Testing gravity at the Second post-Newtonian level through gravitational deflection of massive particles
在模型无关框架下,得到了大质量粒子第二后牛顿水平引力偏转角的表达式。它的几个重要的影响,包括在该水平上测试引力理论的可能性进行了讨论。
2006-12-27 gr-qc
Measurement of Newton's Constant Using a Torsion Balance with Angular Acceleration Feedback
我们用一种新的扭秤方法测量了牛顿的引力常量G。与以前的测量相比,我们的技术大大减少了几个不确定性来源:(1)它对滞弹性扭转纤维特性不敏感;(2)平板摆由于摆密度分布而使灵敏度最小化;(3)连续吸引子旋转降低了背景噪声。我们得到G =(6.674215 +- 0.000092)x10^-11 m^3kg^-1 s ^-2;因此,地球的质量为M =(5.972245 +- 0.000082)x10^24 kg,太阳的质量为M =(1.988435 +- 0.000027)x10^30 kg。
2000-08-08 gr-qc
Testing the Newton law at long distances
牛顿定律的实验测试严格限制了从毫米到行星轨道大小的标准理论的潜在偏差。然而,对于毫米以下的短距离偏差以及太阳系大小或更大的长距离偏差,窗口仍然是开放的。我们在这里讨论牛顿定律的远程测试和先锋10/11探测器上记录的异常之间的关系。
2005-01-12 gr-qc
Einstein's equations from Einstein's inertial motion and Newton's law for relative acceleration
我们表明,爱因斯坦的$R^{\hat{0} \hat{0}}$方程的非相对论性物质和强引力场是相同的牛顿方程的相对径向加速度相邻的自由落体粒子,球平均。这些定律与主观测者的(1)径向4测地线的时空切片,(2)径向平行的局部正交法向基(LONB),(3)黎曼法向3坐标完全相同。指数上的帽子表示LONB。广义相对论遵循牛顿的相对加速度定律、爱因斯坦的惯性运动、洛伦兹协变性、能量动量守恒和比安奇恒等式。牛顿-高斯引力场方程和爱因斯坦的$R^{\hat{0} \hat{0}}$引力场方程在惯性主观测者的引力场中是一致的和线性的。爱因斯坦关于虚力与引力的等价性在运动方程中被表述为等价定理。这样,19世纪牛顿物理学的引力场方程和爱因斯坦的$R^{\hat{0} \hat{0}}$方程在非惯性主观测者的引力中是相同的和双线性的。如果使用我们的LONB,$R^{\hat{0} \hat{0}} = - div \vec{E}_g$和$2 R^{\hat{i} \hat{0}} = - (curl \vec{B}_g)^{\hat{i}}$对惯性主观测者完全成立。利用准静态粒子通过$(d/dt) p_{\hat{i}}$和$(d/dt) S_{\hat{i}}$精确地测量了引力$\vec{E}_g, \vec{B}_g $,并与电磁$\vec{E}$和$\vec{B}$相对应。$(\vec{E}_g…
2016-07-28 gr-qc
Dark Matter and Non-Newtonian Gravity From General Relativity on a Stringy Background
本文给出了具有径向增强不变能量动量张量的静态球对称介质的爱因斯坦场方程的精确解。在对应于径向弦分布的状态方程的极限中,存在对牛顿力定律的$1/r$修正。在大的距离和小的加速度下,这个定律与米尔格罗姆发明的现象学力定律相吻合,米尔格罗姆发明的力定律是为了解释星系的平坦旋转曲线,而不引入暗物质。本模型解释了为什么米尔格罗姆的临界加速度是同一数量级的哈勃参数。
1992-12-09 gr-qc
Is violation of Newton's second law possible?
天体物理观测(通常用暗物质来解释)表明,当加速度变得非常小时,经典力学可能会崩溃(这种方法被称为修正的牛顿动力学,或MOND)。我提出的第一个分析MOND表现在地球(而不是天体物理)设置。报告了一种新的效应:在每个春分日前后,地球上会出现两个点,由于可能违反牛顿第二定律,静态物体会经历自发的加速。初步估计表明,对这种效应进行实验研究是可行的。
2007-03-11 astro-ph gr-qc
Breakdown of the Newton-Einstein Standard Gravity at Low Acceleration in Internal Dynamics of Wide Binary Stars
本文通过分析 Gaia DR3 中 26,615 个宽双星样本,发现在弱引力加速度下观测加速度系统性高于牛顿预测,为修正牛顿动力学等理论提供了直接证据。
2023-09-19 astro-ph.GA astro-ph.SR gr-qc
Probing Newton's Constant on Vast Scales: DGP Gravity, Cosmic Acceleration and Large Scale Structure
驱动今天宇宙加速的燃料的性质是一个开放和诱人的奥秘。德瓦利、加巴达泽和波拉蒂的膜世界理论(DGP)提供了一个背景,在这个背景下,晚期加速不是由某种能量-动量成分(暗能量)驱动的,而是引力从我们的四维世界极其缓慢地泄漏到额外维度的表现。与此同时,DGP引力在宇宙学可及的尺度上以一种特定而戏剧性的方式改变了引力定律。在宇宙学背景下,我们导出了亚视界尺度球面扰动下的DGP引力定律,并计算了大尺度结构的增长。我们发现,在大距离的残余排斥力引起的密度和速度扰动的增长的抑制。在这个框架中解释宇宙加速导致了目前的波动功率谱归一化σ_8 <= 0.8在大约两个西格玛水平,与观测相反。我们讨论进一步的理论工作,必要超越我们的近似,以确认这些结果。
2004-02-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Inside MOND: Testing Gravity with Stellar Accelerations
本研究量化了 MOND 宇宙中盘状星系恒星加速度与带冷暗物质晕星系的差异,发现类银河系最大横向加速度远超现有探测能力,但视线加速度差在未来仪器可测范围内。
2023-06-30 astro-ph.GA astro-ph.SR gr-qc
Testing extra dimensions with boundaries using Newton's law modifications
文献中经常使用带有边界的额外维度,以提供模仿标准模型的唯象模型。在这种情况下,我们探讨了可能的修改牛顿定律由于存在额外的维空间,在边界上的引力场服从狄利克雷,诺依曼或混合边界条件。我们关注两种类型的额外空间,即磁盘和间隔。正如我们所证明的,为了有一个一致的牛顿定律修正(即,的汤川型),一些已在文献中使用的额外的维空间,必须排除。
2011-11-20 gr-qc hep-ph hep-th
Dark matter and non-Newtonian gravity from General Relativity coupled to a fluid of strings
本文给出了被静态球对称弦流体包围的质点的爱因斯坦场方程的精确解。解在原点处是奇异的。在弦云极限附近,牛顿力定律有一个$1/r$修正。值得注意的是,在大的距离和小的加速度下,这个定律与Milgrom为了解释星系平坦的旋转曲线而不引入暗物质而发明的唯象力定律相吻合。当在弦流体的宇宙学模型中解释时,新的解自然解释了为什么米尔格罗姆的临界加速度与哈勃参数具有相同的数量级。
1994-12-20 gr-qc
Gravitational acceleration in a class of geometric sigma models
在这项工作中,我检查球对称解决方案的几何西格玛模型与四个标量场。这类模型原来是更广泛的标量-矢量-张量引力理论的一个子类。本研究的目的是探讨如何额外的四个自由度修改牛顿引力加速度。我把我的考虑限制在德西特背景中的点状源上。由此产生的引力加速度具有幂级数的形式,其中有四个主要项。第一个和第二个是熟悉的牛顿和MOND项,在短距离内占主导地位。第三项在远距离上占主导地位。它是负责宇宙加速膨胀的$Λ$ CDM项。最后,第四项提供了一个额外的排斥加速度,该加速度随距离呈指数增长。这个术语只有在超出可观测宇宙的极大距离才变得重要。至于计算的引力加速度的时间依赖性,它原来是非平凡的,振荡的字符。
2019-01-08 gr-qc
Cosmic acceleration via derivative matter couplings
本文提出了一个具有导数物质耦合的引力理论,该理论在后期采用了德西特展开,并将其应用于普通重子物质。物质组分在宇宙学背景中分别守恒,牛顿极限表现良好。还将理论共形变换到约当标架,给出了一个有效的宇宙学常数,解释了德西特加速的性质。
2018-12-18 gr-qc
Testing MOND Over a Wide Acceleration Range in X-Ray Ellipticals
最近,在假设环绕它们的热气体流体静力平衡的情况下,测量了两个孤立椭圆星系NGC 720和NGC 1521的引力场,它们的星系半径很大(~100和~200 kpc)。据我所知,这是他们第一次在椭圆星系中测试MOND,其力度和质量可以说接近盘星系中旋转曲线测试的力度和质量。在MOND的背景下,值得注意的是,测量到的加速度范围很宽,从超过10a 0到大约a0/10,在单个椭圆星系中是前所未有的。我发现MOND正确地预测了测得的动力学质量运行(除了NGC 720内部几kpc可能存在的轻微张力,这可能是由于偏离流体静力学平衡):预测的质量差异从中心附近的零向外增加到最外半径的~10。MOND与暗物质之争的意义远远超出了两个符合MOND的星系的简单事实。
2012-09-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Test of the Law of Gravitation at small Accelerations
牛顿万有引力定律已经在小的加速度值下得到了检验,小到a=10^{-10} m/s^2,即MOND常数a_0的近似值。未发现偏离。
2011-12-02 gr-qc physics.class-ph
Testing gravity to second post-Newtonian order: a field-theory approach
一个新的,场论为基础的框架,讨论和解释测试的重力,特别是在第二后牛顿(2 PN)的水平,介绍。与以前的框架,试图参数化任何可能的偏离广义相对论,我们专注于最好的动机类模型,其中重力是介导的张量场与一个或几个标量场。这些“张量多标量”理论的2 PN近似得到感谢一个图形的扩展,使我们能够计算描述N个机构的运动的拉格朗日。与以前的研究,不得不引入许多唯象参数相比,我们发现,2 PN偏离广义相对论,可以完全描述只有两个新的2 PN参数,β和zeta,超出了通常的(爱丁顿)1 PN参数β和γ。根据场论的基本原理,特别是不存在负能量激发的原理,(β-1)、π和ζ(以及任何进入更高后牛顿阶的新参数)必须随着(γ-1)而趋于零。还发现,λ和ζ不进入2 PN光运动方程。因此,光偏转或时间延迟实验不能探测任何理论上的2 PN偏离广义相对论,但它们可以提供一个干净的访问(伽马-1),这是最重要的,因为它测量的基本耦合强度的物质的标量场。由于自引力效应在中子星中的重要性,脉冲双星实验被发现构成了引力2 PN结构的独特试验场。对四个二进制数的简化分析已经导致了重要的限制:|epsilon| <7 × 10 ^-2,|zeta| <6 × 10 ^-3。
1995-06-27 gr-qc
Direct Measurement of the Positive Acceleration of the Universe and Testing Inhomogeneous Models under Gravitational Wave Cosmology
解释宇宙明显加速膨胀的一种可能性是,我们生活在一个球形不均匀宇宙的中心。虽然目前的观测不能完全区分$Λ$ CDM和这些非均匀模型,但直接测量宇宙的加速度可以成为探测它们的有力工具。我们已经证明,如果$Λ$ CDM是正确的模型,DECIGO/BBO将能够检测到正的红移漂移(这是源红移$z$的时间演化)在3- 5年的引力波(GW)观测的中子星双星,这使我们能够排除任何Lemaintre-Tolman-Bondi(LTB)空洞模型与单调增加的密度轮廓。我们甚至能够排除任何LTB模型,除非我们允许在$z\sim 0$处的不切实际的陡峭密度剖面。这个检验可以单独用GW观测来进行,而不需要任何电磁观测的参考,并且比使用莱曼$α$森林的红移漂移测量更强大。
2011-12-28 astro-ph.CO gr-qc
Spiral galaxy rotation curves determined from Carmelian general relativity
从卡梅利的宇宙学广义相对论理论导出了在旋涡星系引力势中观测到的气体旋转的柱坐标运动方程。在不需要非重子晕暗物质的情况下,得到了Tully-Fisher型关系的结果和转动曲线.发现了两个加速度区域,它们被临界加速度$\approx 4.75 \times 10^{-10}$ $m.s^{-2}$分开。对于大于临界值的加速度,牛顿力定律适用,但对于小于临界值的加速度,卡梅尔制度适用。在牛顿体系中,加速度以$r^{-2}$的形式下降,但在卡梅尔体系中,加速度以$r^{-1}$的形式下降。这是一种新的物理学,但正是Migrom的现象学MOND理论所提出的。
2006-08-26 astro-ph gr-qc
NEWTON's trajectories versus MOND's trajectories
MOND动力学由相对于牛顿力学提供的加速度的修改组成。在本文中,我们调查它是否可以从一个依赖于速度的变形系统的坐标。结论是,由于MOND过程在时间上的内在非局部性,它不能以这种方式导出。这是Milgrom本人不久前已经指出的一个特征。
2016-12-25 gr-qc
Recovering a MOND-like acceleration law in mimetic gravity
我们重新考虑最近提出的模仿重力,特别是集中在该理论是否能够重现推断的星系的平坦旋转曲线。我们扩展了理论,增加了一个非最小的物质和拟态场之间的耦合。这种耦合导致出现一个额外的力,使测试粒子的运动非测地线。通过研究所得到的运动方程的弱场极限,我们表明,在牛顿极限的非最小耦合引起的加速度定律减少到一个修改的牛顿动力学(MOND)的。这样,就有可能重现MOND的成功,即在模拟引力的框架内解释平坦的银河系旋转曲线和塔利-费舍尔关系,而不需要粒子暗物质。恢复的加速度尺度的尺度依赖性开辟了解决质量缺失问题的可能性,不仅在银河系,而且在集群规模:我们推迟了对这个问题的全面研究,连同一个完整的分析适合螺旋星系旋转曲线,即将到来的配套文件。
2017-08-02 gr-qc
Comments on "On the Origin of Gravity and the Laws of Newton", by Erik Verlinde
我们认为,相对论性的Unruh温度不能与屏幕上的位,在Verlinde考虑的形式。加速度$a$是一个标量(加速度四向量的模),而不是一个向量。当质量$m$接近全息屏幕时,被视为拉伸的视界,从Verlinde方程的位移$Δx$。根据Gao的计算,公式3.15变为$c^{2}/a$,熵变等于$(1/2) k_{B} ΔN$。利用海森堡原理,我们证明了惯性观测者的因果视界(被看作是全息屏幕)上的能量与其半径成正比,就像对黑洞一样。
2010-04-01 gr-qc hep-th quant-ph
On the impossibility of measuring the general relativistic part of the terrestrial acceleration of gravity with superconducting gravimeters
本文初步探讨了用超导重力仪在赤道和南极进行两次绝对测量,连续测量地球上重力加速度的后牛顿广义相对论重电分量和重磁分量的可能性。这种相对论效应的量级分别为10^-10 m s^-2和10^-11 m s^-2。不幸的是,目前的不确定性,在地球的大地测量参数,进入经典的牛顿条款诱导系统误差1-2个数量级以上的相对论。此外,\sim 1 ngal的灵敏度可以达到目前可用的超导重力仪,但仅用于相对测量。
2006-04-24 astro-ph.EP gr-qc physics.geo-ph
Testing Verlinde's Emergent Gravity with the Radial Acceleration Relation
Verlinde(2016)最近提出时空和引力可能来自一个潜在的微观理论。在德西特时空中,这种突现引力(EG)包含了一个由暗能量产生的额外引力,这可以解释在星系系统中观测到的质量差异,而不需要暗物质。对于一个质点,EG等价于修正牛顿动力学(MOND)。我们表明,这种等价性不适用于有限大小的星系:EG和MOND之间有显着的差异,在星系的内部区域。我们面对的理论预测与经验径向加速关系(RAR)。我们发现:(i)EG与观测到的RAR一致,只有当我们大大降低基准恒星质光比;由此产生的值与其他天文学估计的张力;(ii)EG预测RAR周围的残差应该与半径相关;这种残差相关性没有观察到。
2017-02-14 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
On the tension between the Radial Acceleration Relation and Solar System quadrupole in modified gravity MOND
本文发现MOND的AQUAL和QUMOND表述在解释SPARC RAR与卡西尼太阳系四极矩测量时存在8.7σ张力,移除含核球星系可降至1.9σ,并首次将AQUAL扁平系统修正应用于RAR拟合。
2024-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Measurements of the Low-Acceleration Gravitational Anomaly from the Normalized Velocity Profile of Gaia Wide Binary Stars and Statistical Testing of Newtonian and Milgromian Theories
提出基于 Gaia 宽双星归一化速度剖面的 Monte Carlo 检验方法,测得低加速度区引力增强因子 1.37,并在 5.8σ 上排除牛顿引力而支持 Milgrom AQUAL。
2024-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Testing gravity in Large Extra Dimensions using Bose-Einstein Condensates
最近的发现表明,存在中观的“大”额外维度,引力通过这些维度传播,这对许多物理学都有着有趣的影响。这种情况意味着在小尺度上严重偏离牛顿引力定律。在亚毫米尺度上测试偏离库仑定律是很困难的。现在可以常规地产生德布罗意波长为$μm$级、总尺寸为$10 μm$级的玻色-爱因斯坦凝聚体。BEC凝聚体在重力加速度作用下相干运动,我认为由于一对干涉BEC通过一个稠密线性质量时的加速度引起的横向条纹位移是可以测量的,并为反常重力加速度提供了直接证据。理想情况下,这种实验最好在自由降落中进行,以使BEC在非牛顿状态下花费的时间最大化。
2002-10-11 astro-ph gr-qc
MOND from Second-Order Moment Modified Acceleration and Quantum Equivalence Principle
Jiangsu University(江苏大学)
本文提出一种量子效应,解释MOND中局部短时间加速导致的频谱展宽,为修正惯性提供新框架。
2026-08-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th