A note on the foundation of relativistic mechanics. II: Covariant hamiltonian general relativity
我说明了一个简单的汉密尔顿制定的广义相对论,来自埃斯波西托,Gionti和Stornaiolo,这显然是四维一般协变的工作,并定义在一个有限维空间。时空坐标脱离了形式体系,反映了它们与可观测性无关的事实。该公式可以用Toller的参考系变换来解释,并为自旋网络到自旋网络的跃迁振幅提供了一种物理解释,这种跃迁振幅在环路量子引力和自旋泡沫模型中原则上是可以计算的。
2002-02-21 gr-qc
Noncommutative Unification of General Relativity and Quantum Mechanics. A Finite Model
我们建立了一个模型,统一广义相对论和量子力学在一个更广泛的结构的非对易几何。这里讨论的几何是由有限群G在空间E上的作用给出的变换广群的几何。本文定义了群胚上的光滑复值函数代数,并将卷积作为乘法,由此发展了群胚几何。由于群G是有限的,因此可以详细计算该模型。我们表明,通过适当的平均非交换几何量恢复标准的时空几何。利用群胚代数的正则表示探讨了模型的量子扇区,并建立了它与标准量子力学的对应关系。
2003-11-16 gr-qc
The Vacuum Structure, Special Relativity Theory and Quantum Mechanics Revisited: A Field Theory-No-Geometry Approach
阐述了表征真空场结构的主要基本原理,分析了利用设计的场论工具对相关真空介质和带电点粒子动力学的建模。从真空场结构原理出发,重新推导了Maxwell电动力学理论,重新推导了能量与相应点粒子质量的经典狭义相对论关系。对任意非惯性参考系下的洛仑兹力表达式进行了重新讨论,对狭义相对论与量子力学的关系给出了新的解释。在准经典近似下,得到了相对论性点粒子在外势和外磁场中的量子力学薛定谔方程,该方程的普朗克常量$\hbar \to 0$,光速为$c\to \infty$.
2008-09-25 gr-qc
A tensorial Lax pair equation and integrable systems in relativity and classical mechanics
结果表明,拉克斯对方程dL/dt = [L,A]可以给出有限维二次哈密顿量的简洁张量解释. Lax矩阵L和A是由位形空间上的三阶张量产生的。第二Lax矩阵A与表征哈密顿系统的连接有关。Toda格点系统被用来激发拉克斯对张量的定义。讨论了具有拉克斯对性质的爱因斯坦方程解的可能存在性。
1994-10-11 gr-qc
The Vacuum Structure, Special Relativity and Quantum Mechanics Revisited: a Field Theory No-Geometry Approach within the Lagrangian and Hamiltonian Formalisms. Part 2
阐述了表征真空场结构的主要基本原理,分析了利用设计的场论工具对相关真空介质和带电点粒子动力学的建模。该工作致力于研究真空结构、狭义相对论、相互作用带电点粒子的电动力学和量子力学,是\cite{BPT,BRT1}的继续。基于真空场论的非几何方法,设计了几种经典电动力学模型的拉格朗日和哈密顿变换。基于正则哈密顿公式,我们发展了狄拉克型量子化方法,用于一些可供选择的电动力学模型。在所开发的方法中,分析了电动力学和重力联合描述的可能性。
2008-10-21 gr-qc
Solar System constraints on Renormalization Group extended General Relativity: The PPN and Laplace-Runge-Lenz analyses with the external potential effect
基于重整化群效应的广义相对论扩展是由一个已知的物理原理激发的,并构成了一类具有一些未探索的独特方面的扩展引力理论。在这项工作中,我们详细开发的牛顿和后牛顿极限的实现称为重整化群扩展广义相对论(RGGR)。特别注意的是采取的外部潜在的影响,这构成了一种类型的筛选机制典型的RGGR。在太阳系中,RGGR取决于一个单一的无量纲参数$\bar ν_\odot$,这个参数使得对于$\bar ν_\odot = 0$,在太阳系中可以完全恢复GR。以前该参数被限制为$|\bar ν_\odot| \lesssim 10^{-21}$,没有考虑外部电势效应。在这里,我们表明,在一定的近似下RGGR可以铸造的形式兼容的参数化后牛顿(PPN)形式主义,我们使用PPN形式主义和拉普拉斯-龙格-伦茨技术把新的界限$\bar ν_\odot$,无论是考虑或不考虑外部潜在的影响。在外部电势效应下,新的结合读作$|\bar ν_\odot| \lesssim 10^{-16}$。我们讨论了可能的后果,这绑定到星系中的暗物质丰度。
2016-10-09 gr-qc
Quantum Interference to Measure Spacetime Curvature: A Proposed Experiment at the Intersection of Quantum Mechanics and General Relativity
提出了在近地轨道(LEO)上利用原子干涉测量黎曼曲率张量分量的实验方案。我们表明,在量子相位$Δϕ$的原子,可以沿着两个相交的测地线的差异是由$mR_{0i0j}/\hbar$倍的时空体积包含在测地线。我们对$Δϕ$的表达式也适用于长波长极限的引力波。
2003-04-07 gr-qc
The Science, Technology and Mission Design for the Laser Astrometric Test of Relativity
相对论的激光天体测量测试(LATOR)是一个迈克尔逊-莫雷型实验,旨在测试爱因斯坦的广义相对论在太阳系中最强烈的引力环境-接近太阳。通过使用独立的夏皮罗时间延迟(激光测距精确到1厘米)和干涉天体测量(精确到0.1皮克拉)的高精度测量时间序列,LATOR将以十亿分之一的精度测量太阳引力对光的引力偏转,比目前的精度高30,000倍。LATOR将进行一系列高精度的引力和宇宙学测试,以寻找太阳系中标量场的宇宙学残余。我们目前的科学,技术和任务设计的LATOR任务。
2005-12-22 gr-qc
Statistical mechanics of self-gravitating systems in general relativity: I. The quantum Fermi gas
我们发展了一个确定广义相对论中自引力系统统计平衡态的一般形式,并完成了以前在这个问题上的工作。我们的结果是有效的任意形式的熵,但为了说明,我们明确考虑费米子的费米-狄拉克熵。在固定的质能和粒子数下,熵的最大值决定了系统的分布函数和状态方程。它还包含了流体静力平衡的Tolman-Oppenheimer-Schmidoff方程和Tolman-Klein关系。本文提供了在广义相对论中构造自引力费米子的热曲线所需的所有必要方程。我们考虑非相对论极限$c\rightarrow +\infty$和恢复的牛顿引力的框架内得到的方程。本文还讨论了统计系综的不等价性以及牛顿引力理论和广义相对论中自引力系统的动力学稳定性和热力学稳定性之间的关系。
2019-08-28 gr-qc
General Relativity and Quantum Mechanics in Five Dimensions
在5D中,我采用规范形式的度量,并通过零路径定义因果关系。然后时空被一个与波函数等价的因子调制,5D测地线方程给出4D Klein-Gordon方程。这些结果有效地显示了广义相对论和量子力学如何在5D中统一起来。
2011-02-03 gr-qc physics.gen-ph
Conceptual tensions between quantum mechanics and general relativity: Are there experimental consequences?
量子力学(QM)和广义相对论(GR)之间的概念紧张关系之一源于量子力学中纠缠态的空间不可分性与广义相对论中所有物理系统的完全空间可分性之间的冲突,即,叠加原理所隐含的非定域性和等效原理所隐含的定域性之间的关系。这种概念张力可能的实验后果将讨论宏观纠缠,相干量子流体,如超导体,超流体,原子玻色-爱因斯坦凝聚体,和量子霍尔流体,与潮汐和引力辐射场相互作用。一个最小耦合规则,它产生于电子自旋耦合到弯曲的时空,导致电磁(EM)和引力(GR)辐射场之间的相互作用介导的量子霍尔流体。这表明量子换能器作用的可能性,其中EM波可转换为GR波,反之亦然。
2003-01-22 gr-qc
Quantum Mechanics and the Metrics of General Relativity
在广义相对论的线性化时空度规和量子力学的波动方程之间建立了一一对应的关系。此外,边界条件在区分量子力学和经典力学中的关键作用也将从这个过程中自然地显现出来。最后,我们将发现,该方法将使我们不仅能够引入试探电荷,而且还可以通过量规引入试验质量。
2005-02-17 gr-qc quant-ph
Noncommutative Unification of General Relativity and Quantum Mechanics
在Gen. Rel.重力(36,111-126(2004);在Press中,GR-QC/0410010),我们已经提出了基于非对易几何的统一广义相对论和量子力学的模型。这种几何是根据定义在变换广群上的非交换代数A发展起来的,变换广群是由群G在空间E上的作用给出的。由于假设G是有限的,因此可以计算模型的全部细节。在本文中,我们发展的情况下,G是一个非紧群的模型。事实证明,在这种情况下,该模型也运行良好。这种情况很重要,因为要获得模型预测的物理效应,我们应该假设G是洛伦兹群或它的某些表示。我们证明了模型的广义爱因斯坦方程具有广义Ricci算子的本征值方程的形式,并且模型量子扇区中的所有相关算子都是随机算子,我们研究了它们的动力学.我们还表明,该模型正确地再现广义相对论和通常的量子力学。有趣的是,后者是通过测量任何可观察到的来恢复的。在这样的测量行为中,模型“屈服”于通常的量子力学。
2005-04-05 gr-qc
Quantum mechanics forbids an initial or final singularity in a closed FRW universe
在封闭的FRW宇宙中奇点的存在依赖于这样一个假设,即广义相对论对小于普朗克长度的距离是有效的。然而,由Elbaz等人(广义相对论and Gravitation 29,481,1997)导出的用于封闭的辐射主导的FRW宇宙的薛定谔方程的定态波函数在零曲率半径处为零。因此,即使假设广义相对论在小于普朗克长度的距离上是有效的,量子力学似乎也禁止在封闭的FRW宇宙中存在奇点。
1999-03-07 gr-qc
Conceptual tensions between quantum mechanics and general relativity: Are there experimental consequences?
量子力学(QM)和广义相对论(GR)之间的概念紧张关系之一源于量子力学中纠缠态的空间不可分性与广义相对论中所有物理系统的完全空间可分性之间的冲突,即,叠加原理所隐含的非定域性和等效原理所隐含的定域性之间的关系。这种概念张力可能的实验后果将讨论宏观纠缠,相干量子流体,如超导体,超流体,原子玻色-爱因斯坦凝聚体,和量子霍尔流体,与潮汐和引力辐射场相互作用。一个最小耦合规则,它产生于电子自旋耦合到弯曲的时空,导致电磁(EM)和引力(GR)辐射场之间的相互作用介导的量子霍尔流体。这表明量子换能器作用的可能性,其中EM波可转换为GR波,反之亦然。
2003-04-07 gr-qc
The Laser Astrometric Test of Relativity: Science, Technology, and Mission Design
激光天体测量相对论测试(LATOR)实验旨在探索太阳附近的广义相对论-太阳系中最强烈的引力环境。LATOR将利用对夏皮罗时间延迟(行星际激光测距,在2天文单位时精确到3毫米)和干涉天体测量(精确到0.01皮克拉)的独立时间序列的高精度测量,以十亿分之一的精度测量太阳引力引起的光的引力偏转,比目前的精度高30 000倍。LATOR将进行一系列高精度的测试,以寻找太阳系中标量场的宇宙学残余。我们目前的科学,技术和任务设计的LATOR任务。
2007-01-18 gr-qc
The First Law of Binary Black Hole Mechanics in General Relativity and Post-Newtonian Theory
黑洞力学或热力学的第一定律有各种不同的形式。本文从纯后牛顿(PN)分析出发,得到了点质量双星系统沿正圆轨道运动的第一定律。我们的计算是有效的,通过3PN阶,并包括,此外,在4PN和5PN阶的对数项的贡献。这个二元点粒子力学的第一定律,然后从广义相对论的第一性原理推导出来,并与单个和二元黑洞的情况进行类比。PN时空的第一定律的一些后果进行了探讨。作为一个这样的结果,一个简单的关系PN的结合能的二元系统和Detweiler的红移观测之间的建立。通过它,我们能够高精度地确定一些以前未知的高阶PN系数的数值在圆轨道结合能。最后,我们提出了新的规范不变的概念的能量和角动量的粒子在一个二元系统。
2012-04-02 gr-qc
Escape Trajectories of Solar Sails and General Relativity
广义相对论可以对部署在太阳附近的太阳帆的远程逃逸轨道产生重大影响。太阳附近的时空曲率可以导致从0.01 AU到2550 AU的太阳帆偏转多达100万公里,因此应该在任务开始时考虑到。还有许多较小的广义相对论效应,例如由于太阳缓慢旋转而引起的坐标系拖曳,这可能导致超过一千公里的偏转。
2009-07-20 gr-qc physics.space-ph
On the Incompatibility of Special Relativity and Quantum Mechanics
本文讨论了为解决量子力学和狭义相对论之间的矛盾而提出的一些策略。EPR关联作为量子力学宏观效应的一个简单例子进行了讨论,类空分离其原因。结果表明,它们可以用来传递信息,其可靠性可以通过贝叶斯定理进行估计。驳斥了当前否定量子力学与狭义相对论矛盾的一些理由,并对这个问题提供了一个历史的视角。
2018-09-05 gr-qc physics.hist-ph
Opportunities for Probing Fundamental Gravity with Solar System Experiments
最近“暗能量“的发现挑战了爱因斯坦的广义相对论作为我们宏观宇宙的完整模型。从理论的角度来看,挑战甚至更大:广义相对论显然没有延伸到量子力学占主导地位的非常小的地方。因此,基础物理模型需要进行一些重大的修改。我们必须进行更深入的探索,以约束和激发这一所需的新物理学。在太阳系领域,我们可以有效地探测与广义相对论预测的微小偏差:技术现在提供了广泛的机会,可以进行比以前更精确的实验。我们描述了相关的理论背景和更精确的太阳系实验的机会。
2009-02-20 gr-qc
On Non-Linear Quantum Mechanics, Space-Time Wavefunctions, and Compatibility with General Relativity
在以前的论文中,我阐述了非线性薛定谔量子力学作为测量问题的解决方案。在这里,我表明,NLQM是兼容的爱因斯坦的广义相对论。弯曲时空的延伸假设采用“时空波函数”(有时称为“多重时间波函数”)和一些额外的代数结构:补充爱因斯坦度量张量的“双张量”。即使没有质量项,这种物质也可能违反强能量条件,这可能与黑洞内奇点的形成有关。
2020-08-19 gr-qc quant-ph
Solar system dynamics in general relativity
最近的文献工作提倡使用地月小行星拉格朗日点作为观测量,以检验太阳系中的广义相对论和引力的有效场论。然而,由于经典天体力学的三体问题只是一个更复杂的设置的近似,其中太阳系中的所有天体都受到它们之间的相互引力作用,而太阳辐射压力和其他非引力扰动源也会影响动力学,因此在概念上需要改进当前对广义相对论中太阳系动力学的理解,作为对弱重力状态下的轨道运动进行更精确的理论研究的第一步。为此,本文从de Donder-Lanczos规范下的Einstein方程出发,首先得到天体测地运动的Levi-Civita拉格朗日量,详细地说明了在广义相对论中,在何种条件下,内部结构和有限延拓效应被取消到后牛顿一阶。由此产生的非线性常微分方程的运动的行星和卫星的解决地球的轨道围绕太阳,详细地写下来的太阳-地球-月球系统,并调查的情况下,平面运动的一个机构沉浸在引力场产生的其他机构(如行星与他们的卫星)。在这个阶段,我们证明了一个确切的属性,根据该属性,原系统的四阶时间导数导致一个线性常微分方程组。这为即将进行的太阳系内行星运动的广义相对论研究打开了一个有趣的视角,尽管由此产生的方程对数值和定性研究仍然是一个挑战。
2016-07-21 gr-qc hep-th
Solar system relativity tests, formulas for light deflection by a central mass, and modification of the lens equation, for a Weyl scaling invariant dark energy
我们估计的变化,在太阳系广义相对论的测试时,“暗能量“产生的外尔标度不变的行动,使用修改后的Schwarzschild样球对称的解决方案,在这种情况下获得的Adler和Ramazano \vglu。我们表明,广义相对论的标准结果被修改的数量远远低于目前的实验误差。然而,因为当中心质量$M$消失时度规不是共形平坦的,所以光偏转的贡献与宇宙学常数$Λ$成正比,与$M$成正比的贡献符号相反。这可能对宇宙学背景下的引力透镜产生影响,因此我们计算了对引力透镜的“透镜方程”的相应修正。我们还给出了通过顺序$ΛM$的光偏转角的公式,假设一个参数化的球对称度量的外部区域的中心质量。
2022-11-09 astro-ph.CO gr-qc
Tests of general relativity in the solar system
本文综述太阳系内广义相对论检验现状,指出先驱者号异常等迹象可能暗示引力定律需修正,并探讨能兼容现有检验的度规扩展理论及未来空间实验设计。
2008-01-22 astro-ph gr-qc quant-ph
Synchronization and Fundamental Time: a Connection between Relativity and Quantum Mechanics
本文利用引力电磁类比,将Louis de Broglie关于旋转系同步与角动量量子化的方法推广至弯曲时空,描述旋转源周围的弱引力场并给出新解释。
2023-09-02 gr-qc quant-ph
New Concept for Testing General Relativity: The Laser Astrometric Test of Relativity (LATOR) Mission
本文讨论了一个新的基础物理实验,它将以优于二阶效应的精度检验相对论引力在重力场强度~G^2范围内的作用。激光天体测量相对性测试(LATOR)任务使用两个微型航天器之间的激光干涉测量法,其视线从太阳附近经过,以准确测量太阳引力中的光偏转。实验设计的关键要素是由放置在国际空间站(ISS)上的长基线(100米)多通道恒星光学干涉仪提供的冗余几何光学桁架。空间干涉仪用于测量两个航天器之间的角度和确定轨道。LATOR不仅将参数化后牛顿(PPN)$γ$的值提高到前所未有的10 e8分之一的精度水平,还将达到测量重力固有非线性引起的下一个后牛顿阶(1/c^4)光偏转效应的能力。太阳四极矩参数J2将被高精度测量,以及各种其他相对论效应,包括Lense-Thirring进动。LATOR将在基础物理学的测试中带来非常强大的进步:这项任务可能会发现广义相对论的违反或扩展,或者揭示物理定律中存在额外的长程相互作用。LATOR实验是独一无二的,是太阳系重力实验的自然高潮。
2003-11-15 gr-qc
Five-Dimensional Mechanics as the Starting Point for the Magueijo-Smolin Doubly Special Relativity
本文讨论了从线性实现SO(1,4)对称群的粒子的奇异拉格朗日作用量出发,得到双狭义相对论运动学规则(变形的能量动量关系和动量的非线性洛伦兹变换)的方法。变形的能量-动量关系出现在模型的一个特殊规范中。动量的非线性变换产生于所选规范的协方差要求。
2011-08-08 gr-qc hep-th
Comparing solar-system, binary-pulsar, and gravitational-wave tests of gravity
这个演讲是基于我与Thibault Damour合作的工作。我们比较了不同类别的引力实验的探测能力:太阳系测试(弱场制度),脉冲双星测试(强场制度),和未来的引力波观测的吸气双星(强场效应检测在我们的弱引力场条件)。这是在广义相对论最自然的替代理论类别中完成的,即张量-标量理论,其中引力相互作用由一个张量场(g_munu)和一个或几个标量场(phi)介导。我们的主要结论是,强场实验与弱场实验在性质上是不同的:强场实验限制了太阳系中与广义相对论严格不可区分的理论。我们还表明,二进制脉冲星的数据是如此精确,他们已经排除了标量效应可能已被检测到与LIGO或处女座的理论。这就证明,在广义相对论中计算“啁啾”模板是足够的。
1999-03-15 gr-qc
Quantum Mechanical Black Holes: Towards a Unification of Quantum Mechanics and General Relativity
在本文中,从涡旋开始,我们最终导致的处理费米子的克尔-纽曼型黑洞,其中我们确定的视界在粒子的康普顿波长的外围。避免了裸奇点的产生,并利用康普顿波长范围内的量子力学效应确定了黑洞视界内的奇异过程。惯性质量,引力,电磁,甚至QCD类型的相互作用都来自这样的描述,包括相对强度和其他特征,如异常旋磁比,电荷的离散性,电子场出现在广义相对论中纽曼复杂变换的原因,中微子左手性和物质-反物质不平衡的理由。这个模型描述了最基本的稳定费米子,电子、中微子和大约夸克。它也和谐地统一了流体力学,量子力学和经典相对论的观点。
1998-08-12 gr-qc quant-ph
Astrometric tests of General Relativity in the Solar System: mathematical and computational scenarios
我们回顾了可用于相对论天体测量的数学模型,讨论了不同的方法及其在现代空间实验(如盖亚和GAME)背景下的准确性,我们展示了这些模型如何应用于现实世界,以及从数学和数值角度来看它们的后果,特别是盖亚的情况,其发射将于今年年底前完成。
2013-12-11 astro-ph.IM gr-qc
From continuum mechanics to general relativity
利用连续介质力学的思想,我们建立了引力理论.我们表明,这个理论是等价于爱因斯坦的广义相对论的理论,它也是一个更快的方式达到广义相对论比传统的路线。我们的方法简单而自然:我们形成一个非常一般的模型,然后应用两个由实验证据支持的物理假设。这很容易将我们的构造简化为一个等价于广义相对论的模型。最后,我们提出了一个简单的方法来修改我们的理论来研究非标准时空对称性。
2014-05-19 gr-qc math-ph math.MP
Statistical mechanics of self-gravitating systems in general relativity: II. The classical Boltzmann gas
本文研究了广义相对论中半径为$R$的盒子内经典自引力系统的统计力学。发现热曲线$T_{\infty}(E)$具有双螺旋的形式,其形状取决于紧度参数$ν=GNm/Rc^2$。双螺旋随着$ν$的增加而收缩,当$ν_{\rm max}=0.1764$增加时,双螺旋最终消失。因此,广义相对论效应使系统更不稳定。另一方面,随着$ν$的减小,冷螺旋和热螺旋彼此远离。使用适合于非相对论极限的归一化$Λ=-ER/GN^2m^2$和$η=GNm^2/R k_B T_{\infty}$,并考虑$ν\rightarrow 0$,热螺旋走向无穷大,热量曲线趋向于极限曲线(由埃姆登方程确定),表现出单一的冷螺旋,如在以前的工作中发现的。使用另一个适合于超相对论极限的标准化${\cal M}=GM/Rc^2$和${\cal B}={Rc^4}/{GNk_B T_{\infty}}$,并考虑到$ν\rightarrow 0$,冷螺旋走向无穷大,热量曲线趋向于表现出单个热螺旋的极限曲线(由广义相对论埃姆登方程确定)。这个结果是新的。讨论了这种渐近热曲线与自引力黑体辐射热曲线的相似性和区别。最后,我们比较了牛顿引力和广义相对论中具有严重截断的等温分布的箱约束等温模型。
2019-08-28 gr-qc
Exploring black hole mechanics in cotangent bundle geometries
量子引力环境的经典极限和连续极限,在介观状态下,可能导致一种与量子引力环境非常不同的几何概念。狭义相对论和广义相对论的伪黎曼理论。一种可能的方法来描述这个修改后的时空概念是通过动量依赖度规,以这样一种方式,具有不同能量的粒子可以探测不同的时空。事实上,双狭义相对论理论,在保持相对性原理的同时变形狭义相对论运动学,已经在几何背景下,通过考虑弯曲的动量空间来理解。这些动量空间的弯曲时空的扩展及其可能的唯象意义最近已经研究。沿着这条研究路线,我们在这里解决的背景下,余切束度规,取决于动量和时空坐标,与双狭义相对论的相对论变形运动学兼容的黑洞热力学的前两个定律。
2022-04-27 gr-qc
Implications of Kleinian relativity
受超材料的启发,我们提出了一个协变机制的粒子在克莱因时空,并显示它的一些效果,如时间收缩和长度膨胀。给出了点粒子相对论动量和能量的新表达式。为了说明新的力学,我们描述了均匀牛顿引力场下的粒子运动。我们还重新审视了克莱因时空中的自由自旋半粒子问题,讨论了一些量子意义,如外尔费米子色散关系的约束,并适应超材料模拟系统克莱因时空。
2021-02-25 gr-qc
Overview of the structural unification of quantum mechanics and relativity using the algebra of quantions
这篇文章的目的是为普通物理学的读者介绍埃米尔·格尔金的最新成果,他将量子力学和相对论统一到同一个数学结构中。这种结构就是量子代数,一种不可分割的代数,它是弯曲时空上的电弱理论的自然框架。与四元数类似,量子保留了结合性和复共轭的核心特征,同时放弃了不必要的历史偏见的除法属性。缺乏分裂使得结构上与相对论的统一成为可能(由于光锥矢量为零,人们无法将线性闵可夫斯基空间升级为分裂代数),并且需要根据概率流对玻恩对波函数的标准解释进行调整。本文是对量子理论的一个概述,然后进行讨论。
2012-04-09 gr-qc quant-ph
Looking for a new test of general relativity in the solar system
本文讨论了三种测量太阳-地球-卫星系统共线拉格朗日点L_1和L_2位置的牛顿值的广义相对论修正的原理方法。所有方法都是基于时间测量。第一种方法利用脉冲星发射信号和两个接收天线分别位于L1和L2。第二种方法是基于拉格朗日点本身的相对论定位系统。前两种方法主要依赖于L1和L2的时钟同步。第三种方法在稳定点L4或L5处结合脉冲星和人造发射器,形成共线点L1和L2定位的基础。进一步的可能性被提到,并考虑测量的可行性。
2018-01-22 astro-ph.EP gr-qc
The Laser Astrometric Test of Relativity Mission
介绍了一个新的基础物理实验,它能以优于二阶重力场强度的精度检验相对论引力。激光天体测量相对性测试(LATOR)任务使用两个微型航天器之间的激光干涉测量法,其视线从太阳附近经过,以准确测量太阳引力中的光偏转。实验设计的关键要素是由放置在国际空间站上的长基线(100米)多通道恒星光学干涉仪提供的冗余几何光学桁架。几何冗余使LATOR能够以非常高的精度测量由太阳重力场引起的与欧几里德几何的偏离。LATOR不仅将参数化后牛顿(PPN)参数伽马的值提高到前所未有的1/1 e8精度水平,还将达到测量重力固有非线性导致的下一个后牛顿阶(1/c^4)光偏转的影响的能力。太阳四极矩参数J2将被高精度地测量,以及各种其他相对论性参数。LATOR将在基础物理学的测试中带来非常强大的进步:这项任务可能会发现广义相对论的违反或扩展,或者揭示物理定律中额外的长程相互作用的存在。LATOR实验是独一无二的,是太阳系重力实验的自然高潮。
2004-01-15 gr-qc
Explicit form of the Scalar-Tensor metric to be used for propagation of light in the Solar system in continuity of the GR IAU2000 metric
IAU 2000决议推荐的度规允许在广义相对论框架中的c-3水平上计算光的传播。在最近的一篇论文[1]中,受到即将进行的涉及太阳系中光传播的空间实验(ASTROD,GAIA,LATOR,ODYSSEY,SAGAS,SIM,TIPO,...)的启发,我们提出了在c-4水平上对IAU度规方程的一种扩展。这是在广义相对论的框架下进行的。然而,标量-张量理论可能会引起数值上与c-4广义相对论项相当的修正。因此,本文提出了将[1]推广到标量张量情形。一个强层次系统(如太阳系)的情况下强调。在这种情况下,提出了一个明确的度量解决方案。
2010-03-12 gr-qc
An Improved Framework for Quantum Gravity
广义相对论有两个基本问题,使它不适合处理引力场的量子化。第一个问题是缺少一个真正的引力变量,它只代表引力,不包括惯性力。第二个问题是它与量子力学的不相容性,这个问题是从狭义相对论与量子力学更根本的冲突中继承而来的。一个程序,以克服这些困难的概述,这相当于取代广义相对论与它的远程平行等价和庞加莱不变的狭义相对论与德西特不变的狭义相对论。这些替换产生了de Sitter修正的遥平行引力,它不存在上述两个问题。因此,它可以被认为是量子引力的一种改进的替代方法。
2020-12-16 gr-qc
Ontology of the Theory of Relativity
本研究针对运动物理学本体论的厘清与确立问题,提出一系列形式化方法定义力学理论本体论,构建本体论一致性概念及满足条件,并对牛顿力学、狭义与广义相对论完成一致性检验。
2023-08-23 gr-qc physics.hist-ph
Testing General Relativity in the Solar System: present and future perspectives
在过去几年中,航天器辐射跟踪数据的精确度不断提高,再加上收集的数据量巨大,现有数据集的基线较长,因此有可能通过测量一些关键参数,如后牛顿参数、诺德维特参数“eta”和引力子质量,直接观测太阳系动态,特别是相对论效应。在这项工作中,我们调查了过去,现在和未来最有前途的行星际任务提供的数据集的潜力,以绘制未来10-15年内可以达到的知识的现实画面。为此,我们更新了最初为BepiColombo任务开发的半分析模型,以考虑行星-行星相对论相互作用和偏心率引起的影响,并验证它对完善的数值模型,以评估感兴趣的参数的检索精度。在对结果进行分析之前,我们回顾了一些假设和约束分析方案,这些假设和约束分析方案到目前为止已经被提出来克服几何弱点和模型退化,证明这些策略引入了模型不一致。最后,我们应用我们的半分析模型对行星际任务的三个样本进行协方差分析:1)现在有数据可用的(例如卡西尼号,信使号,MRO,朱诺号),2)在未来几年(BepiColombo)和3)仍将作为JUICE和VERITAS发射(后者正在等待批准)。
2019-11-13 gr-qc
Quantum Mechanics in General Relativity
本文从一般黎曼时空$ V_{1,3} $中实标量场量子理论的一般表述出发,构造了$ V_{1,3} $中点状无自旋粒子的广义协变准相对论性量子力学.为此,对于$ V_{1,3} $的任意正规测地线1+3-叶理,指定场方程的$c^{-1}$解的渐近空间$Φ^-$,它可以映射到具有(渐近)厄米哈密顿量和$Ψ$向量的玻恩概率解释的薛定谔方程的解的空间$Ψ$。在$Ψ$中作用的粒子的动量和空间位置的基本算符是由相应的QFT观测量产生的,其中包含了相对论修正,因此一般不同于$ V_{1,3} $中根据量子化的正则假设得出的测地运动的基本算符。特别是,除了闵可夫斯基时空中的笛卡尔坐标或精确的非相对论极限$(c^{-1} = 0)$的情况外,坐标算符不像共轭动量算符那样易交换。这种方法提供了在一般$ V_{1,3} $在Fock表示的量子场论与粒子解释的基础上玻恩解释的波函数。
1998-07-14 gr-qc
Do Solar System experiments constrain scalar-tensor gravity?
现在已经确定,与通常的看法相反,(电)真空Brans-Dicke引力在大的Brans-Dicke耦合$ω$值时并不退化为广义相对论。由于标量-张量引力实验检验的本质在于提供$ω$的严格下界,这些检验所基于的PPN形式主义可能处于危险之中。我们表明,在线性化的近似所使用的PPN形式主义,异常的限制广义相对论消失。然而,它在二阶(或更高阶)和强引力下仍然存在。这一事实与旨在测试二阶光偏转和夏皮罗时间延迟的实验有关。
2020-02-07 gr-qc
Classical and Quantum Mechanics with Poincare-Snyder Relativity
庞加莱-斯奈德相对论在我们早期的一篇论文中介绍过,作为爱因斯坦相对论的一种扩展形式,通过对完整的量子相对论进行适当的限制设置而获得。后者的对称性中包含基本常数$\hbar$和$G$,被认为是量子时空的相对性。研究庞加莱-斯奈德相对论力学是迎接量子相对论动力学构建这一巨大挑战的重要手段。力学本身也会引起人们的兴趣,可能会产生实验可以达到的预测。我们在这里写出了直接的正则公式,并表明它产生了合理的物理图像。除了自由粒子的情况下,我们还给出了一个明确的分析两个粒子碰撞所规定的配方,以及粒子反弹的情况下,从一个不可逾越的势垒在时间方向上。在简单的经典力学背景下,可以得到在通常的时间演化图中解释的粒子-反粒子产生和湮灭的非常有趣的解。我们认为这是一个不平凡的成功的理论,给予信心,整个背景的方法是明智的,并在正确的轨道上。我们还直接从熟悉的正则量子化中概述了量子力学公式,与之前出版物中的相对论群几何量子化公式相匹配。
2010-10-18 gr-qc hep-th math-ph
Expansion Evolution of Nonhomogeneous Metric with Quantum-Mechanically Revisited Fundamental Metric Tensor
本文在非均匀各向异性宇宙背景下,对比了常规度规张量与量子力学修正度规张量下类时测地线汇的膨胀演化,发现量子几何方法能有效调控甚至消除奇点,为探索时空曲率的量子性质提供了新框架。
2025-04-01 gr-qc
Equations of motion in General Relativity and Quantum Mechanics
在前一篇文章中,在与测地线相关的广义相对论的线性化度规和量子力学的狄拉克方程之间建立了关系。在本文中,该结果的推广到任意曲线的影响。狄拉克方程的推导和示出有关的李导数的动量沿曲线。此外,运动方程推导出与度规相关的Hamilton-Jacobi方程和与Hamiltonian相关的波动方程,然后示出不与Dirac算子交换。最后,麦克斯韦-玻尔兹曼分布被证明是测地线运动的结果。
2011-10-16 gr-qc math-ph math.MP
Towards MIGO, the Matter-wave Interferometric Gravitational-wave Observatory, and the Intersection of Quantum Mechanics with General Relativity
在广义相对论中,一个动态的、非欧几里德时空几何意味着引力辐射的可能性。在这里,我们探索新的方法来检测这样的辐射从天体物理源的物质波干涉仪(MIGO)的装置,使用原子束发出的超音速原子源,进一步冷却和准直的光学糖蜜。虽然这种MIGO的灵敏度与LIGO和LISA相比毫不逊色,但MIGO的尺寸可以小几个数量级,并且它们的带宽更宽。使用教学方法,我们把这个问题到更广泛的背景下的问题,在量子力学与广义相对论的交叉点。
2004-03-11 astro-ph gr-qc hep-th
Generalized Uncertainty Principle, Classical Mechanics, and General Relativity
广义不确定原理(GUP)已经被直接应用于(宏观)测试物体在给定时空中的运动,以计算对牛顿力学或广义相对论中预测的经典轨道的修正。这些修正一般违反了等效原则。通过将GUP修正的霍金温度与背景度规的变形联系起来,GUP也被间接地应用于引力源。这样一个变形的背景度量确定新的测地线运动,而不违反等效原理。我们在这里指出,与实验界限相比,这两种效应是相互排斥的。此外,前者源于修改泊松括号从一个错误的经典极限的变形正则算子。
2020-06-10 gr-qc hep-th quant-ph
Mimicking general relativity in the solar system
为了使修正的引力模型成为宇宙学暗能量的候选者,它必须通过严格的局部引力实验。我们发现,一个Brans-Dicke(BD)理论具有良好定义的二阶修正,包括高斯-邦纳项具有这一功能。我们构建了通用的二阶理论,给出了线性顺序,BD度量解决方案的点状质量源。我们发现这些理论介于广义相对论和BD引力之间。特别是它被发现,相关的爱丁顿参数,这是通常严重的时间延迟实验的约束,可以任意接近GR值为1,与任意BD参数。我们找到的解决方案是稳定的小类时扰动的区域。
2008-10-30 astro-ph gr-qc hep-ph
Prospects of dynamical determination of General Relativity parameter beta and solar quadrupole moment J2 with asteroid radar astronomy
我们评估的前景量化参数化后牛顿参数β和太阳四极矩J2与观测近地小行星的大轨道进动率(9至27弧秒世纪$^{-1}$)。我们考虑了现有的光学和雷达天体测量,以及雷达天体测量,可以现实地获得与阿雷西博行星雷达在未来五年。我们的灵敏度计算依赖于传统的协方差分析和蒙特卡罗模拟。我们发现,β和J2的独立估计值可以分别以$6\times10^{-4}$和$3\times10^{-8}$的精度获得。由于我们假设了相当保守的观测不确定性,这是报告雷达天体测量时的通常做法,因此实际精度可能分别接近$2\times10^{-4}$和$10^{-8}$。因此,用小行星雷达天文学对太阳扁率的纯动力学测定可以与日震学测定相媲美。
2017-08-18 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Local tests of gravitation with Gaia observations of Solar System Objects
在这一过程中,我们将展示如何观测太阳系天体与盖亚可以用来测试广义相对论和约束修改后的引力理论。观测到的太阳系天体数量之多,以及与天文测量精确度相关的各种轨道参数,将使我们能够对广义相对论进行局部测试。在这次交流中,我们提出了一个初步的灵敏度研究的盖亚观测动力学参数,如太阳四极矩和各种扩展广义相对论,如参数化后牛顿参数,第五力形式主义和违反洛伦兹对称参数化的标准模型扩展框架。我们考虑到时间序列和几何观测,特别是盖亚的名义任务(5年)和延长任务(10年)。
2017-09-15 astro-ph.EP gr-qc
Special relativity as the limit of an Aristotelian universal friction theory under Reye's assumption
这项工作探讨了经典的力学理论下的两个进一步的假设:(a)有一个普遍的干摩擦力(阿茨泰利力学),和(b)的变化,由于磨损的质量是成比例的工作所做的摩擦力的身体(雷伊的假设)。它表明,质量取决于速度在狭义相对论,速度是恒定的一个特定的特征值。在摩擦力消失的极限下,由于物体不减速,因此该理论满足相对性原理,因此绝对坐标系变得不可观测。然而,极限理论并不是具有伽利略群对称性的牛顿力学,而是狭义相对论。这一结果表明,把狭义相对论看作是一个理论的极限,这个理论提出了宇宙摩擦和与一个储存器(真空)的质能交换。因此,相当令人惊讶的是,狭义相对论来自绝对空间(以太)概念,并可能在对爱因斯坦力学和摩擦力的研究之后被发现。我们结束了工作面对完整的理论与观察。它通过疲劳光预言了哈勃定律,因此它与超新星的光变曲线不相容,除非疲劳光(局部)和宇宙膨胀(非局部)两种机制都在起作用。它也很好地解释了一些具有挑战性的数值巧合,涉及低加速度下的现象。
2014-11-28 gr-qc physics.class-ph
Minimum Length from Quantum Mechanics and Classical General Relativity
我们从量子力学和经典广义相对论中推导出位置测量的基本极限。首先,我们证明了实验中使用的任何原始探针或靶必须大于普朗克长度$l_P$。这表明在任何测量中存在普朗克尺度{ \it最小球}的不确定性。接下来,我们研究干涉仪(如LIGO),其精度比任何单个组件的尺寸都要精细得多,因此不会明显受到最小球的限制。尽管如此,我们推导出一个基本的限制,他们的准确度为$l_P$。我们的结果意味着可能的位置测量的{ \it设备无关}限制。
2004-11-16 gr-qc hep-ph hep-th
On quantization and general relativity
这篇笔记是要提请读者注意这样一个事实,即广义相对论和量子力学在一个主要方面彼此不同。广义相对论是基于物理学定律的同形协变公式,而量子力学是这样构建的,它的基本定律对拓扑结构的变化保持不变。本文的目的是表明,为了得到一个完整的描述量子引力,必须从量子力学的意义上,从广义相对论,即物理定律必须是协变的时空拓扑结构的变化。
2014-06-22 gr-qc hep-th physics.gen-ph