Motion of Isolated bodies
它表明,足够光滑的初始数据的爱因斯坦尘埃或爱因斯坦-麦克斯韦尘埃方程与非负密度的紧凑的支持发展成解决方案,代表孤立的机构在这个意义上说,物质场具有空间紧凑的支持,并嵌入在外部真空解决方案。
2006-05-17 gr-qc
Post-Newtonian limitations on measurement of the PPN parameters caused by motion of gravitating bodies
我们推导出了爱因斯坦方程和零测地线方程的显式洛伦兹不变解,用于太阳系中移动引力体(太阳和主要行星)的引力场中的时间延迟和测距实验的数据处理。我们讨论了广义相对论解释这些实验和测量的参数gamma_{PPN},beta_{PPN}和delta_{PPN}的参数化后牛顿形式主义的大规模机构的运动所施加的限制。
2009-07-14 gr-qc
Influence of internal structure on the motion of test bodies in extreme mass ratio situations
研究了具有内部结构的被测物体在广义相对论中的运动。借助多极近似方法的扩展测试机构,我们推导出的运动方程的四极命令。在克尔几何的背景下,研究了极-偶极和四极测试体的运动。对于包含自旋和潮汐相互作用的显式四极模型,赤道平面内的运动由有效势和结合能表征。我们比较我们的研究结果,最近的结果保守的一部分,在极端的质量比的情况下,机构的自我力量。对引力波物理学的可能影响进行了概述。
2013-07-09 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Influence of internal structure on the motion of test bodies in extreme mass ratio situations (MG13)
本文给出了广义相对论中具有内部结构的试验体运动的一些最新结果。在多极近似方案的基础上,我们研究了具有四极子显式模型的扩展试验体的运动。该模型的灵感来自最近提出的有效行动的背景下,后牛顿近似,包括自旋平方和潮汐的贡献。在克尔几何的赤道平面上,运动可以用结合能的有效势来表征。我们比较我们的研究结果,最近的结果保守的一部分,在天体物理现实的情况下的自我力量。
2013-02-11 gr-qc
Equations of motion in scalar-tensor theories of gravity: A covariant multipolar approach
本文讨论了一大类标量-张量引力理论的扩展试验体的动力学。一个协变多极Mathisson-Papapetrou-Dixon类型的方法是用来推导运动方程的系统的方式为约旦和爱因斯坦制定这些理论。所获得的结果提供了框架,实验测试标量张量理论通过扩展的测试机构。
2014-11-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Motion of Small Bodies in Space-time
我们在广义相对论中考虑小物体的运动。关键的结果捕捉到了这样一种意义,即这些物体遵循类时测地线(或者,在带电物体的情况下,洛伦兹力曲线)。这一结果澄清了模型的方法之间的关系,这些机构的分布曲线上支持,和那些采用光滑的领域支持的小邻域的曲线。这个结果也适用于由麦克斯韦或克莱因-戈登场的波包构成的“物体”。下面是麦克斯韦场的光学极限的一个简单而精确的公式。
2018-09-03 gr-qc math-ph math.AP
Approximate Equations of Motion for Compact Spinning Bodies in General Relativity
本文用Einstein、Infeld、Hoffmann曲面积分法导出了陀螺仪在地球引力场中运动的近似方程。该方法不需要知道与陀螺仪相关的能量-动量-应力张量,并且仅使用其外部场来表征。所得的运动方程不同于以前的推导。
2005-11-21 gr-qc
Action principle formulation for motion of extended bodies in General Relativity
本文给出了在弱引力场极限下研究广义相对论中扩展体运动的作用量原理公式。这就给出了耦合到引力场的任意阶多极矩的经典运动方程。特别地,由于八极矩的一个新的力被获得。在量子干涉实验中,由于所有多极矩的耦合,这种作用也产生引力诱导的相移。
2003-10-06 astro-ph gr-qc hep-th
On the motion of rotating bodies in field gravity theory and general relativity
本文从相对论场论的拉格朗日形式出发,在Feynman量子场引力理论(FGT)框架下导出了旋转体的后牛顿运动方程,并与广义相对论(GR)中相应的测地线方程进行了比较。它表明,在FGT的旋转试验体的轨迹不依赖于一个坐标系的选择。本文应用陀螺的平动运动方程描述自由落体旋转体和天平上旋转体的实验。本文以太阳系行星和双星PSR B1913+16和PSR B1259-63为例,讨论了旋转体轨道运动周期调制的后牛顿相对论效应。对于自旋方向已知的双星,这种效应为测量中子星的半径提供了可能。
2000-10-14 gr-qc
The motion of test bodies with microstructure in gauge gravity models
我们报告的极-偶极粒子的运动方程的显式形式的一个非常大的类的引力理论。在非黎曼框架中导出的方程允许一个统一的描述几乎所有已知的引力理论。传播方程的多极展开法的帮助下,从守恒定律,遵循诺特定理。众所周知的广义相对论的传播方程,例如,如Mathisson和Papapetrou给出的,代表了我们一般框架中的一个特例。我们的形式允许直接识别规范重力模型中的物质流和重力场强度之间的耦合。特别是,它说明了需要与微观结构的非黎曼时空几何检测的问题。
2009-04-02 gr-qc hep-th
Classical potential for general spinning bodies
本文计算了在主导牛顿常数$G$和自旋各阶下一般自旋物体的引力势的自旋相关项。我们利用壳层方法,它直接从散射振幅中提取经典势。对于自旋粒子,由于每个粒子的自旋空间是独立的,因此需要格外小心。一旦应用了适当的匹配程序,取经典自旋极限,我们就得到了一般自旋物体的势能。当威尔逊系数设置为1时,我们成功地再现了克尔黑洞的势。有趣的是,对于有限自旋,我们发现从Kerr Wilson系数的有限自旋偏差抵消与匹配过程中,再现克尔势,而不需要采取经典的自旋限制。最后,我们发现,当投入手征基础,自旋依赖的最小耦合表现出因式分解,使我们能够采取的经典自旋限制直接向前。
2020-09-25 gr-qc hep-th
Multipolar equations of motion for extended test bodies in General Relativity
我们在爱因斯坦引力理论的背景下导出了扩展的测试体的运动方程。通过多极近似方法得到的运动方程,并给出了四极阶。特别强调的是明确建设的所谓的能量动量密度的标准形式。引力多极矩和相应的运动方程组允许竞争多极近似计划进行系统的比较。
2010-02-17 astro-ph.SR gr-qc
Modified geodesic equations of motion for compact bodies in alternative theories gravity
本文推导了替代引力理论中非旋转自引力相互作用体的精确修正测地线方程,采用Eardley方案纳入自引力效应,方程形式与场方程无关,质量恒定时退化为广义相对论测地线方程,可用于推导高后牛顿阶运动方程。
2022-07-27 gr-qc
Post-Newtonian gravitational radiation and equations of motion via direct integration of the relaxed Einstein equations. III. Radiation reaction for binary systems with spinning bodies
利用包含2.5和3.5后牛顿(PN)阶辐射反应项(超出牛顿阶的辐射反应项为O[(v/c)^5]和O[(v/c)^7])的流体的后牛顿运动方程,我们导出了具有自旋体的二元系统的运动方程。特别是,我们确定的辐射反应耦合到自旋轨道效应的两体运动方程的影响,并对自旋的演变。对于自旋的一个合适的定义,我们再现的标准方程的运动和自旋旋进在第一后牛顿秩序。在3.5PN阶,我们确定了自旋-轨道诱导反应对轨道运动的影响,但我们发现辐射阻尼对自旋的大小和方向都没有影响。利用该运动方程,我们发现自旋-轨道效应引起的总能量和总角动量的损失精确地平衡了Kidder等人计算的这些量的辐射通量。该运动方程可能对发展紧密自旋双星的螺旋轨道是有用的。
2005-04-29 gr-qc
Chaotic Motion Around Prolate Deformed Bodies
利用Poincare截面曲面和Lyapunov特征数研究了由单极项和长四极形变构成的轴对称引力中心力场中粒子的运动.我们发现混沌运动的某些值的参数,并且不稳定的轨道增加时,四极参数增加。一个广义相对论的类似物进行了简要讨论。
2001-01-10 astro-ph gr-qc nlin.CD
Unraveling gravity beyond Einstein with extended test bodies
试验物体在重力作用下的运动与守恒定律密切相关。在广义相对论的背景下,这个众所周知的事实对于超越爱因斯坦理论的引力理论也是有效的。在这里,我们推导出一个非常大的类的引力理论与物质的一般非最小耦合的测试机构的运动方程。这些方程构成了未来系统检验其他引力理论的基础。我们的治疗是协变的,并概括了经典的Mathisson-Papapetrou-Dixon结果旋转(扩展)测试机构。尽管所考虑的理论具有非常普遍的性质,但无结构试验体的运动方程却出奇地简单。
2013-07-15 gr-qc
The Motion of Test Bodies around Kerr Black Holes
本文研究克尔黑洞周围具有自旋诱导四极矩的致密试验体运动,系统综述测地线运动、推导MPD方程及其守恒量,并建立协变哈密顿表述,在自旋一阶下通过Hamilton-Jacobi方程重现运动常数。
2023-07-05 gr-qc hep-th
Quadrupole effects on the motion of extended bodies in Schwarzschild spacetime
在史瓦西背景下,在狄克逊模型和某些限制(自旋和四极张量的恒定坐标系分量,质心沿圆形轨道移动等)内,研究了扩展体直到四极结构的运动。我们发现了一些有趣的情况下,从测地线运动的偏差,由于粒子的内部结构,可以产生可测量的效果。然而,标准的时钟效应,为一对共同/反向旋转的机构自旋上/下是不修改的四极结构的粒子。
2009-10-15 gr-qc
Post-Newtonian gravitational radiation and equations of motion via direct integration of the relaxed Einstein equations. V. Evidence for the strong equivalence principle to second post-Newtonian order
利用后牛顿流体运动方程的第二个后牛顿秩序,我们推导出二元系统的运动方程有限大小,非自旋,但任意形状的机构。特别是,我们研究的贡献的内部结构的机构(如自引力),将分歧,如果机构的大小缩小到零。使用一组精确到第一后牛顿阶的维里关系,反映每个物体的平稳性,并重新定义质量,包括1 PN和2 PN自引力项,我们证明了一类潜在的发散,结构相关的条款,规模为s^{-1}和s^{-5/2},其中s是物体的特征尺寸的完全取消。这是强等效原理的进一步证据,并支持使用后牛顿近似来推导诸如中子星和黑洞等强场物体的运动方程。这扩展了Kopeikin早期的工作。
2007-07-17 gr-qc
Influence of general convective motions on the exterior of isolated rotating bodies in equilibrium
在广义相对论中,描述处于平衡状态的孤立旋转体的问题,迄今为止一直是在物体内部的圆性条件的假设下处理的。对于没有能量通量的流体,该条件意味着流体流仅沿角方向移动,即不存在对流。利用这种简化,最近的一些研究为我们提供了渐近平坦真空外场的存在性和唯一性结果。在这里,概括的问题,包括一般来源进行了研究。证明了对流运动对外部场没有直接影响,因此,上述关于外部场的唯一性和存在性的结果在一般情况下同样适用。
2003-05-29 gr-qc
The Two Extended Bodies Problem in General Relativity within the post-Newtonian Approximation
扩展物体的动力学是任何引力理论中的一个基本问题。就广义相对论而言,这个问题自理论发表以来一直在研究中。已经开发了几种方法,并且在文献中有不同的方法来解释重力影响下的运动中的相对论贡献。本文的主要目的是研究一种面向广义相对论中广义物体运动方程的通用方法。我们从牛顿理论中的一个提议开始,该提议包括引力势的多极展开,它是质量密度矩和其他物理变量作为应力张量的函数。该方法给出了牛顿力学中孤立自引力扩展体系统的运动方程。对于牛顿力学问题,我们也采用了几何方法来求解运动方程,这使得我们可以将这种方法推广到广义相对论。在广义相对论中,一些新的概念是必要的:世界管,世界线,广义动量,角动量,转矩和质心的概念被引入到广义的范围内。对于伸展体的运动方程,给出了一般表达式,没有任何限制。为了获得一些物理上的理解,我们计算了Papapetrous的运动方程的测试扩展体在静态和各向同性度规。最后,我们研究了后牛顿近似下的两体系统。我们定义的质量多极矩和动量的引力势(度规函数)的第一后牛顿秩序。我们遵循Landau-Liftshitz形式主义,找出力矩的运动方程,并应用该理论的标准坐标变换,我们写出平移运动方程。
2014-04-02 gr-qc
Covariant Equations of Motion of Extended Bodies with Arbitrary Mass and Spin Multipoles
本文利用后牛顿引力标量张量理论的近似,结合笛卡尔STF张量和Blanchet-Damour多极形式,导出了N个质量和速度任意分布的扩展体的平动和转动运动方程。我们假设时空可以被一个在无穷远处为闵可夫斯基的全局坐标图所覆盖。我们还介绍了N个本地坐标图表适应每个机构,并涵盖了有限域的空间周围的身体。每个天体的引力场由天体质量的无限集合和N-1个天体的自旋多极子和潮汐多极子参数化。通过适当选择物体的引力场的内外偶极矩,使局部坐标的原点沿物体质心的加速世界线移动。通过对微观物质方程的积分,应用渐近匹配方法,导出了平动和转动运动方程。匹配也被用于分离后牛顿自场效应从外部引力环境和构造有效的背景时空流形。它使我们能够提出的平移和旋转运动方程的协变形式,利用爱因斯坦的等效原理。我们的方法显着推广的Mathisson-Papapetrou-Dixon协变方程的运动方面的身体的多极子和后牛顿条款考虑的数量。本文导出的平动和转动运动方程包含了天体的质量和自旋多极子的无限集合,可用于更精确地预测吸气双星系统中扩展天体在合并前的轨道动力学。
2019-04-06 gr-qc
Post-Newtonian corrections to the motion of spinning bodies in NRGR
在本文中,我们包括自旋和多极矩效应的形式主义,用于描述最近在hep-th/0409156中介绍的扩展对象的运动。发展了自旋体的适当描述,并在首阶得到了自旋-轨道、自旋-自旋和四极-自旋哈密顿量。潮汐的存在,以及自我诱导的有限尺寸的影响,并计算在后者的哈密顿量的贡献。结果表明,对于最大旋转的一般天体和紧致天体,潮汐形变分别从O(v^6)和O(v^10)开始,而自诱导效应则可以在首阶出现.协议的情况下,结果是已知的。
2006-04-20 astro-ph gr-qc
Post-1-Newtonian equations of motion for systems of arbitrarily structured bodies
我们给出了一个表面积分推导的后1-牛顿平移运动方程的任意结构体的系统,包括耦合到所有机构的质量和电流多极矩。推导过程只需要在物体之间的弱场区域满足后1-牛顿真空场方程;物体的内部引力可以是任意强的。本文的推导推广了Damour,Soffel和Xu(DSX)关于弱自引力体的结果,其中弱自引力体处处满足后1-牛顿场方程。推导过程包括以下几个步骤:(1)定义每个物体的电流和质量多极矩以及质心世界线,根据物体周围弱场区域的度规行为。(ii)每个天体的一组重力电和重力磁潮汐矩的定义,也是根据天体周围弱场区域中度规的行为。对于弱自引力天体的特殊情况,我们对这些多极矩和潮汐矩的定义与DSX以前给出的定义一致。(iii)对任何给定的物体,用它的其他多极矩和潮汐矩及其时间导数来表示它的质量偶极矩的二阶时间导数的公式的推导。这个公式是由DSX先前对弱自引力物体得到的。(iv)推导作用在每个天体上的潮汐力矩与所有其他天体的多极力矩和质心世界线之间的关系。DSX开发了一种计算这种关系的形式主义;我们简化了他们的形式主义并显式地计算这种关系。(v)从前面的步骤中推导出明确的平移运动方程,其形式以前没有推导出来。
2013-10-04 astro-ph gr-qc
On the Bell's spaceships paradox and proper length for accelerated bodies
本文研究了Dewan-Beran-Bell思想实验,即用一根线将两个宇宙飞船连接起来,开始作加速运动,并利用玻恩关于任意运动的真长定义讨论了线的真长。
2018-08-12 gr-qc physics.class-ph
Nonlinearly self-interacting extended bodies move as test bodies in effective external fields
该研究推广Detweiler-Whiting处方应用范围,提出适用于非线性场论中延展体的形式体系,推导其有效线动量和角动量的Mathisson-Papapetrou-Dixon演化方程,隐含自作用力等效应,聚焦非线性标量场耦合物体并评述引力情形。
2025-08-26 gr-qc
Dynamics of test bodies with spin in de Sitter spacetime
研究了常正曲率德西特时空中自旋试验体的运动。借助于这10个Killing矢量,我们导出了在时空坐标下的自旋4-动量和自旋张量。然而,为了找到实际的轨迹,需要施加所谓的补充条件。我们讨论的情况下的Frenkel和Tulczyjew条件的旋转测试机构的动力学。
2011-02-14 astro-ph.CO gr-qc
Spin dynamics in gravitational fields of rotating bodies and the equivalence principle
讨论了旋转源的引力场中带自旋粒子的量子动力学和经典动力学。得到了描述弯曲时空中经典自旋运动的相对论性方程。我们证明了经典自旋的进动与弯曲时空中Dirac粒子的Foldy-Wouthuysen方法导出的量子自旋的运动完全一致。我们表明,进动效应的关键取决于一个四分体的选择。所获得的结果进行了比较,早期的计算不同的四分体计。
2009-09-12 gr-qc hep-th
Multipole moments in Kaluza-Klein theories
本文讨论了多维空间中广义非点试验体的运动问题。扩展体是用所谓的多极矩来描述的。利用扩展体运动方程的近似形式,导出了扩展体偏离测地线运动的公式。结果适用于特殊形式的时空。
1997-12-14 gr-qc
Dynamics of extended bodies with spin-induced quadrupole in Kerr spacetime: generic orbits
利用Mathisson-Papapetrou-Dixon方程讨论了Kerr时空中扩展体的运动。我们首先求解了圆轨道的条件,并计算了质量四极子引起的轨道频移。结果表明,对于空间引力波探测器,在极端质量比的螺旋线中不需要考虑自旋诱导四极子。定量地研究了四极子与背景引力场耦合作用下扩展体自转速度随时间的变化。对于一般的轨道,我们数值积分Mathisson-Papapetrou-Dixon方程的演变的扩展体轨道克尔黑洞的运动。通过与经典偶极子近似的比较,揭示了扩展体四极矩对极端质量比系统的轨道运动和混沌动力学的影响。对于具有物理自旋和自旋诱导四极子的扩展体,我们没有发现任何混沌轨道。对引力波探测和脉冲星计时观测的可能影响进行了概述。
2016-11-23 gr-qc
Exact Solution for the Metric and the Motion of Two Bodies in (1+1) Dimensional Gravity
通过求解正则形式下的约束方程,给出了(1+1)维双粒子引力中两体运动的精确解。本文导出了哈密顿量的确定方程的超越形式,并用Lambert $W$函数表示了两个全同粒子系统的哈密顿量。$W$函数有两个实分支,它们平滑地连接在一起,并且对于小的耦合常数,主分支上的哈密顿量减少到牛顿极限。在另一个分支上,哈密顿量产生了一组新的运动,这不能被理解为相对论性地修正了牛顿运动。对于不同的能量值,示出了相空间$(r, p)$中的显式轨迹。分析扩展到不等质量的情况下。给出了度规张量的完整表达式,并严格证明了度规张量解与运动方程解的一致性。
1996-11-04 gr-qc
Spinning bodies in curved space-time
在实验粒子极限下,研究了弯曲时空中中性和带电自旋体的运动。我们使用一个封闭的协变泊松-狄拉克括号制定,它允许不同的选择的哈密顿运动方程。我们推导出运动常数存在的条件,并将其应用于球对称时空的情形。我们表明,在史瓦西或Reissner-Nordstrøm背景下,在稳定轨道上的旋转天体的近星点不仅进动,而且径向变化。通过分析圆周运动的稳定性条件,我们发现最内层稳定圆轨道(ISCO)作为自旋的函数。结果表明,对于增加的顺时针自旋,ISCO存在一个绝对下限。最后,我们建立的运动方程也可以从爱因斯坦方程使用适当的能量动量张量自旋粒子。
2016-02-15 gr-qc
Deviation of quadrupolar bodies from geodesic motion in a Kerr spacetime
根据Mathisson-Papapetrou-Dixon模型,在Kerr背景下研究了具有多极结构的扩展体的世界线到质量四极矩的测地运动偏离。四极张量的性质通过识别进入运动方程的相关分量来澄清,从而导致有效四极张量的定义共享其自身的代数对称性,但也服从Mathisson-Papapetrou-Dixon模型本身所暗示的那些。然后,在与背景曲率相关的特征长度尺度的小值的限制下,并在对物体的结构和运动的特殊假设下,与自旋和四极变量相比较,解析地求解运动方程。由此产生的准圆形轨道参数化的开普勒式的形式,使时间,径向和方位角偏心率以及半长轴,周期和近星点的进步明确计算和表示的规范不变变量在弱场和慢运动限制。一个同伴的运动方程的数值研究也进行。
2013-11-29 gr-qc
Covariant Equations of Motion Beyond the Spin-Dipole Particle Approximation
本文研究了广义相对论中N体的后牛顿动力学。利用N体系统弯曲时空流形上的整体坐标图和局部坐标图,利用Cartesian STF张量和Blanchet-Damour多极形式的数学工具,导出了具有任意质量和速度分布的N个扩展体的平移和旋转运动的协变方程.我们将物体的自场效应从外部引力环境中分离出来,并利用渐近匹配技术构造了有效的背景时空流形。通过适当选择偶极矩,使每个物体的质心的世界线与物体适应的局部坐标原点的世界线一致。应用爱因斯坦等效原理和费米-沃克线动量和自旋输运定律,得到了协变运动方程。我们的方法显着扩展了Mathisson-Papapetrou-Dixon协变运动方程超越自旋偶极粒子近似占整个无限集的内部多极的机构,这是引力耦合的曲率张量的背景流形和协变导数。我们的研究结果可用于更精确地预测吸气双星系统中扩展天体的轨道动力学,以及在高阶多极子之间的强引力相互作用起主导作用的并合阶段构造引力波模板。超越自旋偶极近似的后牛顿运动方程的协变理论是今后改进太阳系天体相对论性星历长期精度的坚实基础。
2019-02-15 gr-qc
Constraining the electric charges of some astronomical bodies in Reissner-Nordstrom spacetimes and generic r^-2-type power-law potentials from orbital motions
我们对某些天文学和天体物理学物体的净电荷Q施加了与模型无关的动力学约束,方法是假设它们的外部时空由Reissner-Nordstroem度规描述,这会导致一个额外的势U_RN \propto Q^2 r^-2。我们的结果也可以推广到其他假设的幂律相互作用,这些相互作用也会导致额外势U_pert = r^-2(略)。
2012-04-26 gr-qc hep-ph physics.space-ph
Next-to-leading order spin-orbit effects in the equations of motion, energy loss and phase evolution of binaries of compact bodies in the effective field theory approach
在有效场论(EFT)框架下,在后牛顿(PN)近似下,计算了紧物体二进制系统的运动方程、结合能和能量损失中的自旋轨道效应.然后,我们使用这些量来计算的轨道频率和累积的轨道相位的演变,包括自旋轨道效应超出了主导秩序。为了得到本文中提出的结果,我们利用已知的成分在EFT文献中,如潜在的和多极矩的自旋效应在次领先的顺序,并给出了在线性化的谐波规范和自旋在局部平坦的框架。我们还得到了次领先阶自旋轨道效应对质心系的修正。我们证明了我们的EFT结果和那些在其他地方使用不同的形式主义。本文中提出的结果为我们提供了最终成分的引力波,包括次领先阶自旋轨道效应,这将在未来的出版物的理论模板的建设。
2020-09-11 gr-qc hep-th
Local symmetries as constraints on the motion of freely-falling extended bodies
本文在牛顿引力和广义相对论中推导了局部对称性对扩展体运动的普遍约束,证明其由潮汐张量代数结构决定,并将运动特征与时空Petrov类型相关联。
2023-09-13 gr-qc
Quadrupole effects on the motion of extended bodies in Kerr spacetime
根据狄克逊模型,在克尔背景下研究了具有偶极和四极结构的物体的运动,扩展了以前在史瓦西背景下所做的分析。在自旋和四极张量的坐标系分量均为常数的简化假设下,在质心沿赤道圆轨道运动,四个总动量与之一致的条件下,求解了整个演化方程,发现由于天体内部结构的原因,天体的运动偏离了测地线,导致了可测量的效应.假设银心是一个克尔超大质量黑洞,讨论了对绕银心运行的密近双星系统轨道周期测地值的修正.
2009-10-15 gr-qc
Relativistic Motion of Stars Near Rotating Black Hole
本文给出了研究快速旋转黑洞附近非零静止质量星体运动特征的拉格朗日方法。讨论了拉格朗日量的结构。将一般方法应用于克尔时空模型中物体运动的描述,过渡到强引力场对弹性体的潮汐扰动问题。
2018-07-28 astro-ph.GA gr-qc
Equations of motion in metric-affine gravity: A covariant unified framework
导出了度量仿射引力中广义变形体的运动方程。从广义坐标变换下作用的不变性导出的守恒律,被用作讨论扩展变形试验体动力学的出发点。利用协变方法,基于Synge的世界函数,得到了任意耦合守恒流系统的主运动方程。这个统一的框架,然后应用到度量仿射重力。我们确认和扩展以前的研究结果,特别是,我们再次证明,它是唯一可能的检测后黎曼时空几何的普通(非微结构)的测试机构,如果重力是nonminimally耦合到物质。
2014-10-21 gr-qc
Field Equations and Equations of Motion in Post-Newtonian Approximation of the Projective Unified Field Theory
从射影统一场论的场方程出发,导出了$N$引力束缚体的运动方程。牛顿和后牛顿近似的场方程和运动方程的这个系统的机构进行了详细研究。在分析一些实验数据时,我们对物质的惯性质量与标量质量之比进行了一些数值估计。
2012-05-17 gr-qc
Freely falling bodies in a standing-wave spacetime
本文研究了三环面极化Gowdy宇宙学中受驻波引力波影响的自由质量的运动。我们表明,腹吸引自由下落的粒子,我们跟踪的速度记忆效应。
2021-11-07 gr-qc
On the Possibility to Explain "The Pioneer Anomaly" within the Framework of Conformal Geometrodynamics
当广义相对论方程为广义形式时,用Einstein-Infeld-Hoffmann方法求解两体的运动问题:广义相对论方程在保角变换下化为不变形式。证明了不仅度量自由度,而且广义方程中出现的矢量$A_α$的导数也会对物体在一定时空域中的运动产生影响。这种影响可以解释最近观察到的先驱者10号,先驱者11号航天器的异常加速。矢量$A_α$对物体运动的影响被解释为几何动力学连续介质中粘性的结果。
2005-09-06 gr-qc
Gravitational Rutherford scattering and Keplerian orbits for electrically charged bodies in heterotic string theory
本文研究了带电粒子在Gibbons-Maeda-Garfinkle-Horowitz-Strominger(GMGHS)黑洞背景中的运动特性。径向和角运动的研究分析不同的基本参数值。因此,引力卢瑟福散射和开普勒轨道进行了详细的分析。最后,本文补充了Fernando先前关于零测地线的工作(Phys. Rev. D 85:024033,2012),Olivares & Villanueva(Eur. J. C 73:2659,2013)和Blaga(Automat. Comp.Appl.Math.22,41(2013); Serbian. Astron. J. 190,41(2015))用于类时测地线。
2015-10-28 astro-ph.HE gr-qc
Motion of extended fluid bodies in the Newtonian limit of $f(R)$ gravity
Guangxi Key Laboratory for Relativistic Astrophysics, School of Physical Science and Technology, Guangxi University(广西大学物理科学与技术学院相对论天体物理重点实验室);Guangxi Center for Mathematical Research, Guangxi University(广西大学广西数学研究中心);Academy of Mathematics and Systems Science, Chinese Academy of Sciences(中国科学院数学与系统科学研究院);School of Mathematical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学数学科学学院)
本文在 $f(R)$ 引力的牛顿极限下,研究了扩展流体体的多极展开动力学,推导了体间相互作用的多极表达式,并给出了双体系统的有效方程和总能量。
2026-08-04 gr-qc math-ph math.MP
Precisely computing bound orbits of spinning bodies around black holes II: Generic orbits
在本文中,我们继续研究自旋测试体绕克尔黑洞的运动。非旋转的测试物体遵循它们在其中运动的时空的测地线。一个测试物体的自旋耦合到该时空的曲率,引入一个“自旋曲率力”,将物体的世界线推离测地线轨道。自旋曲率力是后测地线效应的一个重要例子,必须仔细建模,以准确描述绕黑洞运行的物体的运动。这项工作的动机之一是了解如何将这种效应纳入恒星质量体螺旋进入大质量黑洞产生的引力波模型中。在本文的前身,我们描述了一种技术,用于计算绑定轨道的旋转机构周围的黑洞的频域描述,可以非常精确地解决。在这篇论文中,我们提出了我们的方法的概述,以及目前的结果,轨道是偏心和近赤道(即,轨道的运动不超过偏离赤道平面的$\mathcal{O}(S)$)。在本文中,我们将这一提法完全通用的情况下-轨道是倾斜和偏心的,与小机构的自旋任意取向。我们计算这些轨道遵循的轨迹,并计算小天体的自旋如何影响重要的量,如可观测的轨道频率$Ω_r$,$Ω_θ$和$Ω_ϕ$。
2022-03-22 astro-ph.HE gr-qc
Motion of small bodies in general relativity: foundations and implementations of the self-force
极端质量比吸气,其中太阳质量的致密体螺旋进入超大质量黑洞,是引力波探测器的一个重要的潜在来源。由于极端的质量比,人们可以用微扰理论来模拟这些系统。然而,为了将小物体的运动与发射的波形相关联,需要在极长时间尺度上精确的模型。此外,为了避免难以处理的分歧,需要一个模型,将小物体视为渐近小,而不是精确的点状。这两个困难都可以用奇异摄动理论来解决。本文首先分析了流形上的奇异摄动理论,包括常用的匹配渐近展开和双时标展开。然后,我制定了一个系统的渐近展开,其中由于身体的度量扰动是扩大,而一个代表性的世界线是固定的,我对比它与一个经常性的扩展,其中度量和世界线必须扩大。这导致在长时间尺度上可能一致准确的近似。物体固定世界线的运动方程是通过在物体附近进行局部空间展开来确定的。使用这种局部展开作为边界数据,我构造了微扰爱因斯坦方程的整体解。为了具体地描述轨道,我接下来设计了牛顿密切轨道方法的相对论推广。利用这种方法和两个时间尺度的扩展,我检查的效用绝热近似,可以放弃一个明确的计算力。
2010-06-20 gr-qc
Second post-Newtonian gravitational radiation reaction for two-body systems: Nonspinning bodies
从最近得到的旋进致密双星的能量和角动量通量的2 PN精确形式出发,利用Iyer和Will提出的精细平衡方法,推导出了四极近似以外的2 PN量级的引力辐射反应--运动方程中的4.5PN项.我们批判性地探讨其建设的特点,并说明他们的对比,其他可能的变种。运动方程对一般双星轨道和一类坐标规范都是有效的。讨论了圆轨道和径向入轨的极限情况。
1997-03-26 gr-qc
Equations of motion for compact binary systems in general relativity: Do they depend on the bodies' internal structure at the third post-Newtonian order?
本文探讨了广义相对论中3PN阶致密双星运动方程可能依赖天体内部结构的问题,指出未抵消的结构效应或影响下一代引力波干涉仪对中子星状态方程的探测。
2025-07-11 gr-qc
Adiabatic theory of motion of bodies in the Hartle-Thorne spacetime
在绝热理论的框架下,研究了实验粒子在旋转变形物体的引力场中的运动。为此,在绝热理论有效的后牛顿近似中采用了写在调和坐标中的Hartle-Thorne度规。由此得到了在旋转变形物体赤道面上运行的试验粒子的近日点位移公式。基于近日点位移的表达式,我们证明了叠加原理对于引力源质量、角动量和四极矩的单独效应是有效的。由此得出的公式适用于太阳系的内行星。结果与观测数据吻合良好。结果还表明,与太阳的角动量和四极矩有关的修正对近日点位移的影响很小。总的来说,它表明,绝热理论,随着其简单性,导致正确的结果,在极限情况下,对应于文献中报道的。
2022-05-09 gr-qc math-ph math.MP
Stability and chaos around multipolar deformed bodies: A general relativistic approach
考虑了由内部四极杆变形的静态轴对称源的爱因斯坦方程的精确解。利用Poincare截面法,对试验粒子的测地线运动进行了数值研究.对于扁长四极形变,我们发现了与扁长情形相反的混沌运动,并研究了由四极项变形的旋转黑洞的度规.这个度量作为两个孤子的解决方案的Belinsky-Zakharov逆散射方法的背景下获得。测地线的稳定性强烈地依赖于引力中心的自旋和测试粒子角动量的相对方向。在扁圆情况下,旋转不改变测地线运动的规律性,即,在这种情况下,轨道保持规则。我们还采用Lyapounov特征数的方法来检查周围变形的非旋转吸引中心的轨道演化的稳定性。分析了观测轨道不稳定的典型时间。
2001-08-02 astro-ph gr-qc nlin.CD
Effects in the Anomalistic Period of Celestial Bodies due to a Logarithmic Correction to the Newtonian Gravitational Potential
本文研究了在主天体引力对数修正影响下的次天体运动。Fabris等人(2009)引入了这种校正。我们推导出两个方程来计算近星点w.r.t.的变化率。偏心距及其在一周内的总变化。从运动学意义上说,这种影响产生拱点运动。我们对水星和脉冲星PSR 1913+16的伴星进行了数值估计。我们还考虑了人造地球卫星GRACE-A的情况,但从实用的观点来看,结果的可靠性较低
2013-02-24 gr-qc
Light propagation in the gravitational field of N arbitrarily moving bodies in 1PN approximation for high-precision astrometry
在第一后牛顿近似下,确定了N个任意运动的扩展体在引力场中的光轨迹。根据参考系理论,这些大质量天体的引力场可以用它们的内禀多极子来表示,从而可以考虑这些天体的任意形状和内部结构。这项调查的结果的目的是在太阳系中的光传播的一致的广义相对论理论的高精度天体测量在亚微弧秒的精度水平。
2017-07-24 astro-ph.IM gr-qc
Gravitomagnetic Effects in the Propagation of Electromagnetic Waves in Variable Gravitational Fields of Arbitrary-Moving and Spinning Bodies
本文讨论了光在自引力自旋物体以任意速度运动的引力场中的传播。假设引力场在任何地方都是“弱”的。光线的运动方程在第一后闵可夫斯基近似中求解,该近似相对于万有引力常量$G$是线性的。我们不受引力透镜近似的限制,因此光测地线的解适用于光源和观测者的任意位置。应用该方法研究了脉冲星及其伴星自转对双星夏皮罗时延的修正。我们还推导了太阳系中引力体(太阳、行星)或引力透镜的旋转引起的光偏转角的修正。分析了由于光线偏转体的平移和旋转运动引起的引力频移。本文给出了描述电磁波偏振面相对论旋转(Skrotskii效应)的公式的一般推导。该公式适用于引力物体的任意平动和转动,大大推广了前人的结果。最后,我们讨论了由定域源(如双星系统)发射的引力波的Skrotskii效应。本文的理论结果可用于研究微弧秒空间天体测量中的各种相对论效应,并为FAME、SIM和GAIA等空间天体测量任务的数据处理开发相应的算法。
2001-10-25 astro-ph gr-qc