The origin of the spacetime metric: Bell's `Lorentzian pedagogy' and its significance in general relativity
本文的目的是评价J. S.贝尔在他的论文《如何教授狭义相对论》中，探讨了狭义相对论与爱因斯坦1905年至1952年思想的一致性。一些言论也在这方面外尔的哲学相对论和他1918年的规范理论。最后，有人认为，洛伦兹教学法-它强调运动学和动力学之间的重要联系-澄清杆和时钟在广义相对论的作用。
1999-10-19 gr-qc
Towards a Deeper Understanding of General Relativity
广义相对论的标准方法接受了引力使时钟变慢的现象，认为这是一种主要现象，不需要进一步分析原因。反对这种态度，我认为，一个或多个基本的“常数”管理的量子力学的原子必须依赖于在引力场的位置。一个简单的关系，管理可能的依赖性的E，H，C和M的推导，并提出有利于选择的电子静止质量，M的参数。静止质量的减少因此被认为是时钟变慢的唯一原因。重要的是，这种依赖性意味着另一种迄今为止未被怀疑的效应，即测量杆的重力伸长。另一种（“遥测”）测量系统的介绍，导致一个度量，是共形相关的通常适当的度量。在新的体系中，许多原本令人困惑的现象可以得到简单的理解。特别是，遥测系统所描述的史瓦西空间的几何形状与正确测量所描述的几何形状有很大的不同，这导致了对黑洞结构的完全不同的理解。该理论被扩展到宇宙学，导致了对宇宙结构和历史的另一种观点。
2002-05-31 gr-qc
Do moving clocks slow down?
狭义相对论从根本上改变了我们对空间和时间的看法。特别是相对性的同时性的相对性，以及整个相对论，对于理论的初学者来说，仍然是一个很大的困难。困难来自这样一个事实，即通常对狭义相对论的表述是以牛顿的概念为基础的，这些概念在表述的过程中被相对化并改变了它们的意义。在我们看来，一个更好的教学实践是从一开始就把陈述建立在闵可夫斯基的四维表述的基础上，从而从理论中消除所有总是伴随着狭义相对论的通常陈述的矛盾内涵。
2022-09-22 gr-qc physics.class-ph
Internal clock formulation of quantum mechanics
目前工作的基本原则是假设宇宙中缺乏外部和固定的时间。这一假设在广义相对论中得到了最好的体现，它用受动力学影响的引力场取代了固定的时空结构。缺乏时间并不意味着缺乏进化，而是把内部时钟的作用带到了最前沿，内部时钟是一些很大程度上任意的内部自由度，关于这些自由度，可以描述无时间系统的进化。我们认真对待这个想法，并试图理解当固定的外部时间被任意的内部时钟取代时，它对量子力学意味着什么。我们把这个问题放在一个坚实的、数学上严格的框架中。我们发现，一个无时间系统的量子态的动力学解释依赖于所采用的内部时钟。特别是，我们发现，连续谱的著名的动态观测像一个自由粒子的位置在实数线可能会变成离散的，如果在不寻常的时钟测量。我们讨论了我们的结果的意义，试图在全球引力自由度的量子化。
2017-09-18 gr-qc quant-ph
Multiple choices of time in quantum cosmology
人们常说，时间函数的选择只是为引力场的量子演化建立了一个框架，这意味着所有的选择在某种意义上应该是相容的。为了探索这个猜想（以及相容性的意义），我们开发了合适的工具来确定基于不同时间函数的量子理论之间的关系。首先，我们讨论了时间函数如何在约束曲面上固定正则结构。介绍了运动学透视法和简化透视法，以及它们之间的关系。第二，我们制定了孪生定理的存在两个不等价的映射之间的任何两个参数化，一个{ \it正式规范}和{ \it坐标}之一。它们用于将时钟选择的效果与其他效果分开。通过一个例子，我们展示了量子观测量的谱在时钟变化下的变化，并通过一般性的论证证明了时间选择诱导的半经典效应的存在。最后，我们研究了一个例子，在这个例子中，我们发现半经典的差异实际上可以是任意大的动态可观测量。我们的结论是，临界能量密度或临界体积的值在量子宇宙学的反弹方案不能在一般的普朗克尺度，总是需要给定的参考一个特定的时间函数。
2015-07-03 gr-qc
A Stationary Universe and the Basics of Relativity Theory
广义相对论的一个定态线元似乎与基本的宇宙学事实相一致（尽管只有在人们能够期望解非线性爱因斯坦方程时才能忽略局部宇宙演化和所有空间不均匀性）。有一个更好的空间欧几里德宇宙参考系，其中银河系外的光速是常数c* = c，星系在统计上处于静止状态。然而，光谱棒和原子钟并不指示这个宇宙空间和这个宇宙时间。这里提出的解决方案适合于避免物理学中的严重困难，例如宇宙作为一个整体的开始，或者物质不断创造的必要性，或者一个空的宇宙，具有宇宙学常数，但根本没有物质。特别是从静止的线元开始，它遵循着一个负的宇宙引力压力，这个压力是临界能量密度的三分之一。此外，还有一个平均重子辐射密度，相当于约3 K的黑体辐射。与宇宙时间相比，自然时钟的时间速率的增加是星光红移的一个简单解释。这种红移与时间无关，因此表明宇宙是静止的。
2004-01-01 gr-qc physics.gen-ph
Spacetime Quantum Reference Frames and superpositions of proper times
在广义相对论中，时空的描述依赖于理想化的杆和钟，它们识别一个参考系。在任何具体的场景中，参考系都与物理系统相关联，而物理系统本质上最终是量子的。因此，对物理定律的相对论性描述需要考虑这样的量子参考系（QRF），通过QRF，时空可以被赋予操作意义。在这里，我们引入时空QRF的概念，与时空中的量子粒子相关联。这样的表述具有将空间和时间同等对待的优点，并且从另一个量子系统的角度描述一组量子系统的动力学演化，其中演化参数与作为QRF的粒子的固有时间一致。至关重要的是，两个不同QRF中的固有时间不通过标准变换相关，但它们可能处于量子叠加中。具体地说，我们考虑N个相对论性量子粒子在一个弱引力场，并引入一个永恒的提法，其中的N个粒子的整体状态出现“冻结”，但动力学演化恢复的关系量。粒子的位置和动量希尔伯特空间用于通过到粒子的局部坐标系的变换来固定QRF，使得度量在QRF的原点处是局部惯性的。内部希尔伯特空间对应于时钟空间，在粒子的局部框架中保持适当的时间。这个完全相关的结构显示了剩余粒子如何从QRF的角度演化，并包括当忽略外部自由度时非相互作用时钟的Page-Wootters机制。最后，我们在QRF中观察到引力红移的量子叠加和特殊相对论时间膨胀的量子叠加。
2021-07-17 gr-qc quant-ph
Quantum spacetime from constraints: wave equations and fields
University of Trieste（的里雅斯特大学）
本文通过扩展Page和Wootters量子时间形式化，结合量子钟和尺，构建了量子时空的全关系模型，并展示标准波方程从该框架自然涌现，无需外部时空结构。
2026-09-29 gr-qc quant-ph
Quantum astrometric observables II: time delay in linearized quantum gravity
用一个同态不变的“时滞”观测量来模拟时钟同步的思想实验。从某种意义上说，这个可观测量探索了周围洛伦兹时空的因果结构。因此，在量子化时，它对由量子引力中的真空涨落引起的光锥的长期预期拖尾敏感。在线性化引力的Minkowski Fock真空中，对扰动线性化后的引力场进行了平均和方差计算。方差的朴素发散通过长度尺度$μ$（物理探测器分辨率）进行有意义的正则化。这是第一次在类似的计算中充分考虑真空波动。尽管有一些缺点，这种计算方法为研究量子引力中的一大类类似的可观测量提供了一个有用的模板。由于其体积大，使用计算机代数软件进行中间计算。由此产生的方差尺度类似于$(s \ell_p/μ)^2$，其中$\ell_p$是普朗克长度，$s$是分隔（“实验室”和“探测器”）时钟的距离尺度。此外，方差取决于实验室和探头的相对速度，对于低速发散。这种令人困惑的行为可能是由于过于简化的探测器分辨率模型或忽略了时间延迟中的二阶项。
2014-01-31 gr-qc
Intrinsic and Fundamental Decoherence: Issues and Problems
我们研究了引力诱导退相干在量子理论中的意义，在文献中称为“本征”或“基本”退相干。我们探讨了一系列相关的问题，包括修改的不确定性关系的意义，普朗克尺度的解释，量子和随机波动之间的区别和时间变量在量子力学中的作用。我们研究了进入不同方法的主题的具体物理假设。特别是，我们批评两个代表性的方法，确定时间波动的起源内在或根本的退相干：一个模型的波动随机过程和一个声称从实际时钟的量子波动退相干。
2008-03-24 gr-qc quant-ph
Time, Gauge, and the Superposition Principle in Quantum Gravity
时间重新参数化不变系统的量子化，如广义相对论，一直受到时间在理论中的作用的模糊性的困扰。如果我们用（不可观测的）时间来参数化可观测量，然后依赖于一个近似的“时钟”自由度的存在来赋予可观测量物理意义，我们会发现多个量子态产生相同的预测，但它们之间会相互干扰。
1997-11-18 gr-qc quant-ph
Space-time Constructivism vs. Modal Provincialism: Or, How Special Relativistic Theories Needn't Show Minkowski Chronogeometry
在1835年罗巴切夫斯基受理的可能性，多个（竞争对手）的几何形状。这种想法有时会再次出现（例如，但在布朗的\emph{Physical Relativity}（最后，这本书的解释性关键）之前，它并没有成为时空基础的关键。他的建构主义与正统的“时空实在论”之间的一个关键区别是模态范围。建构主义适用于所有局部经典场论，包括那些具有多重几何的场论。但是，正统的观点带有地方性地假定了一种独特的几何学，就像我们熟悉的理论（牛顿、狭义相对论、努德斯特朗和GR）那样。它们是正统的“正典”。“他们的历史角色表明了一个不可避免的进步的故事。C之后的物理学文献1920年与正统有关，主要是作为对正典的评论，正典于1910年代关闭。正统的观点将物质的行为解释为真实时空几何的表现，它在正典中起作用。正统的观点，惠修会的历史，和佳能共生关系。如果我们考虑一个在经典之外的理论，时空实在论对物质的行为几乎没有什么启示。更糟糕的是，当它应用于一个在经典中有争议的例子时，它给出了错误的答案，即具有万有耦合的大质量标量引力。哪一个是真正的几何-庞加莱对称的平坦度规，物质棒和钟所表现出的共形平坦度规，或者两者兼而有之-或者这个问题很糟糕？时空实在论如何解释所有的物质场看到的都是相同的弯曲几何，给出了如此多的混合和匹配的方式？建构主义对动态细节的关注是正确的;几何捷径令人失望。粒子物理学中相对论性场论（尤其是大质量场论）的…
2017-10-13 gr-qc physics.hist-ph
Beyond the Metric: Geometrical Measurability as a Constraint on Quantum Gravity
University of Cagliari（卡利亚里大学）；INFN Sezione di Cagliari, University of Cagliari（意大利国家核物理研究所卡利亚里分部，卡利亚里大学）
本文提出一个基于广义相对论经验意义的认识论约束，要求量子引力理论必须恢复客观几何测量的物理条件，并通过四个案例（Rindler视界与Unruh效应、黑洞热力学与Jacobson方程、引力波探测、Weyl与共形引力）论证该约束的必要性。
2026-06-12 gr-qc hep-th physics.ed-ph
The effect of Planck scale space time fluctuations on Lorentz invariance at extreme speeds
这项工作的出发点是一个最小的可测量的时间间隔，即普朗克时间$t_P$，设置在真空度规张量的量子涨落的公理存在。根据相对性原理，同样的限制必须适用于所有时钟的准确性，这些时钟在它们自己的帧中记录事件的时间。此外，它意味着，距离的普通意义也停止以同样的方式超过一个规模l_P = CT_P。我们证明，量子时空，如果真的，可以通过观察非常充满活力的碰撞，定义为相互作用发生的质心框架$Σ'$（参与机构）以高速$v$相对于我们的实验室框架$Σ$。在这种情况下，相互作用的初始条件由$Σ$上的仪器直接测量超高能粒子或光子来确定：它们收集原始数据集${\cal S}$，这些数据集受到有限的不确定性\~（t_P，l_P）的影响。然而，一个有意义的（即实验验证的）相互作用版本是从框架$Σ'$观察相互作用的版本。由于$Σ'$上没有仪器采集任何数据，因此我们采用的方法是将${\cal S}$从$Σ$洛伦兹变换为$Σ'$。但是要注意，得到的${\cal S'}$不再由原始数据组成，也就是说，概率分布的洛伦兹畸变使不确定性成为非普朗克的--事实上，当v -> c时，它们>>（t_P，l_P），不再是可忽略的。将给出的例子表明如何正确的解释最新的高能量宇宙和伽马射线的数据必须纳入上述效果。
2002-02-26 astro-ph gr-qc hep-ex
Time and causality in quantum gravity
University of Patras（帕特雷大学）
本文从经典到量子理论审视时间概念，比较量子引力各方法对时间问题的处理，指出该问题在弱引力领域已显现，而非仅限普朗克尺度。
2026-09-22 gr-qc hep-th quant-ph
Post-Minkowskian Gravity: Dark Matter as a Relativistic Inertial Effect?
本文综述了闵可夫斯基时空中的非惯性系理论（包括惯性效应和非相对论极限的研究）、参数化闵可夫斯基理论和接受拉格朗日描述的孤立系的静止系动力学的瞬时形式。的相关性和规范等价的时钟同步公约的识别瞬时3-空间（欧几里德只在惯性系）进行了说明。然后，这种形式主义适用于四重引力的全球双曲，渐近闵可夫斯基时空没有超平移，其中的等效原理意味着缺乏全球惯性框架。最近发现的约克正则基，对角化约克-李希内洛维奇方法，允许识别规范变量（广义相对论中的惯性效应）和潮汐变量（线性化理论中的引力波），并澄清汉密尔顿方程的含义。规范变量${}^3K$的作用，非欧三维空间（约克时间不存在于牛顿理论）的外在曲率的痕迹，作为一个来源的惯性效应被强调。在介绍了自由值为${}^3K$的非调和3-正交规范族中四分引力线性化的初步结果之后，我们定义了在非欧3-空间中传播的后闵可夫斯基引力波（没有对物质源的后牛顿近似），强调了引力的非引力子方面。我们认为，暗物质可以解释为由${}^3K$引起的相对论惯性效应：它将模拟选择一个与描述物质的观测约定有关的特权规范的需要。
2009-12-15 astro-ph.GA gr-qc hep-th
