引力自作用力总是由裸引力的角平均。为了得到这个结果，我用一种新的方法取代了以前工作的计算策略，其中力的形式首先通过简单的操作固定到一个规范不变的部分，然后通过在专门设计的规范中工作来确定该部分，以简化计算。由于完全避免了阿达玛展开，并且度规微扰采用了非常简单的形式，因此这比洛伦兹规范提供了显著的计算节省。我还表明，由于一阶自作用力的影响，粒子的静止质量不会演变。最后，我考虑了“模和正则化”方案，用于计算黑洞背景时空中的自作用力，并使用力的角平均形式来表明，在所有宇称正则规范中可以执行相同的逐模减法。似乎合理的是，适当修改版本的雷奇-惠勒和辐射计（方便史瓦西和克尔，分别）是在这一类。
2011-09-14 gr-qc
Gravitational self-force corrections to tidal invariants for particles on eccentric orbits in a Schwarzschild spacetime
在引力自作用力框架下，研究了史瓦西时空中沿稍偏心赤道轨道运动的粒子引起的潮汐效应。我们计算的质量比的电型和磁型潮汐张量的本征值的第一阶（保守）的修正到第二阶偏心率和通过9.5后牛顿秩序。从而推广和恢复了以往关于圆轨道的结果。
2018-06-18 gr-qc
Limitations of the adiabatic approximation to the gravitational self-force
一个在大得多的黑洞场中运动的小物体，在自身引力的作用下，在大黑洞的背景时空中，沿着一条加速的世界线运动。加速度是由物体的重力自作用力产生的，而重力自作用力是由物体的延迟引力场构成的。引力自作用力的绝热近似是从半滞后场减去半超前场得到的;它产生的耗散效应与真实的自作用力相同。我们认为绝热近似是有局限性的，因为它抛弃了导致某些轨道根数长期演化的重要保守项。我们进一步认为，这种长期的演变有可测量的后果，特别是，它会影响相的轨道和相关联的引力波。我们的论证建立在一个简单的玩具模型上，这个模型涉及一个在中心质量的弱引力场中缓慢运动的点电荷;电荷也受到它的电磁自作用力的影响。在这个简单的上下文中，真实的自作用力是明确已知的，它可以干净地分为保守和辐射反应部分。我们观察到，保守的一部分，自我的力量产生长期回归的轨道的近心点。我们解释了如何在玩具模型的基础上得出的结论可以扩展到引力自作用力，快速运动和强场。虽然绝热近似的局限性在后牛顿的背景下是相当严重的，在这种背景下，运动是缓慢的，引力场是弱的，但它们似乎对快速运动和强场没有那么严重。
2005-11-28 gr-qc
Scalar, electromagnetic, and gravitational self-forces in weakly curved spacetimes
我们计算了一个点标量电荷，一个点电荷，和一个质点在一个弱弯曲的时空中运动所经历的自作用力，该时空的特征是一个与时间无关的牛顿势。自作用力的计算方法是首先计算弱弯曲时空中标量场、电磁场和（线性化）引力场的延迟格林函数，然后计算粒子过去世界线上的积分。在这三种情况下，自作用力都包含保守和非保守（辐射-反作用）两部分。自作用力的保守部分与时空中物质的存在直接相关。另一方面，自作用力的辐射反作用部分对物质的存在不敏感。我们关于引力自作用力的结果是令人不安的：在这个近似水平上，辐射-反作用力不应该出现在运动方程中，而且它肯定不会引起辐射反阻尼。本文的最后一部分试图通过将其置于后牛顿N体问题的背景下来理解这一结果。
2001-09-12 gr-qc
Analytic determination of high-order post-Newtonian self-force contributions to gravitational spin precession
继续我们的分析计算的一阶自作用力的贡献的“大地”自旋进动频率的一个小的自旋体绕一个大的（非自旋）的身体，我们提供的精确表达式的第十和第十和第一个半后牛顿条款。我们还介绍了一种新的方法来解析计算的自力正则化参数的基础上WKB分析的径向和角度方程满足的度量扰动。
2015-03-04 gr-qc
Derivation of Gravitational Self-Force
我们分析的问题"粒子运动“在广义相对论在一个系统的和严格的方式，通过考虑一个参数家庭的度量对应于有一个机构（或黑洞），是"缩小”到零的大小和质量以适当的方式。我们证明了这样一个单参数族的极限世界线必须是背景度规的测地线，并得到了首阶微扰修正，其中包括引力自作用力、自旋力和测地线偏差效应。与我们的严格微扰结果相关联，MiSaTaQuWa方程的状态被解释为候选的“自洽微扰方程
2009-07-02 gr-qc
Gravitational self force and gauge transformations
我们探讨如何引力自力（或“辐射反应”力），作用于弯曲时空中的点状测试粒子，是在规范变换修改。我们推导出一般变换定律，用与规范变换相关的无穷小位移矢量来描述自力的变化。基于这个变换定律，我们将Mino等人和Quinn和Wald（最初在调和规范中制定）的正则化处方扩展到任意规范。然后，我们扩展的方法的模式和正则化（这提供了一个实用的手段计算正则化的自我力，最近被应用到调和规范引力自我力）到任意规范。我们发现该方法中的正则化参数是与规范无关的。我们还探讨了自作用力从谐波规范到Regge-Wheeler规范和辐射规范的规范变换，重点关注这些规范变换的规律性。我们的结论是，在Schwarzschild时空中的自作用力的Regge-Wheeler规范的变换是正规的径向轨道和不规则的，否则，而辐射规范的变换是不规则的所有轨道。
2001-07-16 gr-qc
Computing the gravitational self-force on a compact object plunging into a Schwarzschild black hole
我们计算作用在径向落入史瓦西黑洞的粒子上的引力自作用力（或"辐射反作用力“）。我们的计算是基于“模式总和”的方法，其中首先计算个人$\ell$ -多极贡献的自作用力（通过数值积分解耦扰动方程），然后正则化的总和模式，通过应用一定的分析程序。我们证明了这种方法的等价性与$ζ-$功能计划。通过在大$\ell$上采用解析近似，模和级数的收敛速度在这里得到了相当大的提高（从而显著地降低了计算要求）。
2002-08-29 gr-qc
Force measurements of a superconducting-film actuator for a cryogenic interferometric gravitational-wave detector
我们测量了在近77 K的大规模低温引力波望远镜（LCGT）项目的驱动器与YBCO薄膜所施加的力。由1.6微米厚度和0.81平方厘米面积的YBCO膜和螺线管线圈组成的致动器在测试质量上施加高达0.2mN的力。该驱动器系统可用于位移LCGT的反射镜，实现干涉仪的条纹锁定。
2002-06-04 gr-qc
Gravitational spin-orbit coupling through third-subleading post-Newtonian order: from first-order self-force to arbitrary mass ratios
利用相对论引力散射的简单而显着的性质，我们使用一阶自作用力（线性质量比）的结果，以获得任意质量比的结果，为完整的第三次主导后牛顿（4.5PN）的自旋轨道部门的自旋二进制保守动力学的修正，一般（绑定或未绑定）的轨道和自旋方向。因此，我们改进了旋转双星的引力波模型的重要成分，并通过与对齐自旋数值模拟的二进制黑洞进行比较，证明了精度的提高。
2020-06-19 gr-qc
Universal gravitational self-force for a point mass orbiting around a compact star
本文研究了质点围绕非旋转致密星圆轨道运动的引力自力，发现附加自力可由普适频率函数与潮汐形变率乘积表征，为极端质量比旋近波形建模及检验广义相对论奠定基础。
2024-06-04 gr-qc
Nonlocal Gravity: Modification of Newtonian Gravitational Force in the Solar System
非定域引力（NLG）是爱因斯坦引力理论的经典非定域推广，与介质的非定域电动力学密切相似。看来万有引力相互作用的非定域性可以模拟暗物质。在NLG的牛顿体系中，我们研究了由于有效暗物质的存在而导致的引力偏离牛顿平方反比定律的现象。特别是，我们计算出太阳系中这种偏差的大小为100个天文单位。此外，我们还对NLG的倒易核的短程参数给出了一个改进的下限。
2022-09-09 gr-qc
Entropic force, running gravitational coupling and future singularities
运行的引力耦合和熵力对未来奇点的影响被认为是。虽然量子修正可以消除未来的奇点或改变奇点的类型，但将运行的引力耦合视为能量密度的函数并不会改变奇点的类型，而是会延迟奇点发生的时间。发现熵力用$II$（$a=$常数，$H=$常量，$\dot{H} \to \infty$、$p \to \infty$、$ρ\to \infty$），其不同于先前已知的类型$III$并去除$w$ -奇异性。我们还考虑了一个有效的宇宙学模型，并表明，$I$和$II$类型被替换的奇异性类型$III$。
2014-02-24 gr-qc
Gravitational lensing in spherically symmetric static spacetimes with centrifugal force reversal
在史瓦西时空中，半径坐标的值$r=3m$具有三个不同的性质：（a）存在"光球“，（b）存在”离心力反转“，（c）它是不透明史瓦西源作为引力透镜产生无限多图像的上限半径。在本文中，我们证明了一个定理的效果，这三个性质是密切相关的{ \em任何}球对称静态时空。我们用黑洞时空和Morris-Thorne虫洞的例子来说明一般结果。
2001-08-01 gr-qc
Gravitational self-force corrections to gyroscope precession along circular orbits in the Kerr spacetime
我们推广到克尔时空以前的引力自作用力的结果陀螺仪进动沿圆轨道的史瓦西时空。特别地，我们给出了对任意Kerr自旋参数有效的规范不变旋进函数沿圆测地线的高阶后牛顿展开式，并表明这些结果与完全后牛顿保守动力学的结果一致。最后，我们提出了强场数值数据的克尔自旋参数的范围内，GSF-PN的结果，和预期的轻发散行为的协议。这些结果为Kerr时空中的自力计算提供了有用的测试基准，并为有效单体模型中自力数据转化为自旋-自旋耦合提供了一条途径。
2018-09-07 gr-qc
Gravitational self-force corrections to tidal invariants for particles on circular orbits in a Kerr spacetime
我们推广到Kerr时空中现有的粒子围绕Schwarzschild黑洞沿圆形轨道运动的潮汐不变量的自作用力结果。我们得到线性质量比校正的二次和三次电型不变量和二次磁型不变量的系列旋转参数到四阶。然后，我们构建的电力和磁潮汐张量的本征值和分析计算它们通过高后牛顿订单。
2018-06-22 gr-qc
Gravitational Self-Force Regularization in the Regge-Wheeler and Easy Gauges
我们提出了数值计算结果的引力自作用力和红移不变量的Regge-Wheeler和Easy规的圆形轨道在史瓦西背景下，利用正则化框架介绍了庞德，梅林和巴拉克。数值计算是在频域中进行的，并且需要单个二阶常微分方程的积分，大大提高了传统洛伦兹规范数值方法的计算时间。一个足够高的阶，解析扩展的Detweiler-Whiting奇异场规范变换到Regge-Wheeler和Easy规范，并用于构建张量谐波模式和正则化参数。通过将Lorenz规范自引力明确地规范变换为Regge-Wheeler规范和Easy规范，我们将我们的结果与Lorenz规范中计算的引力自引力进行了比较，发现我们的结果对于轨道半径为$r_0=6M$的情况，相对精度为$10^{-15}$，对于轨道半径为$r_0=10M$的情况，相对精度为$10^{-16}$.
2019-05-08 gr-qc
Gravitational Radiation
重力是自然界的基本力之一，也是大多数天文系统中的主导力。和所有其他现象一样，引力必须服从狭义相对论的原理。特别是，引力的传输或传递速度不能超过光速。这意味着当一个物体的引力场发生变化时，变化会通过空间向外传播，并在有限的时间内到达其他物体。这些涟漪被称为引力辐射或引力波。本文简要介绍了引力辐射物理学，包括适合非专业科学家的技术材料。
2000-03-16 gr-qc
High post-Newtonian order gravitational self-force analytical results for eccentric orbits around a Kerr black hole
本文首次解析计算了{ \it偏心}轨道上小质量粒子围绕{\it自旋}黑洞的Detweiler-Barack-Sago规范不变红移函数。我们的结果给出了混合偏心率和自旋效应的红移贡献，通过偏心率的二阶，自旋参数的二阶，和8.5后牛顿阶。
2016-02-26 gr-qc
Gravitational self-force in non-vacuum spacetimes: an effective field theory derivation
本文利用弯曲时空中的有效场论研究了非真空时空中小型致密物体的运动。虽然真空公式在许多天体物理学背景下是足够的，但也有一些应用，例如在过度充电问题的背景下，自作用力在执行宇宙审查中的作用，这需要扩展到非真空状态。非真空时空中的自作用力问题的一个重要特征是引力场和非引力场扰动之间的耦合。非真空时空的自力问题的表述最近由Zimmerman和Poisson [1]以及Linz，Friedmann，Wiseman [2]同时发表的论文中提供。在这里，我们的区别在于我们是用有效作用量而不是场方程来研究的。该形式利用Zimmerman和Poisson [1]开发的多指标符号来适应不同场之间的耦合。使用维正则化，我们到达一个有限的表达局部的自我力量表示的多指标量评估的背景时空。然后，我们应用形式主义计算耦合的引力自作用力在两个明确的情况下。首先，我们计算了在标量真空时空中运动的具有标量荷的大质量粒子的自作用力。然后，我们推导出一个带电的，大质量的粒子在电真空时空中移动的自作用力的表达式。在这两种情况下，力都被表示为包含在背景时空中定义并在粒子当前位置计算的张量的局部项之和，以及依赖于粒子过去历史的尾积分。
2015-07-13 gr-qc
Non-Newtonian Dynamic Gravitational Field from The Longitudinally Asymmetric Rotating Objects
旋转半球的质心的动态移动提示我们一个问题，即它的物理后果可能是什么。尽管已知加速物体会产生引力场，但没有已知的来自旋转球体的外部动态引力，其中各个质量分量处于恒定加速度。然而，Thirring的“诱导离心力”和旋转球壳内沿纵轴的力的分量表明，它们是依赖于$ω^2$的非辐射动态力。在这份报告中，Thirring的力推导通过考虑分量的加速度的旋转半球在弱场近似。这个新的解析解提供了从快速旋转的宇宙天体观测到的喷流现象的引力解释，这要求我们对宇宙的理解进行重大修改，因为它表明在我们的宇宙中存在着强大的，长距离的，非牛顿的动力学引力。这也提出了一个有趣的问题，即如何通过配置旋转源的特定几何形状来最大化给定质量的偶极矩强度。
1997-06-16 gr-qc
Self-force gravitational waveforms for extreme and intermediate mass ratio inspirals. III: Spin-orbit coupling revisited
将一阶、二阶耗散自力和一阶保守自力与自旋轨道耦合作用一起应用于史瓦西黑洞时空中测试质量的准圆运动，得到了极端或中等质量比的结果.由于自作用力的引力波形的部分移相（在该顺序是独立的系统的质量比）进行了比较与自旋轨道耦合。我们发现，准确的波形参数估计需要包括这两个影响。具体地说，我们找到一个特定的值的自旋参数，使自旋轨道效应抵消了自作用力的影响的波形。因此，排除与质量比无关的失相效应可能导致系统参数估计中的非微扰误差。
2015-04-30 gr-qc
Self-force effects in post-Minkowskian scattering
本文在双体引力散射背景下重新审视弱场时空中的粒子自力问题，解析计算了标量、电磁和引力自力并结合测地线计算，给出了二阶后闵可夫斯基阶下双体散射的完整显式解与守恒量，为高阶计算奠定基础。
2024-06-04 gr-qc
Low multipole contributions to the gravitational self-force
本文计算了非正则化偶极子和偶极子对小质量粒子在围绕史瓦西黑洞的圆形轨道上的自作用力的贡献。从自作用力的观点来看，这些非辐射模式与l大于2的辐射模式一样重要。事实上，我们证明了偶极自作用力如何在牛顿水平上对动力学做出贡献。粒子的自加速是一个固有的规范依赖概念，但洛伦兹规范往往是首选，因为它的双曲波算子。我们的结果是在洛伦兹规范，也得到了封闭的形式，除了偶宇称偶极的情况下，我们制定和实施的数值方法。
2003-12-01 gr-qc
Self-force via $m$-mode regularization and 2+1D evolution: III. Gravitational field on Schwarzschild spacetime
这是一系列论文中的第三篇，旨在发展一种实用的时域方法来计算克尔时空中的自作用力。该方法的关键是（i）用适当的解析“穿刺”去除扰动场的奇异部分，（ii）在方位角上分解扰动方程（$m$ -）模式，利用Kerr背景的轴对称性，（iii）用有限差分方案在2+1维中的单个$m$ -模式的数值演化，以及（iv）从模态和重构局部自作用力。在这里，我们报告的第一个实现的方法来计算重力的自我力量。我们在洛伦兹规范中工作，直接求解2+1维中的度规微扰。模式$m=0,1$包含非辐射片段，其时域演化受到某些规范不稳定性的阻碍。我们详细研究了这个问题，并提出了解决方法。在目前的工作中，我们使用史瓦西几何作为发展的平台，在即将发表的论文-系列的第四篇-我们将我们的方法应用到克尔几何中的引力自作用力。
2012-11-19 gr-qc
Gravitational self-force in nonvacuum spacetimes
到目前为止，引力自力是在背景时空中表述的，在背景时空中度规是真空中爱因斯坦场方程的解。虽然这个公式足以描述小物体围绕黑洞的运动，但其他应用需要一个更一般的公式，允许非真空背景时空。我们提供了一个基础，这样的扩展，并进行了具体的制定的重力在两个特定的情况下。首先，我们考虑一个质量为$m$和标量电荷为$q$的粒子在含有背景标量场的背景时空中运动。在第二部分中，我们考虑了质量为$m$、电荷为$e$的粒子在电真空时空中的运动。自作用力包含了引力摄动与标量场或电磁场摄动之间的所有耦合。它被表示为包含在背景时空中定义并在粒子当前位置计算的张量的局部项之和，以及依赖于粒子过去历史的尾积分。因为这样的表达式很少是一个有用的出发点明确评估的自我力，我们还提供了协变表达式的奇异电位，表示为当地的世界线附近的扩展;这些可以参与建设的有效扩展源的正规潜力，或在计算正则化参数时，自我力计算为球谐模式的总和。
2014-06-19 gr-qc
Generic effective sources for first-order in mass-ratio gravitational self-force calculations in Schwarzschild spacetime
本文提出了一种通用有效源方法，用于在Schwarzschild时空计算极端质量比引力自力，通过四元分解和角调制实现连续性，提高数值效率。
2025-11-25 gr-qc
Multi-scale analysis of the electromagnetic self-force in a weak gravitational field
本文研究带电粒子在弱引力场中的运动。除了由一个大的中心体施加的牛顿引力外，粒子还受到一个电磁自作用力的作用，该电磁自作用力包含一个保守部分和一个辐射反应部分。这个玩具问题具有强场引力自作用力问题的许多特征，而且它足够简单，可以用数值方法精确求解，也可以用解析方法近似求解。我们提交的运动方程的多尺度分析，我们检查的保守和辐射反应件的自我力量的作用。我们发现，辐射反作用力驱动长期的轨道的semilatus直肠和偏心率的变化，而保守力驱动长期回归的近心点，并影响轨道的时间函数;忽略保守项，因此可以引起一个重要的定相误差。接下来，我们将研究在轨道演化的可靠绝热近似公式中可能需要什么;这将捕获轨道中的所有长期变化，并丢弃所有不相关的振荡。我们的结论是，这样的近似将是非常困难的，制定没有先验知识的精确解。
2007-12-18 gr-qc
Gravitational self-force on eccentric equatorial orbits around a Kerr black hole
本文首次计算了质量比为一阶的Kerr黑洞偏心赤道轨道上的致密小天体的引力自作用力。这是对物体运动方程的逐点修正（包括保守的和耗散的），因为它自己的引力场被视为对背景克尔时空的线性扰动，而背景克尔时空是由大得多的旋转黑洞产生的。计算建立在最近的进展上构建本地度规和自作用力从Teukolsky方程的解决方案，这导致了计算Detweiler-Barack-Sago红移不变量偏心赤道轨道周围的克尔黑洞在以前的文件。在推导出从Weyl标量$ψ_4$获得自作用力的必要表达式后，我们对方法和数值实现进行了几次一致性检查，包括检查将自作用力的轨道平均与系统外的能量和角动量的平均通量相关联的平衡定律。特别注意的是在我们的方法中的频率模式的总和的逐点收敛特性，确定一个系统的固有损失的精度，任何频域计算的离心轨道上的自作用力必须克服。
2016-08-17 gr-qc
A consequence of the gravitational self-force for circular orbits of the Schwarzschild geometry
一个小质量的μ绕着一个质量大得多的黑洞M的轨道运动，它沿着一条世界线运动，这条世界线偏离黑洞几何的测地线O（μ/M）。这种偏离被认为是由度规微扰h_{ab}相对于μ的引力自作用力引起的。对于非旋转黑洞的圆形轨道，我们数值计算了O（μ/M）对轨道频率和世界线上真时通过率的影响.这两种效应与h_{ab}的量规选择无关，原则上是可以观察到的。对于遥远的轨道，我们的数值计算结果与包含（v/c）阶项的后牛顿分析一致^[6]。
2008-04-22 gr-qc
Combined gravitational and electromagnetic self-force on charged particles in electrovac spacetimes
我们考虑带电粒子在弯曲时空中运动的自作用力，将以前的研究扩展到引力和电磁扰动可比的情况。粒子自作用力的形式表达式$f^{ret}_α$，用延迟扰动场表示，是发散的，需要重整化来求出粒子在质量$m$和电荷$e$的线性阶的加速度。我们假设，在以前的工作中的洛伦兹规范，重整化的加速运动包括一个角度平均和质量重整化。利用扰动电磁场和扰动引力场的短程展开，我们证明了重整化等价于从模和正则化中得到的重整化，其中从用延迟场表示的自作用力的表达式中减去一个只包含模和中的前导项和次前导项的奇异部分场。我们的结果中最引人注目的部分是，由于一个显著的抵消，重整化不涉及电磁场和引力场的混合。特别地，重整化质量通过减去（1）沿加速轨道运动的点电荷的纯电磁贡献和（2）沿相同轨道运动的质点的纯引力贡献而获得。在模和正则化中，相同的抵消意味着所需的正则化参数是它们的纯电磁值和引力值的和。
2014-06-19 gr-qc
The gravitational self-force
自作用力描述了粒子自身的引力场对其运动的影响。虽然运动在测试质量极限下是测地线，但它被加速到粒子质量的一阶。在这篇文章中，我回顾了自作用力的基础，并展示了如何通过扰动度规的匹配渐近展开来确定小黑洞的运动。接下来，我考虑一个质点的情况，并表明，虽然延迟场是奇异的世界线上，它可以明确地分解成一个奇异的一块，不施加任何力，和一个光滑的剩余部分，是负责的加速度。我还描述了最近一些工作者所做的努力，他们计算了一个小物体在一个大得多的黑洞场中运动时的自作用力。这项工作的动机部分是由激光干涉仪空间天线提供的，它将对低频引力波敏感。这个探测器的来源之一是围绕大质量（星系）黑洞的小型紧凑物体的运动。要计算这种系统发出的波，需要对运动有详细的了解，而不仅仅是测试质量近似。
2004-10-26 gr-qc
Implementation of a GHZ-Teukolsky puncture scheme for gravitational self-force calculations
为满足极端/中等质量比旋进后绝热模型的二阶引力自作用力计算需求，实现结合Green-Hollands-Zimmermann度规重构的Teukolsky穿刺方案，解决标准方法的规范奇点问题，验证了史瓦西圆轨道场景并讨论克尔时空下的相关研究路径。
2024-11-01 gr-qc
Second-order gravitational self-force
使用严格的匹配渐近展开法，我推导出一个小的，紧凑的身体在外部真空时空的运动方程，通过二阶的身体的质量（忽略内部结构的影响）。在满足爱因斯坦二阶方程的局部正则几何中，运动是测地线。我概述了一种方法，数值获得度量的规则的几何形状和完整的二阶度量扰动产生的身体。
2012-06-27 gr-qc
Gravitational Self-Force Correction to the Binding Energy of Compact Binary Systems
利用二元黑洞力学第一定律，计算了两个非自旋致密天体在频率为ω的圆轨道上运动时的结合能E和总角动量J，其阶数超过了试验粒子近似.通过最小化E（Ω），我们恢复的史瓦西最里面的稳定的圆形轨道的引力自作用力的保守片引起的确切的频率偏移。将我们的坐标不变关系E（J）的结果与最近从可比较质量的非自旋黑洞双星的数值模拟中获得的结果进行比较，我们发现即使在强场区域也有非常好的一致性。我们的研究结果证实，微扰计算的有效性域可能会远远超出极端的质量比限制。
2012-04-03 gr-qc
Quasi-local contribution to the gravitational self-force
在真空背景时空中运动的点粒子的引力自作用力可以表示为对粒子过去世界线的积分，即所谓的尾项。在本文中，我们考虑通过对过去世界线的一部分进行积分而获得的自作用力，该世界线将适当的时间$Δτ$延伸到过去，前提是$Δτ$不延伸到粒子的正常邻域之外。我们将这个"准局部“片段表示为适当时间间隔$Δτ$中的幂级数。我们认为，从对称性和尺寸的考虑，在这个幂级数的$O(Δτ^0)$和$O(Δτ)$项必须消失，并计算前两个非消失的条款发生在$O(Δτ^2)$和$O(Δτ^3)$。展开式中的系数仅取决于粒子的四个速度和外尔张量及其在粒子位置处的导数。这一结果可能是有用的基础，为一个实用的计算方法的引力自作用力在克尔时空，其中的一部分，在遥远的过去的尾巴积分的数值计算从一个模式和分解。
2004-12-02 gr-qc
