Extremely charged static perfect fluid distributions with dilaton in curved spacetimes
本文在广义相对论框架下研究了带介子场的荷电静态理想流体的分布。我们考虑了爱因斯坦方程化为非线性泊松方程的情形。我们证明了麦克斯韦方程和一个声子方程隐含了电荷、质量和声子电荷密度之间的关系。
2000-05-13 gr-qc
Wormholes in spacetime with torsion
给出了$U_4$理论中的虫洞解析解。讨论了极短程排斥力，有关的自旋角动量的物质，可能是“载体”的异国情调，线程的虫洞喉。
1997-10-21 gr-qc
Quantum Effective Dynamics of Papapetrou Spacetime
本文利用圈量子引力方法研究了带耦合反标量场的 Papapetrou 时空量子有效动力学，构建了量子有效度规，发现量子效应会产生新虫洞喉，且经典虫洞喉在质量极小时消失。
2025-08-09 gr-qc
GravitoMagneto-Hydrodynamics and Spacetime Turbulence in Early Universe
基于电动力学与广义相对论的类比，提出引力电磁世界中的MagnetoHydroDynamics对应模型，用于研究早期宇宙极端相对论流体等紧密束缚时空-物质系统的新物理，并预言可通过引力波观测检验的时空-物质湍流新形式。
2024-04-22 gr-qc
Neutrino trapping in braneworld extremely compact stars
极致密星（ECS）包含被捕获的零测地线。当这类天体进入允许中微子作测地运动的演化阶段时，其内部产生的部分中微子将被俘获，影响其中微子光度和热演化。我们研究了中微子在膜世界ECS中的捕获，假设中微子发射率和无质量中微子均匀分布。在能量密度均匀分布的内部时空和以膜世界“潮汐”参数$b$为特征的Reissner-Nordström几何描述的外部时空的简单模型的框架下，我们给出了中微子俘获效应的效率。对于$b < 0$，外部时空是黑洞型的，而对于$b > 0$，外部时空既可以是黑洞型的，也可以是裸奇点型的。那么ECS表面半径$R$也可以位于不稳定（外部）光子圆形轨道之上。与$b = 0$的标准情况相比，这种基本上是新类型的时空强烈地改变了俘获现象。结果表明，中微子捕获效应略有降低的物理更合理的情况下，$b < 0$的存在下，相比于标准的内部史瓦西时空，而它们可以被放大的正潮汐电荷，如果$b < 1$和降低$b > 1$。然而，潜在的天体物理相关的捕获现象强烈增强的负潮汐电荷，使显着扩大的ECS表面半径的值与最近的观测一致。
2011-08-29 astro-ph.SR gr-qc
Cylindrically symmetric dust spacetime
本文给出了具有圆柱对称性的非均匀尘埃宇宙的爱因斯坦方程的一个显式精确解。时空是极其简单的，但它却有着令人惊讶的新特征。宇宙是“封闭的”，在这个意义上，尘埃从大爆炸奇点膨胀，但又坍缩到大挤压奇点。事实上，这两个奇点是相连的，因此整个时空被“包围”在一个具有一般特征的奇点中。大爆炸对于尘埃来说并不是同时发生的，事实上，尘埃粒子测量的宇宙年龄取决于空间位置，这是由于不均匀性的影响，它们的总寿命没有非零的下限。大坍缩奇点的一部分是裸露的。度规依赖于一个参数，并包含平坦时空作为一个非奇异的特殊情况。对于适当的参数值，时空是闵可夫斯基时空的小扰动。这似乎表明平坦时空可能对某些整体{ \it非真空}微扰是不稳定的。
2000-05-16 gr-qc
Can spacetime torsion source an extremely red-tilted cosmological GW background?
研究表明，时空挠率在暴胀时期通过二阶微扰产生的随机引力波背景（SGWB）具有极端红倾特性，在物质主导尺度上有效张量谱指数约为-6，或可被下一代CMB实验探测，为挠率引力提供证据。
2025-04-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Extremal Kerr-Newman black holes with extremely short charged scalar hair
最近证明的“无短发”定理断言，如果球对称静态黑洞有头发，那么这头发（外场）必须延伸到相应黑洞时空的零圆测地线（“光子球”）之外：$r_{\text{field}}>r_{\text{null}}$。在本文中，我们提供了令人信服的证据表明，该界限可以{ \it违反}的{ \it非}球对称毛状黑洞配置。为此，我们分析探讨的物理性质的云克尔-纽曼黑洞时空-带电旋转黑洞，支持线性静态带电标量配置在其外部区域。
2017-07-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
General black-hole metric mimicking Schwarzschild spacetime
本文提出一个依赖三个独立参数、在主要天体物理特征上与史瓦西黑洞不可区分的一般球对称黑洞度规，并揭示参数变化可导致黑洞温度显著偏离及泛音对微扰极度敏感。
2023-08-08 gr-qc
Multi Shell Model for Majumdar-Papapetrau Spacetimes
构造了极带电尘埃嵌入薄壳时静态和非静态Einstein-麦克斯韦方程组的精确解。通过将物质置于薄壳上，消除了多黑洞Majumdar-Papapetrou和Kastor-Trashen解的奇异性.以双球薄壳解为例，导出了球壳上的物质密度。
2005-07-20 gr-qc hep-th
Spacetime alternatives in relativistic particle motion
我们认为标准量子力学（它预测了类空切片上定义的替代物的概率）不适合于量子引力的原因之一是，在一个度规本身表现为量子力学的理论中，"类空“的概念是不明确的。时空粗粒化--相对于一个在时间和空间上延伸的区域定义的一组替代物--以前在单个非相对论粒子的量子力学中被考虑过。这项工作检查时空粗粒化的量子力学的自由 * 相对论 * 粒子，而不是作为一个理论的真正的粒子（这是描述的量子场论），但作为一个简单的重新参数化不变的理论，可能模型的某些功能的量子引力。我们使用Hartle的历史求和广义量子力学形式主义，其中概率被分配给一组备选方案，如果它们退相干，即，如果它们的初态分支之间的量子力学干涉几乎为零。对于一组极其简单的备选方案，我们计算这些分支。尽管克莱因-戈登内积的正定版本的非定域性，一些初始条件被发现给退相干，并允许一致的概率分配。
1994-06-17 gr-qc
Analogue spacetime based on 2-component Bose-Einstein condensates
类比时空是探测几何学基本物理方面的强有力模型--虽然人们最感兴趣的是最终再现广义相对论和宇宙学中感兴趣的伪黎曼几何，但类比模型也可以提供更一般几何（如伪芬斯勒时空）的有用物理探测。在这一章中，我们将看到如何用二分量玻色-爱因斯坦凝聚体来模拟一类特定的伪芬斯勒几何，并在适当调整参数后，模拟双度规伪黎曼几何和标准单度规伪黎曼几何，同时独立地允许准粒子激发表现出“质量”。此外，当外推到极高的能量时，准粒子最终离开声子区，开始像自由玻色子一样活动。因此，这种类比时空表现出类似于“洛伦兹违逆”，现在普遍认为这种违逆发生在或接近普朗克尺度，普朗克尺度是由量子物理学和引力物理学之间的相互作用定义的。在二分量玻色-爱因斯坦模拟时空中，我们将证明准粒子的质量产生机制与洛伦兹破坏的大小有关。这就把“群众等级制度”与所谓的“自然性问题”联系起来。简而言之，基于二分量玻色-爱因斯坦凝聚体的模拟时空展现出非常丰富的数学和物理结构，可以用来研究高能物理、宇宙学和广义相对论团体感兴趣的许多问题。
2006-05-22 gr-qc
Exotic solutions in General Relativity: Traversable wormholes and 'warp drive' spacetimes
广义相对论是一个非常成功的理论，至少对于弱引力场来说，它有很好的实验基础。它的预言范围从黑洞的存在、引力辐射到宇宙学模型，预言了一个原始的开始，即大爆炸。所有这些解都是通过首先考虑物质的合理分布，并通过爱因斯坦场方程确定几何的时空度规而得到的。然而，人们可以在相反的方向上求解爱因斯坦场方程，也就是说，人们首先考虑一个有趣的和奇异的时空度规，然后找到负责相应几何的物质源。通过这种方式，人们发现这些解决方案中的一些具有特殊的性质，即“奇异物质”，涉及违反零能量条件的应力-能量张量。这些几何也允许封闭的类时曲线，具有各自的因果关系违反。这些解决方案主要是有用的“gedanken-experiments”和作为理论家的广义相对论的基础探测，包括可穿越的虫洞和超光速的“曲速驱动”时空。因此，人们可能倾向于将这些几何表示为爱因斯坦场方程的“奇异”解，因为它们违反了能量条件并产生封闭的类时曲线。在这篇文章中，除了广泛探索有趣的功能，特别是这些“异国情调的时空”的物理性质和特点，我们还分析了其他非平凡的广义相对论几何生成封闭的类时曲线。
2007-10-24 gr-qc
Born--Oppenheimer decomposition for quantum fields on quantum spacetimes
弯曲时空上的量子场论（QFT on CS）是一个成熟的理论框架，直观地说，它可以非常有效地描述物质在给定背景时空中传播时的量子性质。如果人们想考虑逆反应效应，那么就需要一个量子引力理论。现在人们普遍认为，这样一个理论应该是制定在一个非微扰，因此背景独立的方式。因此，这是一个先验的难题，一个背景依赖于量子场论的CS应该如何出现作为一个半经典极限的背景独立的量子引力理论。在这篇文章中，我们指出，为了建立这样的联系，希尔伯特空间的Born-Oppenheimer分解（BOD）是理想的，只要引力场代数的希尔伯特空间表示满足一个重要的条件。如果满足这个条件，那么CS上的QFT框架在某种意义上可以嵌入到一个量子引力理论中。作为圈量子引力（LQG）基础的完整通量代数的唯一表示违反了这一条件。虽然可以想象的条件表示可以放宽，为了方便起见，在这篇文章中，我们考虑一个新的经典引力场代数和希尔伯特空间表示的限制，代数图的条件是满足的。一个重要的问题，仍然是，我们只有部分答案是如何构建本征态的完整的引力-物质的哈密顿量的BOD被限制在一个小邻域的物理有趣的真空时空。
2009-11-27 gr-qc
Self-gravitating splitting thin shells
在本文中，我们表明，薄壳在球对称时空，其内容描述了一对非相互作用的球对称物质场，一般表现出不稳定性对无穷小分离的组成领域。我们给出明确的例子和构造的解决方案，代表一个壳分裂成两个壳。然后，我们将这些结果推广到5维Schwarzschild-AdS体时空，这是一个典型的情况下，膜世界模型，并表明，同样的稳定性分析和分裂解决方案可以构建。我们发现，一个广泛提出的膜世界模型家族在这个意义上是非常不稳定的。最后，我们讨论可能的解释，这些功能和它们的关系集中源的初始值问题。
2015-03-30 gr-qc
Challenge to Macroscopic Probes of Quantum Spacetime Based on Noncommutative Geometry
在过去的十年里，越来越多的量子引力研究人员一直在寻找有史以来第一个实验证据来证明时空的普朗克长度量子特性。这些研究通常基于对时空量子化的一些候选间接含义的分析，例如动量空间的可能曲率。最近的一些提议给我们带来了希望，即通过找到某些宏观物体质心坐标可测性的局限性的证据，我们也可能直接从实验上获得时空量子特性。然而，我在这里观察到，最初导致对时空量子化进行推测的论点并不适用于宏观物体的质心的定域。我还分析了一些流行的形式化的概念的量子时空，发现当时空的量子化是普朗克的组成粒子，那么对于复合宏观物体的时空量子化是远远弱于普朗克。这些结果表明，通过对宏观物体的研究找到时空量子化的证据是极不可能的。它们也对量子时空中的力学理论提出了一些概念上的挑战，例如，自由质子和自由原子应该感受到不同的时空量子化效应。
2013-09-22 gr-qc hep-th
A Non-static Quantum inspired Spacetime in $f(R)$ Gravity: Gravity's Rainbow
本文研究了在$f(R)$引力背景下的量子态下的非静态时空。在依赖于能量的引力彩虹中研究了辐射体类星时空的依赖于时间的Vaidya度规，它是广义相对论的UV完善.在我们的探索中，我们使用了引力坍缩作为主要工具。重点是探讨坍缩过程中形成的奇点（黑洞或裸奇点）的性质。这是通过测地线研究实现的。在我们的研究中，我们考虑了两种不同的$f(R)$引力模型，即暴胀Starobinsky模型和幂律模型。我们的研究揭示了这样一个事实，即就中心奇点而言，裸奇点和黑洞一样有可能存在。通过对初始数据的适当微调，我们可以实现黑洞或裸奇点作为坍缩的终态。因此，根据宇宙审查假说，这项研究极其重要和相关。这项研究得出的最重要的结果是，引力彩虹增加了裸奇点形成的趋势。我们还推导出了奇点是强曲率奇点或弱曲率奇点的条件。最后，为了进一步了解模型，我们进行了实验研究。在整个研究过程中，我们得到的结果涉及偏离经典的设置。这种偏差在量子演化中是可以预料的，并且可以归因于我们的模型所遭受的量子涨落。我们期望这项研究能增进我们对重力量子化的了解，进而增进我们对量子引力虚幻理论的了解。
2020-04-20 gr-qc
Uncovering the effective spacetime: Lessons from the effective field theory rationale
宇宙学常数问题可以理解为有效场论背后的退耦原理失效，以至于低能理论中的某些量对高能性质极其敏感。虽然这反映了宇宙学常数的真正特征，但找到一个适当的有效场论框架来避免这种自然性问题可能代表着理解自然的一个进步。根据这种直觉，我们考虑对广义相对论的结构作最小的修改，作为一种有效的理论，它允许在低能量下一致地工作，即，低于量子引力的尺度。这种有效的描述保留了广义相对论的经典现象学和标准模型的粒子谱，代价是改变了我们对时空的概念和数学描述。
2015-05-20 gr-qc hep-th
Equation of states in the curved spacetime of slowly rotating degenerate stars
利用缓慢旋转的轴对称恒星的弯曲时空，计算了简并费米子系综的状态方程。我们表明，在这种弯曲的时空中计算的状态方程依赖于引力时间膨胀以及惯性系的拖曳，不同于在全球平坦的时空中计算的状态方程。引力时间膨胀效应导致简并中子星的最大质量极限显着增强。然而，由于帧拖动效应而产生的这种增强非常小。然而，在广义相对论中，框架拖曳效应对于计算恒星的角动量是至关重要的，这也被证明是由于在计算状态方程中使用弯曲时空而显着增强的。
2022-10-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quantum mechanics without spacetime III: a proposal for a non-linear Schrodinger equation
提出了自由点粒子的薛定谔方程具有依赖于粒子质量的非线性修正。假设当质量远小于或远大于临界值（临界值与普朗克质量有关但小于普朗克质量）时，修正变得非常小。当质量接近这个临界值时，修正变得很重要，并且可以在解释波函数坍缩中发挥作用。看来，这种修正并没有被当今薛定谔方程的实验测试所排除。计算了谐振子的能级修正。
2003-06-24 gr-qc hep-th quant-ph
Reformulation of the Cosmological Constant Problem
宇宙学常数问题的标准表述是基于一个关键的假设-时空是均匀的和各向同性的，这只在宇宙学尺度上是正确的。然而，这个问题是由极小尺度（普朗克尺度）的量子涨落引起的，在那个尺度上，时空是高度不均匀和各向异性的。标准表述中使用的齐次弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克度规不足以描述这样小尺度的时空动力学。在这封信中，我们重新制定的宇宙学常数的问题，通过使用一般的非齐次度规。由于量子真空的巨大引力效应被小尺度时空涨落所掩盖，因此在重新表述中不会出现微调问题。量子场真空的应力能量张量涨落可以作为“暗能量“，通过弱参量共振效应驱动宇宙加速膨胀。
2020-07-28 gr-qc hep-th
Propagation of quantum particles in Brans-Dicke spacetime. The case of Gamma Ray Bursts
分析了玻色子粒子在Brans-Dicke引力理论所描述的引力场中的传播。我们导出了标量粒子的波函数，以及考虑变化的引力耦合作用的量子粒子所经历的有效势。此外，我们还计算了在裸奇点附近发现标量粒子的概率。在这种情况下辐射出的极高能量可以解释在伽马射线暴中观测到的巨大发射功率。
2015-01-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spacetime Foam and Dark Energy
由于量子涨落，时空在小尺度上是泡沫状的。泡沫的程度被发现是符合全息原理。探测时空泡沫的一种方法是在遥远的类星体图像中寻找晕。应用全息泡沫模型的宇宙学，我们“预测”，宇宙能量密度采取的临界值，仅根据现有的存档数据的活动星系核从哈勃太空望远镜，我们还“预测”的存在，暗能量，我们认为，是由一个巨大的数量的惰性“粒子”的极长波长。我们推测这些“粒子”服从无穷的统计规律。
2008-08-08 astro-ph gr-qc hep-th
Quantum Field Theory Is Not Merely Quantum Mechanics Applied to Low Energy Effective Degrees of Freedom
一般认为，量子场论是通过将普通的量子力学应用于定义在超高能/短波长尺度上的更基本理论的低能有效自由度而产生的。我们将在这里论证，即使对于自由量子场，也有量子场论的整体方面不能以这种方式正确理解。具体来说，定义弯曲时空中自由量子场的非线性多项式函数所需的“减法”从量子场论的观点来看是非常简单和自然的，但如果被视为场的各个模式的独立重整化，充其量是非常特别和不自然的。我们通过对比卡西米尔效应的分析来说明这一点，时间相关时空中应力-能量张量的重整化，以及从量子场论的角度和从量子力学的角度应用于场的独立低能模的异常。讨论了宇宙学常数问题的一些含义。
2004-05-16 gr-qc
Generation of Post-Newtonian Gravitational Radiation via Direct Integration of the Relaxed Einstein Equations
2001年前后建成一个先进的激光干涉引力波观测站网络，将有可能利用引力辐射研究致密物体（中子星和黑洞）的双星系统的螺旋和合并。为了从波中提取有用的信息，如物体的质量和自旋，需要极高精度的理论广义相对论引力波形模板来过滤数据，可能像$O[(v/c)^6]$一样精确，超出了四极公式的预测。我们总结了一种方法，称为DIRE，用于直接积分的松弛爱因斯坦方程，它扩展和改进了早期的框架，由于爱泼斯坦和瓦格纳，其中爱因斯坦的方程被重铸为一个平坦的时空波方程与源组成的物质局限于紧凑的区域和引力非线性扩展到无穷大。新的方法是免费的发散或未定义的积分，正确地预测所有的引力波“尾巴”的影响所造成的后向散射的辐射离开背景弯曲时空，并产生辐射，传播渐近沿真零锥弯曲时空。该方法还产生运动方程通过$O[(v/c)^4]$，辐射反应项在$O[(v/c)^5]$和$O[(v/c)^7]$，和重力波形和能量通量通过$O[(v/c)^4]$，与其他方法一致。我们报告在评估$O[(v/c)^6]$的贡献的进展。
1999-10-15 gr-qc
Stability study of a model for the Klein-Gordon equation in Kerr spacetime
目前，克尔度规稳定性研究的早期阶段的特点是研究适当的模型问题。特别令人感兴趣的是克莱因-戈登方程的解的稳定性问题，该方程描述了在旋转黑洞的背景中质量$μ$的标量场的传播。严格的结果证明了减少的稳定性，通过分离的方位角在Boyer-Lindquist坐标，场足够大的质量。一些，但不是所有的，数值研究发现旋转参数$a$非常接近1的减少领域的不稳定性。除其他外，本文推导出一个模型问题的方程，支持不稳定的领域下降到$a/M \approx 0.97$。
2012-10-02 gr-qc math-ph math.MP
Quantum Spacetime Instability and Breakdown of Semiclassical Gravity
半经典引力描述了经典时空与量子物质场相互作用的引力反作用，但背景上的量子效应形式上定义为高阶导数曲率。这些诱导灾难性的不稳定性和经典的解决方案变得不稳定的小扰动或其演变。本文从时空不稳定性的角度讨论了半经典引力理论的有效性，并在此理论中考虑了宇宙的宇宙动力学。我们清楚地表明，均匀和各向同性的平坦宇宙是不稳定的，即使在普朗克时间$t_{\rm I}=(α_{ 1 }G_N)^{1/2}\approx α_{ 1 }10^{-43}\ {\rm sec}$的解决方案，或者指数增长或振荡。随后的曲率演化在短时间内导致普朗克尺度的时空曲率，并导致宇宙的灾难，除非我们采取非常大的引力耦合值。此外，我们还将半经典解和$Λ$ CDM与Planck数据进行了比较，发现半经典解与宇宙学观测结果不一致，从而证实了上述观点.因此，使用量子能量动量张量$\left< { T }_{ μν} \right>$的标准半经典引力不适合描述我们的宇宙。
2020-02-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Spacetime and orbits of bumpy black holes
我们的宇宙包含了大量的极其紧凑和巨大的物体，这些物体通常被认为是黑洞。对候选黑洞附近轨道运动的精确观测有可能确定它们是否具有广义相对论所要求的时空结构。作为一种制定测量来测试这些物体的黑洞性质的方法，柯林斯和休斯引入了“颠簸的黑洞“：几乎是但不完全是广义相对论的黑洞的物体。这些物体的时空具有与黑洞解稍有偏差的多极，当偏差为零时，就变成了黑洞。在本文中，我们扩展这项工作在两个方面。首先，我们展示了如何引入更平滑的凹凸，并导致更好的表现比原来的演示轨道。第二，我们展示了如何制造凹凸不平的克尔黑洞--当偏差为零时，物体会还原为克尔解。这大大扩展了颠簸黑洞在天体物理学上的适用性。使用哈密顿-雅可比技术，我们展示了如何时空的凹凸印在轨道频率，从而可以确定的测量相干跟踪一个小的轨道物体的轨道相位。我们发现，凹凸不平的黑洞的弱场轨道的修改完全符合预期的牛顿分析的一个机构与规定的多极结构，再现著名的结果从天体力学文献。碰撞对强场轨道的影响尤其强烈，这表明这个框架将允许观测对时空多极偏离黑洞预期的程度设定鲁棒的限制。
2009-12-17 astro-ph.CO gr-qc
The extremely-tilted fluid regime near asymptotically Kasner big bang singularities
University of Otago（奥塔哥大学）
本文研究了在渐近卡斯纳大爆炸奇点附近极端倾斜流体的欧拉方程解的存在性和渐近行为，证明了在特定条件下解的全局存在性及流体粒子的运动特性。
2026-02-22 gr-qc math-ph math.AP
When Tiny Halos Stir Spacetime: Gravitational Waves from Fifth-Force Mergers
本文研究暗物质费米子经第五力形成早期晕双星，其并合产生独特引力波信号，为探测自相互作用暗物质提供新途径。
2025-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New code for equilibriums and quasiequilibrium initial data of compact objects. IV. Rotating relativistic stars with mixed poloidal and toroidal magnetic fields
作为COCAL（Compact Object Calculator）程序的一部分，开发了一个计算强磁化快速旋转致密星的完全广义相对论解的新程序。爱因斯坦方程组，麦克斯韦方程组和磁流体动力学方程组的完整的解决方案，假设完美的导电性，平稳性和轴对称性，并与混合极向和环形分量的磁场强磁化的解决方案成功地获得在通用（非圆形）时空。我们详细介绍了问题的形式和数值方法，然后给出极端磁化紧致星解的例子和它们的收敛性检验。研究发现，在极端磁化的恒星中，恒星物质可以从最强的环向场区域被驱逐。因此，我们推测，一个环形的电真空区可能会出现在极端磁化的致密星，这可能看起来像中子星成为最强的环形螺线管线圈在宇宙中。
2019-06-25 astro-ph.HE gr-qc
Spacetime foam: from entropy and holography to infinite statistics and nonlocality
由于量子涨落，时空在小尺度上是泡沫状的。泡沫的程度被认为是一致的全息，一个原则预示着在物理学的黑洞熵。它关系到时钟和测量的最终精度以及量子计算的物理学。与现有的存档数据从哈勃太空望远镜的活动星系核，全息时空泡沫模型的宇宙学的应用程序需要存在的暗能量，我们认为，是由一个巨大的惰性“粒子”的极长波长。我们认为，这些“粒子”服从无限统计，其中粒子置换群的所有表示都可以发生，并且服从无限统计的系统中存在的非定域性可能与全息理论中存在的非定域性有关。我们还建议通过在遥远类星体的图像中寻找晕来检测时空泡沫，并认为它不会修改超高能宇宙射线谱中的GZK截止，并且它对来自遥远GRB的高能伽马射线的飞行时间差异的贡献太小而无法检测。
2008-02-28 astro-ph gr-qc hep-th
Classical and Quantum Gravity in 1+1 Dimensions, Part II: The Universal Coverings
一组简单的规则，用于构建最大的（例如解析）扩展的任何度量与一个Killing场在（有效）二维时空制定。这些规则的应用非常简单，正如在各种示例中所展示的那样，并用许多图来说明。尽管由此产生的简单性，我们也评论一些微妙的彭罗斯图的概念。其中最值得注意的，也许是（光滑）时空既有简并视界又有非简并视界（基林），不允许全局光滑的彭罗斯图。从物理上讲，这种障碍对应于在两个视界之间移动的观察者之间的无限相对红/蓝位移。--本工作提供了第一部分中介绍的二维引力-杨-米尔斯系统的一般类的所有整体解的分类的进一步步骤，包括，例如，所有广义（线性和非线性）的混沌理论。在第一部分中，我们构造了局部解，发现它们总是有一个Killing场;在本文中，我们提供了所有的泛覆盖解（单连通最大扩张时空）。在随后的第三部分中，我们将讨论所有其他时空拓扑的非等价解。第二部分是完全独立的;没有必要事先阅读第一部分。
1996-04-26 gr-qc hep-th
Simulating Majorana fermions in black hole with Ising Models
National Institute of Physics, University of the Philippines Diliman（菲律宾大学迪利曼分校国家物理研究所）
研究利用横向场伊辛模型为史瓦西黑洞背景下的马约拉纳费米子提供量子模拟，不同坐标表示对应不同微观模型，连续极限下收敛到相同场论，可通过自旋关联测量模拟检测黑洞粒子产生，为研究弯曲时空费米子QFT提供实用途径。
2026-07-22 gr-qc quant-ph
Semiclassical instability of dynamical warp drives
曲速驱动器在广义相对论中是非常有趣的配置：至少在理论上，它们提供了一种以超光速旅行的方式，尽管代价是需要奇异物质作为爱因斯坦方程的解存在。然而，即使有人成功地提供了必要的奇异物质来建造它们，仍然有必要检查它们是否能存活到量子效应的开启。对曲速驱动几何的半经典修正，只针对以固定超光速运动的永恒曲速驱动气泡进行了分析。在这里，我们研究一个更现实的情况下，超光速曲速驱动器创建了一个最初平坦的时空。首先，我们分析了永恒的和动态的弯曲驱动时空的因果结构。然后，我们传递到这些几何中的量子场的重整化应力能量张量（RSET）的分析。虽然这些几何中的RSET行为与引力坍缩相关的几何中的行为非常相似，但也显示出巨大的差异。一方面，位于超光速曲速驱动气泡中心的观察者通常会经历霍金粒子的热通量。另一方面，如果支持曲速引擎的奇异物质起源于满足某种形式的量子不等式的量子场中，那么这样的霍金通量一般会非常高。最重要的是，我们发现，RSET将呈指数增长的时间接近，并在超光速泡的前壁。因此，我们可以得出结论，翘曲驱动几何是不稳定的半经典反反应。
2009-07-14 gr-qc
Charged cosmological dust solutions of the coupled Einstein and Maxwell equations
众所周知，通过Majumdar、Papapetrou、Hartle和Hawking的工作，耦合的Einstein和麦克斯韦方程组允许静态多黑洞解，其代表多个点电荷的平衡平衡态。这是在明确的质荷比条件下，引力和电斥力精确抵消的结果。由此产生的粒子质点系，被称为极带电尘埃，产生了具有裸奇点的时空的例子。在本文中，我们考虑连续极限的Majumdar-Papapetrou-Hartle-Hawking解决方案模拟的空间所占据的扩展分布的极端带电的灰尘。我们表明，对于一个给定的光滑分布的有限ADM质量的物质，有一个连续的家庭的光滑的解决方案，实现渐近平坦的空间度量。
2010-01-28 gr-qc hep-th math.AP
Anisotropies of cosmological gravitational wave backgrounds in non-flat spacetime
本文利用非平直时空中的广义谐和分解研究 CGWB 各向异性，提出通过其与 CMB 的相关及 ISW/SW 项差异约束早期宇宙曲率和 f_NL 符号。
2025-01-08 astro-ph.CO gr-qc
The Structure of Quantum Singularities on a Cauchy Horizon
本文研究黑洞柯西视界上量子应力-能量张量奇点为何比预期更温和的问题，提出一种基于因果补集算子插入的广义QFT构造，在平坦时空模型W_P中导出了普遍的温和奇点结构，并对所有黑洞柯西视界奇点作出预测。
2024-11-18 gr-qc hep-th
Quantum gravitational decoherence of matter waves
物理学中最大的未解决的问题之一是量子力学和广义相对论的统一。由于缺乏实验指导，这个问题变得非常模糊，尽管人们已经做了各种尝试，试图将物质波相干性的丧失与量子时空涨落联系起来。我们提出了一种新的方法来解决普朗克尺度附近的引力退相干，最近发现的正则引力的共形结构成为可能。这导致了一个引力类似的布朗运动，其相关长度是由普朗克长度的比例因子。从最近的物质波实验的输入，我们表明，该因子的最小值是在量子引力理论的预期范围内。这表明，由于量子时空波动，先进的物质波干涉仪的灵敏度可能接近基本水平，使用物质波干涉仪研究普朗克尺度物理可能在不久的将来成为现实。
2006-07-26 gr-qc quant-ph
Conformal time in a black-hole universe with torsion
在爱因斯坦-嘉当-夏玛-基布尔引力理论中，费米子物质的内禀自旋产生时空扭曲，并在极高密度下引起引力排斥。这种排斥作用阻止了黑洞中坍缩的自旋流体物质形成奇点。相反，具有刚性状态方程的黑洞的内部会变成一个新的宇宙，它会收缩，直到（大）反弹，然后膨胀。我们推导出方程描述我们的宇宙的动力学，形成在这样的情况下，在共形时间，这是一个方便的变量，用于测试签名的收缩阶段的宇宙微波背景辐射。
2011-07-31 astro-ph.CO gr-qc
Experimental quantum cosmology in time-dependent optical media
利用强激光脉冲改变光学介质的时空特性，可以为光构建人工时空几何。在这里，我们从理论上研究$\textrm{d}s^2=c^2\textrm{d}t^2-η(t)^2\textrm{d}x^2$形式的时空度规的实验可能性。通过定制激光脉冲形状和介质性质，可以产生折射率变化$n=n(t)$，其可以用$η(t)$来识别。从微扰的解决方案，广义Hopfield模型所描述的介质的$n=n(t)$，我们提供的时间相关的时空产生的光子数的估计。最简单的例子是一个均匀变化的$η(t)$，因此它描述了罗伯逊-沃克度规，即宇宙学展开。在实验可行的条件下产生的光子对的数量似乎是非常小的。然而，大的光子生产可以通过周期性地调制介质，从而诉诸类似于动态卡西米尔效应中观察到的共振增强来获得。奇怪的是，这种情况下的时空度规与引力波非常相似。基于这个类比，我们证明了周期性的引力波确实可以作为光子的放大器。一个实际的引力波的发射将是非常微弱的，但应该很容易在实验室模拟观察。
2014-05-14 gr-qc physics.optics quant-ph
Local Description of Decoherence of Quantum Superpositions by Black Holes and Other Bodies
本文提出黑洞导致量子叠加态退相干的局域描述方法，通过实验室内部量子场两点函数阐释退相干源于极低频霍金量子，并计算了不同真空和时空下的退相干差异及模拟黑洞退相干的物质体条件。
2025-08-25 gr-qc hep-th quant-ph
Holographic Foam, Dark Energy and Infinite Statistics
时空的量子涨落会产生量子泡沫，而黑洞物理学决定了这种泡沫是全息类型的。应用于宇宙学，全息模型需要暗能量的存在，我们认为，是由大量的惰性极长波长的“粒子”。这些“粒子”必然服从无限的统计，其中粒子置换群的所有表示都可以出现。对于目前可观测宇宙中的每一个玻色子或费米子来说，都可能存在$\sim 10^{31}$这样的“粒子”。我们还讨论了全息原理与无限统计之间的兼容性。
2007-09-30 astro-ph gr-qc hep-th
Neutral-meson oscillations with torsion
我们提出了一个简单的机制，可以解释在宇宙中观察到的粒子-反粒子不对称性。在爱因斯坦-嘉当-夏玛-基布尔引力理论中，物质的内在自旋产生时空扭曲。有挠的经典狄拉克场服从非线性Hehl-Datta方程，该方程在电荷共轭变换下是非对称的。因此，在极早期宇宙中存在的极高密度下，费米子比反费米子具有更高的有效质量。因此，由一个轻夸克和一个重反夸克组成的介子比它的反粒子具有更低的有效质量。因此，在热平衡中的中性介子振荡有利于轻夸克和重反夸克的产生，这可能与重子生成有关。
2011-04-30 gr-qc hep-ph hep-th
Big bounce from spin and torsion
爱因斯坦-嘉当-夏玛-基布尔引力理论自然地扩展了广义相对论，以解释物质的内在自旋。由狄拉克场的自旋产生的时空扭曲，在极高密度的费米子物质中引起引力排斥，并阻止奇点的形成。因此，当能量密度$ε\propto gT^4$在$n^2/m_\textrm{Pl}^2$（自然单位）的量级时，大爆炸被反弹所取代，其中$n\propto gT^3$是费米子数密度，$g$是热自由度的数量。如果早期宇宙只包含已知的标准模型粒子（$g\approx 100$），那么大反弹时的能量密度大约是普朗克能量的15倍。宇宙的最小比例因子（在反弹时）大约是PDMATHAMR的1/2，小于它的当前值，给出$\approx 50 \mum$。如果在早期宇宙中存在更多的费米子，那么自旋-扭转耦合会导致较低能量和较大尺度因子的反弹。最近对来自伽马射线暴的高能光子的观测表明，即使在普朗克长度以下的尺度上，时空也可能表现出经典的行为，这支持了大反弹的经典自旋扭转机制。这样的经典反弹阻止了收缩宇宙中的物质达到可能发生量子反弹的条件。
2012-08-30 astro-ph.CO gr-qc
Universe in a black hole in Einstein$-$Cartan gravity
University of New Haven（新哈文大学）
本文提出在爱因斯坦-嘉当引力中，黑洞内物质反弹形成新宇宙，并通过量子粒子产生解释暴涨和再加热。
2026-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Noncommutative gravity, a `no strings attached' quantum-classical duality, and the cosmological constant puzzle
应该存在一种不涉及外部经典时空流形的量子力学的重新表述。这样的重新表述可以使用非交换微分几何的语言来实现。由此得出的一个结论是，一个质量远大于普朗克质量的相对论性粒子的“弱量子、强引力”动力学与另一个质量远小于普朗克质量的粒子的“强量子、弱引力”动力学是对偶的。这两个粒子的质量彼此成反比，它们质量的乘积等于普朗克质量的平方。这种对偶性解释了观测到的宇宙学常数的值，也解释了为什么这个值不为零，但在普朗克单位下非常小。
2008-05-14 gr-qc hep-th quant-ph
Observations of Holographic Quantum-Foam Blurring
本文利用GRB221009A的高能观测检验时空量子泡沫效应，提出与全息量子引力一致的多波长模糊平均方法，表明时空在普朗克尺度并不光滑。
2025-02-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmology with torsion: An alternative to cosmic inflation
我们提出了一个简单的方案，解释了为什么我们的宇宙在空间上是平坦的，均匀的和各向同性的。我们使用Einstein-Cartan-Kibble-Sciama（ECKS）引力理论，它自然地扩展了广义相对论，使之包括物质的自旋。时空的扭曲在充满夸克和轻子的早期宇宙中产生引力排斥，阻止了宇宙学奇点：宇宙从最小但有限半径的状态膨胀。我们表明，封闭宇宙的动力学紧接着这个状态自然解决了宇宙学中的平坦性和视界问题，因为一个非常小的和负的扭转密度参数，$Ω_S \approx -10^{-69}$。因此，ECKS引力为标准宇宙暴胀的推测机制提供了一个令人信服的替代方案。这种情况也表明，我们的宇宙在最小半径反弹之前的收缩可能对应于另一个宇宙中存在的坍缩黑洞内物质的动力学，这可以解释大爆炸的起源。
2010-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Matter-antimatter asymmetry and dark matter from torsion
我们提出了一个简单的方案来解释观测到的物质-反物质不平衡和宇宙中暗物质的起源。我们使用爱因斯坦-嘉当-夏玛-基布尔引力理论，它自然地扩展了广义相对论，使之包括物质的内在自旋。在经典的狄拉克方程中，由自旋产生的时空挠率产生了在旋量场中为立方的Hehl-Datta项。我们表明，在电荷共轭变换下，这一项相对于质量项改变符号。因此，经典狄拉克旋量和它的电荷共轭满足不同的场方程。存在挠率的费米子比反费米子具有更高的能级，这导致它们的衰变不对称性。这种差异只有在非常早期宇宙中存在的极高密度下才有意义。我们认为，这种差异导致了一种机制，根据这种机制，存在于这样一个宇宙中并携带重子数的重费米子大多衰变为正常物质，而它们的反粒子大多衰变为隐藏的反物质，形成暗物质。宇宙的守恒重子总数仍然为零。
2011-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Post-Newtonian Celestial Dynamics in Cosmology: Field Equations
本文概述了膨胀宇宙中后牛顿力学的理论原理。它是基于由孤立的N体系统引起的宇宙流形的拉格朗日微扰的规范不变理论。我们假设背景流形是由Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker度规描述的，该度规由两个主要分量--暗物质和暗能量--控制。暗物质被当作一种理想流体。暗能量可以用一个具有势的单标量场来描述，只要理论允许，这个势是不确定的。用场变量表示暗物质和标量场的拉格朗日量。本文利用变分法导出了膨胀宇宙中孤立天体系统的后牛顿天体力学规范不变场方程。这些方程通过明确考虑宇宙学效应，推广了后牛顿理论在渐近平坦时空中的场方程。我们引入了一个新的宇宙学规范，它推广了后牛顿理论在渐近平坦时空中的调和规范。这种规范大大简化了引力场方程，并允许找出近似的场方程可以完全解耦和解析求解。探讨了剩余规范自由度。本论文的结果可以在太阳系中用于计算更精确的历书的太阳系天体在极长的时间间隔，在银河天文学研究星系团的动力学，并在引力波天文学中用于讨论宇宙学的影响的产生和传播的引力波发射的合并双星和/或合并星系核。
2013-01-24 astro-ph.CO gr-qc math-ph
