Stability Analysis of Stellar Radiating Filaments
对$f(R,T,R_{μν} T^{μν})$重力作用下的各向异性耗散圆柱坍缩模型进行了稳定性分析。在这种情况下，流体动力学方程的修改版本的动力学方程和径向摄动格式进行了探讨。我们研究了绝热指数，耗散以及特定的宇宙学模型的动力学不稳定性的发展中的圆柱形系统，最初在流体静力学平衡与牛顿和后牛顿近似的发病的作用。指出$f(R,T,R_{μν}T^{μμν})$引力的额外曲率项使系统稳定性增加，而热辐射则使系统进入不稳定窗口。进一步揭示了绝热指数在柱天体模型稳定性分析中的重要意义。
2017-09-12 gr-qc
The Quadrupole Moment of Compact Binaries to the Fourth post-Newtonian Order: II. Dimensional Regularization and Renormalization
在广义相对论的四阶后牛顿近似下，研究了无自旋的螺旋型致密双星辐射质量型四极矩的正则化和重整化.从保守的4PN运动方程中可以清楚地看出，为了正确地处理引力波在向未来的零无穷远传播过程中所经历的非线性相互作用，必须实现维数正则化。通过实施这样的程序，我们表明，来自源的时刻（计算在同伴文件）的极点是完全取消的辐射时刻，预期的物理量。因此，我们定义并获得了一个“重整化”源四极，三维的性质，这是一个重要的一步计算的引力波通量与4PN精度。此外，我们明确证明了之间的等价性的维正则化和以前使用的Hadamard partie finie计划的3PN顺序。
2022-06-20 gr-qc
Gravitational waves, black holes and cosmic strings in cylindrical symmetry
柱对称Einstein引力场中的引力波用一个有效能量张量来描述，该张量的形式与无质量Klein-Gordon场的形式相同，而引力势是牛顿势的推广.引力波和物质的能量动量矢量是相对于时间的正则流定义的。结合的能量动量是协变守恒的，相应的电荷是修正的索恩能量。能量守恒被表述为第一定律，将能量的梯度表示为功和能量供应项，包括引力波的能流。沿着捕获视界投影这个方程产生黑洞动力学第一定律，其中包含涉及面积和表面引力的预期项，其中动态表面引力是相对于时间的正则流定义的。动力学宇宙弦的第一定律也是如此。爱因斯坦方程可以写成三个波动方程加上第一定律，每个波动方程的源都由物质和引力波的能量张量决定。
2000-04-13 gr-qc
Geometrical and physical interpretation of the Levi-Civita spacetime in terms of the Komar mass density
我们重新解释的圆柱对称，静态真空Levi-Civita度规，已知的外尔，爱因斯坦-罗森，或卡斯纳类坐标。尽管无限轴源，我们通过紧化和紧化半径的随后的爆破推导出它的科马尔质量密度。我们表明，在爱因斯坦-罗森框架中计算的Komar质量密度$μ_K$，作为度量参数时，具有许多优点。它消除了参数空间的双重覆盖，在平坦时空中消失，当它很小时，它对应于无限弦的质量密度。在全面分析了局部和全局几何之后，我们继续对列维-奇维塔时空进行物理解释。首先，我们证明了牛顿引力是吸引力，其大小随着所有正的$μ_K$单调增加，在“径向”方向上渐近到适当距离的倒数。其次，我们揭示了附近测地线之间的潮汐力（因此爱因斯坦意义上的引力）在$μ_K=1/2$达到最大值，然后渐近地减小到零。因此，从物理学的观点来看，列维-奇维塔时空的科马尔质量密度包含两个贡献：牛顿引力和加速度效应。$μ_K$的增加加强了牛顿引力，但也使磁力线越来越平行，最终通过等效原理将牛顿引力转化为纯加速度场，将列维-奇维塔时空转化为平坦的林德勒时空。在几何图像中，$μ_K$从零增加到$\infty$，时空的平面部分变形为越来越深的漏斗，最终退化为圆柱拓扑。
2022-10-03 gr-qc
Physical Interpretation of Cylindrically Symmetric Static Gravitational Fields
根据爱因斯坦引力，在时空维度大于或等于4时，确定了静态圆柱形物质分布的内部性质与外部时空度规之间的显式关系。这是通过在横向坐标中使用各向同性的坐标系来实现的。作为推论，对于大于或等于3维的Brans-Dicke引力中的球形物质分布，也得到了类似的结果。这里使用的方法导致的一致性条件，这些参数表征外部度量。它表明，这些条件是等价的流体静力平衡的物质分布的要求（广义Oppenheimer-Escheroff方程）。这些条件导致了一个一致的牛顿极限，其中压力和引力常量以相同的速率变为零。
1997-05-15 gr-qc hep-th
The effect of radiative gravitational modes on the dynamics of a cylindrical shell of counter rotating particles
在本文中，我们考虑的相对论动力学的圆柱壳的反向旋转粒子的一些方面。从某种意义上说，它们是最简单的系统，具有物理上可接受的物质含量，在明确定义的意义上显示出与引力场辐射模的相互作用。这些系统以前已经分析过，但在大多数情况下，诉诸近似，或考虑一个特定的形式的初始值数据。在这里，我们表明，存在一个家庭的解决方案，在壳内的时空是平坦的和运动方程的壳完全从引力模式。壳层的运动由一个方程控制，该方程的形式与时间无关的一维势中的粒子的运动形式相同。我们发现，在适当的初始条件下，可以有崩溃，有界周期，和无界的运动。我们还分析和解决的线性化方程，描述系统的动态附近的一个稳定的静态解决方案，保持定期内部。这里令人惊讶的结果是，壳的运动完全由引力场辐射模式的配置决定。特别是，有振荡的解决方案，为任何选定的时期，与“近似牛顿加上小辐射修正”的运动预期。我们评论这些结果的物理意义，并提供了一些明确的例子。我们还讨论了我们的结果的线性化动力学的壳的初值问题的关系。
2011-06-16 gr-qc
Centrifugal force induced by relativistically rotating spheroids and cylinders
本文从牛顿球壳的引力势出发，讨论麦克斯韦理论中带电旋转长球壳。特别地，我们考虑两个共焦的带电荷的壳层，它们以这样一种方式反向旋转，即外壳层外没有磁场。在爱因斯坦理论中，我们在长椭球几乎是圆柱形的区域求解恩斯特方程;在赤道区域，精确的刘易斯“旋转圆柱”解是由空间束缚系统的极限过程导出的。在第二部分中，我们分析了两个圆柱壳在相反的方向旋转，在这样一种方式，静态Levi-Civita度规产生的外部和没有角动量通量逃逸到无穷大。因此，在这个模型中，没有任何近似或解释上的困难，表现出内圆柱内部平坦空间中的局部惯性系的旋转。内圆筒内相对于从无穷远看不旋转的轴保持静止的测试颗粒经历离心力。虽然那里的时空是闵可夫斯基的，但是这个空间是旋转的，所以相对于局部惯性系，粒子是在绕着一个圆形轨道运动。
2011-02-25 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
Newtonian and general relativistic contribution of gravity to surface tension of strange stars
表面张力（S）是由于颗粒在表面所经受的向内的力，并且通常重力在该力中不起重要作用。但是在致密星中，作用在粒子上的引力非常大，人们发现S不仅取决于奇异夸克物质中的相互作用，而且还取决于恒星的结构，即它的质量和半径。事实上，最近有人声称，空间探测器INTEGRAL从银河系隆起观测到的511 keV光子可能是由于电子正电子湮没，它们的来源可能是反夸克星外的正电子云。这样的恒星，如果它们存在的话，也可能在很大程度上解释宇宙的反重子赤字。要做到这一点，S必须足够高，以允许在宇宙形成的早期阶段诞生的夸克/反夸克星存活下来。高S值也可能有助于解释超新星爆炸后延迟的伽马射线暴，因为发生了从正常物质到奇怪物质的转换。本文还讨论了表面波形成的可能性。
2005-07-26 astro-ph gr-qc
Gravitational Recoil of Inspiralling Black-Hole Binaries to Second Post-Newtonian Order
引力辐射导致的线动量损失以及由此引起的黑洞双星系统的引力反冲可能在早期星系中大质量黑洞的生长中起重要作用。本文计算了非自旋黑洞双星在后牛顿第二阶（2 PN）的引力反冲，首次得到了由波尾引起的1.5PN修正项和下一个2 PN项.我们发现，由二进制所经历的净反冲的最大值，由于inspiral阶段的最内稳定圆轨道（ISCO）的顺序为22公里/秒。然后，我们估计的反冲速度积累的暴跌期间从ISCO到地平线的整合动量通量使用的2 PN公式沿暴跌测地线的史瓦西度规。我们发现，暴跌的贡献占主导地位的inspiral。对于质量比m_2/m_1=1/8，我们估计总反冲速度（由于绝热和倾伏阶段）为100 +/- 20 km/s。对于0.38的比率，反冲是最大的，我们估计它是250 +/- 50 km/s。在小质量比的极限下，我们估计V/c约为0.043（1 +/- 20%）（m_2/m_1）^2。我们的估计与Favata等人（2004）的估计一致，但范围要窄得多。
2005-08-25 astro-ph gr-qc
Relativistic Models of Galaxies
在圆柱坐标系中的一种特殊形式的各向同性度规被用来构造可以被解释为广义相对论版本的牛顿引力模型中用来模拟星系中物质的三维分布的一些著名的势-密度对。计算了前两个Miyamoto-Nagai势和Satoh势的能量动量张量分量。这三种势产生了物质的分布，其中所有的张力都是压力，所有的能量条件都满足一定的自由参数范围。几个非平面测地线轨道计算的潜力之一，并与牛顿的情况进行比较。旋转也被纳入到模型和源旋转上的旋转配置文件的影响计算作为一阶校正，通过使用近似形式的克尔度量在各向同性坐标。
2005-07-18 astro-ph gr-qc
A Three-Dimensional Hydrodynamics Code for Modeling Sources of Gravitational Radiation
我们已经开发了一个三维欧拉流体动力学代码来模拟引力辐射源。该代码以圆柱坐标$(\varpi,z,φ)$编写，并在$\varpi$和$z$方向上具有移动网格。我们利用牛顿引力理论，在四极近似下计算了引力辐射。此代码已在各种问题上进行了测试，以验证其准确性和稳定性，这些测试的结果报告在这里。
1994-09-26 astro-ph gr-qc
An Isolated Gravitational Dipole Moment Placed at The Center of the Two Mass Pole Model Universe
在宏观尺度上，旋转半球的质心的意外动态移动产生了广义相对论偶极子场。这就引出了一个问题：它的宇宙学意义可能是什么？如Bass和Pirani所报道的，均匀旋转的球体具有依赖于纬度的质量密度分布的效果，这是旋转的球形质量壳中心附近的Thirring测地线方程中的“诱导离心力”的原因。另一方面，人们会期望质量分量的恒定加速度可能导致广义相对论性引力场。这种效应的分量累积表现为旋转半球质量壳中的非零引力偶极矩。本报告讨论了置于两质量极模型宇宙中心的引力偶极矩所经历的这种非牛顿力及其与观测到的来自遥远星系的异常红移的相关性。
1997-07-08 gr-qc
MICROSCOPE's constraint on a short-range fifth force
显微镜实验旨在通过比较受静电力控制的圆柱形“自由下落”试验块的低频动态，检验空间弱等效原理。我们使用技术会议期间采取的数据，旨在估计MICROSCOPE的传感器的静电刚度，以约束从牛顿引力的短程汤川偏差。我们利用的事实是，在小位移的限制，嵌套的圆柱体之间的引力相互作用（牛顿和Yukawa）是线性的，因此简单地由刚度的特点。通过测量当测试质量移动时作用在测试质量上的力的总刚度，并将其与理论静电刚度（预期占主导地位）进行比较，可以先验地推断对汤川势参数的约束。然而，我们发现，测量的不确定性主要是由金线用于控制的电荷的测试群众，虽然他们的相关刚度确实小于预期的静电刚度。此外，我们发现了一个非零的不明刚度，这取决于仪器的电气配置，暗示在补丁场效应的存在。加上静电模型的显著不确定性，它们只允许对汤川势的约束很差。这并不奇怪，因为显微镜不是为这种测量而设计的，但这种分析是在太空中进行非牛顿引力新实验研究的第一步。
2021-01-29 gr-qc hep-ph
Shortcomings of Shapiro delay-based tests of the equivalence principle on cosmological scales
天文信使穿越引力场时所经历的“夏皮罗延迟”已被用来限制可能偏离等效原理的情况。用于获得这些约束的标准夏皮罗延迟本身并不是广义相对论中的可观测量，而是通过与基准欧几里得距离进行比较而获得的。在以这种方式获得的约束和表现出违反等效原理的替代理论之间没有映射。然而，即使假设与基准欧几里德距离的比较进行的方式，是有用的一些类的替代理论，我们表明，这些约束的标准计算不能适用于宇宙尺度上，经常这样做。具体来说，我们发现，夏皮罗延迟计算的标准方式（牛顿的潜力消失在无穷大）发散，因为一个包括许多远程源。我们使用一个无限均匀晶格模型来说明这种分歧，也显示了如何发散可以治愈使用费米坐标与观察者。通过这种修正，我们发现Shapiro延迟不再是单调的源的数量。因此，在没有进一步假设和/或观测输入的情况下，不能使用引力场的源的子集来计算Shapiro延迟的保守下界。作为一个例子，我们通过应用费米坐标表达式计算Shapiro延迟的两个目录的星系团，说明依赖于目录的完整性和质量估计的结果。
2019-11-04 gr-qc
Do Black Holes Exist in a Finite Universe Having the Topology of a Flat 3-Torus?
基于微扰理论，我们给出了空间有限的平坦三维环面拓扑宇宙中孤立非旋转恒星外部静态引力场的爱因斯坦方程的精确一阶解.由于图像的方法导致一个发散的庞加莱级数，需要一个正则化，我们分别使用Appell和Epstein zeta函数来实现。这个解依赖于一个新的正常数，这个常数完全由恒星的质量和宇宙的空间体积决定。物理解释是，一个稳定或亚稳定的平衡需要一个拓扑暗能量，它使整个宇宙充满正能量密度和负压力。详细讨论了引力场的性质。特别是，它的各向异性是明确的推导出一个确切的多极展开，这表明在这种情况下，伯克霍夫定理不成立。虽然牛顿势描述的是一个不为零的四极，但并没有偶极，这导致了一个行星在静止时所受到的排斥力。最后，我们提出了黑洞存在于环形宇宙中，黑洞的引力场处于弱场极限的一阶场近似的猜想。
2016-08-10 astro-ph.CO gr-qc
The Milky Way rotation curve in Horava - Lifshitz theory
Horava-Lifshitz（HL）理论作为解决量子引力相关问题的一个可行方案，以及存在一个能够驱动宇宙加速的有效宇宙学常数，近年来引起了人们的极大兴趣。我们在这里表明，在弱场限制，HL的建议导致修改的引力势，因为两个附加项（缩放分别为$r^2$和$r^{-4}$）的牛顿$1/r$潜力。然后，在质量密度只依赖于柱坐标$(R, z)$的假设下，导出了计算扩展系统转动曲线的一般表达式，表明HL修正引起了圆速度对质量函数的依赖，这是该理论的一个新特点。作为第一个探索性的分析，我们然后尝试拟合银河系的旋转曲线，只使用其可见的组件，以查看是否HL修改后的潜力可以替代的暗物质框架。事实证明并非如此，因此我们认为仍然需要暗物质，但暗物质的量和暗晕密度分布必须根据新的HL势进行修订。
2010-03-10 astro-ph.CO gr-qc
