Subleading soft dressings of asymptotic states in QED and perturbative quantum gravity
利用电荷守恒的渐近对称性公式和树级次引导软定理,我们在QED和微扰量子引力中构造了次引导阶的软动量展开和一阶的耦合常数的Faddeev-Kulish态.我们证明了软光子/引力子在修饰振幅下的发射和吸收消失。事实上,没有额外的软辐射可以添加到一个修饰的振幅支持的索赔,在修饰状态形式主义,散射过程的软和硬部门是相关的。我们还表明,装饰的虚拟振幅是等效的红外有限的一部分,传统的振幅构造使用Fock状态。由于在渐近Hilbert空间中不存在实的软辐射,缀饰态方法给出了与Bloch-Nordsieck方法相同的截面。
2019-07-11 gr-qc hep-th
Parametrized post-Newtonian formalism in higher-order Teleparallel Gravity
研究了高阶导数挠率修正的遥平行引力的参数化后牛顿极限。我们从修正的遥平行引力的协变公式出发,恢复了理论中的自旋联系。然后,我们对闵可夫斯基背景下的四量子场进行了后牛顿展开,得到了微扰场方程。我们计算的PPN度规的高阶Telepallel引力理论,这使我们能够表明,在后牛顿的限制,这更一般的类理论是完全保守的,从广义相对论无法区分。用这种方法,我们推广了在以前的工作中已经发现的$F(T)$重力的结果。此外,我们的计算揭示了考虑第二后牛顿(2PN)阶近似或参数化后牛顿宇宙学(PPNC)框架的重要性,其中来自Telepallel引力的一般修改的额外微扰模式可能会导致新的可观察到的印记。
2021-12-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Eccentric-orbit EMRI radiation: Analytic forms of leading-logarithm and subleading-logarithm flux terms at high PN orders
我们提出了新的结果,解析偏心率依赖的几个序列的引力波通量项在高后牛顿(PN)秩序的极端质量比inspirals。这些序列是主对数,对于整数$k\ge 0$($x$是PN紧性参数),以PN顺序$x^{3k} \log^k(x)$和$x^{3k+3/2} \log^k(x)$出现,以及次主对数,以$x^{3k} \log^{k-1}(x)$和$x^{3k+3/2} \log^{k-1}(x)$($k\ge 1$)顺序出现,辐射到无穷大的能量和角动量。对于能量通量领先的pmarts,我们表明,任意高的PN阶的偏心率依赖于确定的特定总和的功能$g(n,e_t)$,来自牛顿质量四极矩,通常给出的频谱内容的Peters-Mathews通量作为径向谐波$n$的函数。一个类似的功率谱$\tilde{g}(n,e_t)$决定了角动量通量的主导谱。对于subleading日志,四极功率谱再次发挥作用,提供了一个可区分的部分,这些通量项的偏心率依赖高PN顺序。随着四极贡献的理解,剩余的分析偏心率依赖的subleading日志可以在原则上更容易地确定使用黑洞微扰理论。我们表明这一过程中的行动,推导出完整的解析结构的$x^6 \log(x)$ subleading日志长期和解析扩展的$x^{9/2}$ subleading日志高阶幂级数偏心率。我们将讨论如何将这些方法可能扩展到其他序列的PN扩展的条款,涉及…
2019-09-12 gr-qc
Quadratic-in-spin interactions at fifth post-Newtonian order probe new physics
我们第一次获得了所有的二次自旋相互作用在自旋双星在第三次领先的顺序在后牛顿(PN)引力,并提供其可观测的结合能和规范不变的角动量的关系。我们的结果是有效的通用紧凑的对象,轨道和自旋方向,并进入第五PN阶最大旋转的对象,从而推动了国家的art.This是通过扩展的自旋引力对象的有效场论,其计算应用。我们还发现了自旋物体所特有的一种新的有限尺寸效应,并以一个新的“自旋Love数”作为其特征系数,这是对引力和QCD的一个新的探索。
2022-09-01 gr-qc hep-th
Newtonian limit of the singular f(R) gravity in the Palatini formalism
最近D. Vollick [Phys. Rev. D 68,063510(2003)]已经表明,在引力作用量中包含1/R曲率项和使用Palatini形式主义为宇宙学加速度提供了另一种解释。本文不仅证明了Vollick模型不具有良好的牛顿极限,而且证明了任何f(R)理论在R=0中具有n阶极点且其对R的二阶导数在Ro处不为零,其中Ro是背景的标量曲率,都不具有良好的牛顿极限。
2004-08-19 astro-ph gr-qc hep-th
The Parametrized Post-Newtonian-Vainshteinian Formalism
在宇宙尺度上改变重力的光自由度必须在太阳系尺度上“屏蔽”,以便与数据兼容。文施泰因机制通过对经典微扰理论的突破实现了这一点,因为涉及新自由度的大相互作用在所谓的文施泰因半径以下变得重要。我们开始开发一个扩展的参数化后牛顿(PPN)的形式主义,能够处理Vainshteinian修正。我们认为,一个独特的Vainshtein规模的理论必须扩大使用两个小参数。在这个参数化后牛顿-范氏展开式中,控制PPN阶的主要展开参数通常是速度$v$。二次膨胀参数$α$控制着范斯坦修正的强度,是史瓦西半径和范斯坦半径的理论特定组合,与其质量无关。我们提出的一般框架,并将其应用到立方伽利略理论内外的Vainshtein半径。PPVV框架可以用来确定这些理论与太阳系和其他强场数据的兼容性。
2015-06-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
An Einstein-like theory of gravity with a non-newtonian weak-field limit
我们提出了一个描述爱因斯坦引力与具有指数势的标量场耦合的模型。我们证明了模型的弱场极限具有静态解,该静态解由在大距离下表现为\ln r的引力势给出。牛顿项GM/r只作为次前导出现。我们的模型可以用来给出星系自转曲线的唯象解释,而不需要假定暗物质的存在。这只能通过放弃星系尺度的爱因斯坦等效原理来实现。
2004-09-21 astro-ph gr-qc
The Parameterized Post-Newtonian-Vainshteinian formalism for the Galileon field
最近,参数化后牛顿(PPN)形式主义的扩展已被提出。这种形式主义,参数化后牛顿-范氏(PPVV)形式主义,非常适合于表现出标量场的范氏屏蔽的理论。在本文中,我们首次将PNV形式主义应用于四次和五次Galileon理论。作为标准标量-张量场论的简单推广,它们对于推广超越广义相对论的引力效应的参数化方法是重要的指导。在四次的情况下,我们发现新的PNV-potential屏蔽和非屏蔽区域的时空,表明在原则上这些理论可以测试。在五次的情况下,我们表明,Vainshtein屏蔽不发生牛顿秩序,这意味着该理论的行为作为Brans-迪克这个顺序,我们讨论了可能的高阶效应。
2019-03-21 gr-qc
Classical Sub-subleading Soft Photon and Soft Graviton Theorems in Four Spacetime Dimensions
经典的软光子和软引力子定理确定了一般经典散射过程的长波长电磁和引力波形,这些波形是由进出宏观物体的电荷和渐近动量决定的。在频率变量中执行电磁和重力波形的傅立叶变换,可以找到延迟时间的晚期和早期的电磁和重力波形。在这里扩展的形式主义在\cite{1912.06413},我们推导出子subleading电磁和引力波形的行为像$u^{-2}(\ln u)$在早期和晚期延迟时间$u$在四维时空。我们还导出了标量QED中分析两个圈振幅的次次引导软光子定理。最后,给出了对(子)$^{n}$的主导非解析贡献的结构--主导经典软光子和引力子定理,它们在延迟时间$u$的早期和晚期表现出类似于$u^{-n}(\ln u)^{n-1}$的性质.
2020-10-28 gr-qc hep-th
Parameterized post-Newtonian formalism for multimetric gravity
讨论了具有$N \geq 2$度量张量和相应数量的标准模型副本的多重度量引力理论的后牛顿极限,并构造了参数化后牛顿(PPN)形式的一个推广.这种扩展的形式主义允许由一组常数参数表征多度规引力理论。我们得到的多尺度PPN参数是标准PPN参数的超集,这些参数已经在太阳系中使用高精度实验测量。我们将我们的形式主义应用于我们先前在宇宙学和引力波的背景下讨论过的一类理论,这些理论的特征是宇宙的加速膨胀。我们的结果和测量的PPN参数之间的比较表明,多度规重力是完全兼容的太阳系观测。
2014-06-14 gr-qc
Time transients in the quantum corrected Newtonian potential induced by a massless nonminimally coupled scalar field
计算了Minkowski背景下无质量非最小耦合标量场诱导的单圈引力子真空极化。我们利用Schwinger-Keldysh形式主义,它使我们能够研究时间依赖的现象。作为应用,我们计算了点粒子的牛顿势的前导量子修正。新的方面的计算是使用的Schwinger-Keldysh形式主义,在其中我们计算的时间瞬变引起的引力子标量耦合开关。
2011-09-08 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Celestial $Lw_{1+\infty}$ Symmetries and Subleading Phase Space of Null Hypersurfaces
Harvard University(哈佛大学);Perimeter Institute for Theoretical Physics(珀杜姆理论物理研究所);Université Libre de Bruxelles and International Solvay Institutes(布鲁塞尔自由大学与国际索尔维研究所);Collège de France(法兰西学院)
研究通过构建规范生成元和施加自对偶条件,识别出有限距离处次领先相空间中的天体 $Lw_{1+\infty}$ 对称性,揭示了与黑洞或宇宙视界观测者相关的物理量。
2026-03-03 gr-qc hep-th
Parameterised post-Newtonian formalism for the effective field theory of dark energy via screened reconstructed Horndeski theories
我们汇集了两个流行的形式主义,一般参数化偏离广义相对论的天体物理和宇宙学尺度,即参数化后牛顿(PPN)形式主义和有效场论(EFT)的暗能量和修改后的重力。这些独立的形式主义成功地应用于独立执行测试的重力在其各自的制度的适用性上有很大的不同的长度尺度。非线性筛选机制确实使我们有必要在广泛的尺度上探索广义相对论。为了全面解释互补测量,重要的是将它们连接起来,以有效地约束巨大的引力模型空间。我们建立了这样一个连接的框架内Horndeski标量张量理论限制在一个光速传播速度的引力波。这是可能的,通过重建的家庭的线性退化协变Horndeski行动从一组EFT功能和随后的推导PPN参数从重建的理论。我们概述了所需的条件,确保重建Horndeski模型具有筛选机制,使显着的修改宇宙尺度,同时尊重严格的天体物理边界。采用标度方法,然后进行一般后牛顿展开的重建模型,以获得其PPN参数$γ$和$β$在其筛选制度。
2021-01-28 astro-ph.CO gr-qc
xPPN: An implementation of the parametrized post-Newtonian formalism using xAct for Mathematica
我们提出了一个软件包的计算机代数系统Mathematica,它实现了参数化后牛顿(PPN)形式主义。这个名为xPPN的软件包是基于广泛使用的张量代数软件包套件xAct构建的,特别是其中的xTensor软件包。xPPN的主要特征是提供函数来执行张量的适当的$3+1$分解,以及所谓的速度阶的微扰展开,这是PPN形式主义的中心任务。此外,xPPN实现了PPN形式中出现的各种量的规则,这有助于微扰求解任何引力度量理论的场方程。除了黎曼几何,还实现了远程并行和对称远程并行几何。
2021-06-17 gr-qc
Post-Newtonian constraints on f(R) cosmologies in metric formalism
我们用标量张量表示计算了f(R)引力度规形式的完全后牛顿极限。通过比较这些理论的预测与实验室和太阳系实验,我们发现一组不等式,任何拉格朗日函数f(R)必须满足。这些不等式的约束使我们能够找到明确的界限,可能的非线性项的拉格朗日。我们的结论是拉格朗日函数f(R)在R中必须是几乎线性的,并且在低曲率下增长的校正与观测不相容。这一结果表明,在非常低的宇宙密度下,引力的变化不能对观测到的宇宙加速负责。
2005-05-26 astro-ph gr-qc hep-th
Post-Newtonian constraints on f(R) cosmologies in Palatini formalism
我们使用标量张量表示计算f(R)引力的Palatini形式的完全后牛顿极限。通过比较这些理论的预测与实验室和太阳系实验,我们发现一组不等式,任何拉格朗日函数f(R)必须满足。这些不等式所施加的约束使我们能够找到明确的功能,约束从上方和下方的拉格朗日可能的非线性项。我们的结论是拉格朗日函数f(R)在R中必须几乎是线性的,并且在低曲率处增长的非线性校正与观测不相容。这一结果表明,在非常低的宇宙密度下,引力的变化不能对观测到的宇宙加速负责。
2005-05-26 astro-ph gr-qc hep-th
The binary black-hole dynamics at the third-and-a-half post-Newtonian order in the ADM-formalism
我们将Jaranowski和Schaefer [1]计算的Arnowitt-Deser-Misner(ADM)哈密顿量的辐射反应部分专门用于许多非旋转的点状物体,用于广义相对论的三分之一半后牛顿近似,用于二元系统。该哈密顿量用于计算二进制到1PN反应阶的瞬时引力能量损失。我们还推导出运动方程,其中包括PN反应项通过哈密顿和欧拉-拉格朗日方法。结果与文献[2]中Iyer-Will形式给出的一般规类的反应加速度表达式一致。
2003-06-10 gr-qc
Newtonian Potential in Weyl Gravitoelectromagnetism
Universidade Federal de Mato Grosso(马托格罗索联邦大学)
本文研究Weyl引力电磁学的规范结构,将其应用于张量场介导的巴巴散射,推导零温极限下的牛顿势,发现高温下该势会因热场动力学效应被抑制,呈现热屏蔽机制。
2026-08-06 gr-qc hep-th
Collinear and triangular solutions to the coplanar and circular three-body problem in the parametrized post-Newtonian formalism
本文研究了参数化后牛顿(PPN)理论中的共面和圆三体问题,重点研究了一类以Eddington-Robertson参数$β$和$γ$为特征的完全保守理论.结果表明,仍然存在共线平衡位形和三角形平衡位形,它们都是广义相对论中后牛顿平衡位形的推广.对于任意质量比$β$和$γ$,共线构型可以存在。另一方面,PPN三角形配置取决于非线性参数$β$,但不取决于$γ$。对于任何$β$值,等边构形是可能的,当且仅当三个有限质量相等或两个试验质量围绕一个有限质量轨道。对于一般的质量情形,PPN三角形不像后牛顿情形那样是等边的。研究还表明,牛顿引力场$L_1$、$L_2$和$L_3$的PPN位移与$β$和$γ$有关,而与$L_4$和$L_5$的PPN位移只与$β$有关.
2023-02-04 astro-ph.EP gr-qc hep-th
Eccentric Gravitational Wave Bursts in the Post-Newtonian Formalism
地面引力波观测站对GW 150914的探测开创了天体物理学的新纪元。在最佳灵敏度下,预计这些观测站每年将探测到几个事件,其中一两个事件的偏心率不可忽略。这样的偏心双星在每一次近心通过时都会发出引力辐射的爆发,在那里轨道速度可以达到光速的10%以上。因此,这类双星可能被证明是极端引力物理学和天体物理学的强大探测器。一个有前途的方法来实现检测这样的二进制是通过功率叠加,其中每个突发的功率在时间-频率空间中相加。这种检测策略需要突发在时间和频率上发生的理论先验,以便知道在哪里搜索连续的突发。在这里,我们提出了一个通用的后牛顿形式主义,用于构建这样的时间-频率模型先验一般后牛顿秩序。我们应用我们的形式主义产生一个爆炸模型在第三后牛顿秩序,使其成为最准确的,完全解析模型。
2017-06-13 gr-qc
Gauge-invariant approach to the parametrized post-Newtonian formalism
基于规范不变的高阶微扰理论,提出了一种参数化后牛顿(PPN)形式。这种方法将度规扰动的分量分为规范不变量和纯规范量,规范不变量携带关于所考虑的物理系统的信息,纯规范量描述坐标系的选择。这种分离通常导致PPN过程的简化,因为只有规范不变量出现在场方程中,并且必须通过求解它们来确定。另一个简化是规范不变的方法取代了必须先选择一个规范来解引力场方程,然后再把得到的解转换成标准PPN规范,这是PPN形式主义的传统做法,它的标准PPN规范只有在知道完整的解之后才能确定。除了通常的度量制定,我们还提出了一个四元组制定规范不变的PPN形式主义。为了说明它们的实际应用,我们演示了一个著名的标量张量类理论的PPN参数的计算。
2020-02-04 gr-qc hep-th math-ph
Post-Newtonian Gravity in Cosmology
后牛顿(PN)微扰框架已经成功地理解了爱因斯坦引力理论在太阳系尺度上的慢动作,弱场极限,以及孤立的天体物理系统。参数化后牛顿(PPN)形式主义扩展了PN框架,对上述尺度和系统上的爱因斯坦理论的偏差施加了非常严格的约束。在这项工作中,我们扩展和应用后牛顿形式主义的宇宙尺度。我们首先用它来构建一个宇宙学模型,以了解规则排列的点源对背景膨胀的影响。在这里,我们发现,在更高的订单,我们得到了一个小的辐射类校正标准的弗里德曼-Lemaintre-Robertson-Walker(FLRW)方程,为物质占主导地位的宇宙。这种类似辐射的修正纯粹是由于我们模型的不均匀性和爱因斯坦场方程的非线性。我们还扩展了后牛顿形式主义,以包括其他形式的物质,是宇宙学相关的,如辐射和宇宙学常数,并研究了非线性效应,他们可能对背景膨胀。然后,我们构造了一个扩展的参数化后牛顿形式主义(PPN)的宇宙尺度。我们用它来参数化宇宙的背景膨胀以及宇宙学中的一阶扰动,使用四个时间函数。我们给出了我们的参数化如何适用于暗能量模型和引力的标量张量和矢量张量理论的例子。在本文的最后部分,我们研究了光在具有物质和宇宙学常数的非均匀后牛顿宇宙学中的传播行为。我们用它来理解不均匀性对可观测量的影响。
2017-10-10 astro-ph.CO gr-qc
Pseudo-Newtonian equations for evolution of particles and fluids in stationary space-times
伪牛顿势是理论天体物理学中经常使用的一种工具,用于在牛顿框架中捕获黑洞时空的一些关键特征。因此,人们可以使用牛顿的数值代码,以及一般的牛顿形式,有效地描述重要的天体物理过程,如吸积到黑洞上。在本文中,我们开发了一个一般的伪牛顿形式主义,涉及到粒子,光和流体在静止时空的运动。作为回报,我们能够评估的适用性的伪牛顿计划。最简单和最优雅的公式是在没有引力磁效应的时空中得到的,比如史瓦西时空而不是克尔时空;对于低结合能的运动,定量误差最小。包括一个现成的使用一套流体方程在史瓦西时空在笛卡尔和径向坐标。
2017-06-07 astro-ph.HE gr-qc
Spin induced multipole moments for the gravitational wave amplitude from binary inspirals to 2.5 Post-Newtonian order
使用NRGR有效场论的形式主义,我们计算剩余的源多极矩获得自旋贡献的引力波振幅到2.5后牛顿(PN)的顺序。我们还再现了尾贡献的波形线性自旋在2.5PN所产生的电流四极和质量之间的非线性相互作用。
2012-08-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Numerical treatment of the light propagation problem in the post-Newtonian formalism
本文用光线追迹法数值研究了后牛顿相对论时空三维空间中由初始平坦波前演化而来的光波波前的几何性质。对于二维光波前的离散化,使用表面拟合技术来确定该表面的曲率。文中还数值讨论了波前的内禀曲率与地球上不同点的到达时间变化之间的关系。
2009-12-23 astro-ph.IM gr-qc
Triangular solution to the planar elliptic three-body problem in the parametrized post-Newtonian formalism
本文将参数化后牛顿形式下的平面圆形三体问题三角形解推广到准椭圆运动,并给出PPN效应导致的近星点进动。
2024-02-08 astro-ph.SR gr-qc nlin.SI
Exploring Scalarized Einstein-Gauss-Bonnet Theories Through the Lens of Parametrized Post-Newtonian Formalism
本研究利用参数化后牛顿形式主义约束标量化爱因斯坦-高斯-博内理论,结合多任务数据得出PPN参数界限,并分析四阶高斯-博内项对参数的影响。
2025-03-17 astro-ph.GA gr-qc hep-th
Formulation for nonaxisymmetric uniformly rotating equilibrium configurations in the second post-Newtonian approximation of general relativity
本文给出了在广义相对论第二后牛顿近似下获得均匀旋转流体平衡位形的一种形式。在我们的形式主义中,我们需要求解29个泊松方程,但它们的源项在物质的外部区域(即,在最差情况下为$O(r^{-4})$)。因此,这些Poisson方程可以作为边值问题用标准的数值方法精确求解,这种形式对于获得非轴对称的均匀旋转平衡位形,如合并前的同步双星中子星和Jacobi椭球是有用的。
1996-09-10 astro-ph gr-qc
Canonical formulation of gravitating spinning objects at 3.5 post-Newtonian order
3.5后牛顿(PN)的顺序是通过扩展Arnowitt,Deser,和Misner的旋转对象的规范形式主义。这种扩张是利用全局Poincare不变性作为重要的一致性条件,在PN集上逐阶构造的。该方法适用于单自旋变量的线性序。与最近的作用量方法一致,导出了3.5PN时物质与度规的横观无痕部分相互作用哈密顿量的一般公式。从这个哈密顿量所产生的波动方程被认为是在自旋物体的构造形式主义的情况下。在这种情况下,发现与爱因斯坦方程的协议。计算了自旋轨道能级的能流。
2010-02-16 gr-qc
Electromagnetic fields in compact binaries: post-Newtonian wave generation and application to double white dwarfs systems
本研究基于匹配后牛顿与多极后闵可夫斯基展开,提出适用于爱因斯坦-麦克斯韦理论紧支源的波生成形式体系,将其应用于磁偶极子双恒星系统,推导了轨道演化与可观测量并给出实际系统的磁偶极子贡献数值估计。
2023-10-05 gr-qc hep-th
Post-Newtonian Hamiltonian dynamics: applications to stationary spacetimes and statistical mechanics
虽然后牛顿拉格朗日形式主义被广泛应用于相对论动力学和统计研究的测试机构周围的任意质量分布,相应的一般哈密顿形式主义仍然是相对罕见的,基本上被限制在N体问题的情况下。在这里,我们提出了一个一致的哈密顿形式主义的测试粒子在时空中的动力学与任意的能量-动量分布在第一后牛顿(1PN)近似。我们应用我们的形式主义,在静止的轴对称时空的轨道运动,并获得1PN相对论修正准圆形赤道运动的径向和垂直周转频率,结果可能有趣的银河系动力学。对于极薄的磁盘配置的情况下,我们得到一个近似的第三积分,可以用来确定近赤道轨道的包络分析。这种1PN分析的主要优点之一是在所有相关的表达式中明确存在框架拖曳效应,从而允许在旋转时空中进行一些定性预测。最后讨论了1PN无碰撞Boltzmann方程的哈密顿正则变量及其与文献中已有结果的关系。
2021-03-22 astro-ph.GA gr-qc
Third post-Newtonian dynamics of compact binaries: Noetherian conserved quantities and equivalence between the harmonic-coordinate and ADM-Hamiltonian formalisms
得到了一个拉格朗日量,由此导出了忽略辐射反应阻尼的第三类后牛顿(3 PN)运动方程。Blanchet和Faye先前在调和坐标中计算了3 PN运动方程。拉格朗日量取决于两个物体的调和坐标位置、速度和加速度。在3 PN阶,一个未确定的物理参数λ的出现反映了在推导运动方程时使用的点质量正则化的不完整性。此外,拉格朗日涉及两个非物理(规范相关)常数r '_1和r'_2参数化一些对数项。计算了与拉格朗日量在庞加莱群下的不变性有关的10个诺特守恒量的表达式。通过对运动进行无穷小的"接触“变换,我们证明了3 PN调和坐标拉格朗日量与Damour,Jaranowski和Schäfer最近得到的3 PN Arnowitt-Deser-Misner哈密顿量在物理上是等价的.
2000-12-19 gr-qc
Celestial $w_{1+\infty}$ charges and the subleading structure of asymptotically-flat spacetimes
本文研究渐近平坦时空的次领头结构,通过Bondi-Sachs和Newman-Penrose形式建立字典,推导高自旋荷在BMSW对称性下的变换,证明其线性化满足$w_{1+\infty}$代数,并定义守恒的重整化高自旋荷。
2025-01-20 gr-qc hep-th
Post-Newtonian Hydrodynamic Equations Using the (3+1) Formalism in General Relativity
利用广义相对论中的(3+1)形式,我们进行了后牛顿(PN)近似,以澄清什么样的规范条件适合于合并致密双星中子星及其产生的引力波的数值分析。我们采用一种横规范条件来确定位移矢量。另一方面,对于时间切片的确定,我们采用了三种切片条件(共形切片、最大切片和调和切片),并讨论了它们的性质。利用这些条件,得到了包括四极引力辐射反应在内的2.5PN阶以上的PN流体动力学方程。特别是,我们描述的方法来解决的2PN张量潜在的空间3度规所产生的。结果表明,共形切片适用于波区的引力波分析,而最大切片则适用于描述平衡位形。(3+1)形式中的PN近似对于使用各种切片条件进行数值模拟也是有用的,因此,可以为只有完全广义相对论模拟才能处理的合并双星中子星的最终合并阶段提供初始数据。
1996-06-15 astro-ph gr-qc
Analytical model of precessing binaries using post-Newtonian theory in the extreme mass-ratio limit I: General Formalism
本文在极端质量比极限下结合PN理论与多尺度分析,构建任意自旋进动双星的全解析波形模型,纳入多类耦合动力学并支持向高阶扩展。
2024-09-10 gr-qc
Post-Newtonian Multipoles from the Next-to-Leading Post-Minkowskian Gravitational Waveform
本文通过计算两体散射引力波形的树图与单圈 PM 振幅的 PN 极限及多极分解,验证其在一般频率下与经典 MPM 方法在 3PN 精度完全一致。
2024-05-21 gr-qc hep-th
Five-dimensional PPN formalism and experimental test of Kaluza-Klein theory
发展了具有紧致额外维的5维度规理论的参数化后牛顿形式。然后分析了5维和4维公式的关系,以便将高维引力理论与实验进行比较。结果表明,在约化的5维Kaluza-Klein理论中,后牛顿参数$γ$的值比4维广义相对论中的小1/2。这种偏离是由于卡鲁扎-克莱因理论中额外维度的存在。因此,约化四维理论与太阳系实验的对抗对经典的卡鲁扎-克莱因理论提出了严峻的挑战。
2007-10-19 astro-ph gr-qc hep-th
A Post-Newtonian approach to black hole-fluid systems
本文设计了一种形式化的方法来得到黑洞-流体组态的运动方程。我们的方法是基于后牛顿膨胀和适应的情况下,获得相关的动态需要长时间尺度的演变。这些系统通常使用牛顿方法进行研究,其优点是可以采用比完全广义相对论模拟更大的时间步长,但缺点是没有考虑重要的物理效应。这里提出的形式主义提供了一个相对简单的方法,将这些影响在现有的实现,高达2.5PN阶,具有较低的计算成本比完全相对论模拟。
2013-06-24 astro-ph.SR gr-qc
Cosmological PPN Formalism and Non-Machian Gravitational Theories
通过转向微分公式,度规引力理论的后牛顿描述(PPN形式主义)已经扩展到包括宇宙学边界条件。无量纲膨胀参数是距离$L$(从所选空间区域的中心测量)与哈勃距离$c/H_0$的比率。其目的是探索牛顿宇宙学的意义和适用性,并在一定程度上澄清它与广义相对论宇宙学的关系。事实证明,直到后牛顿阶,可以区分两类引力理论,这里称为马赫理论和非马赫理论。在广义相对论这样的非马赫理论中,宇宙天体在空间区域$L \ll c/H_0 $内的动力学是由通常为天体建立的PPN度规描述的,而不是在PPN坐标系的原点引入依赖于时间的牛顿势。这种明显起源于宇宙学的势能似乎是大多数(根据我们的定义)马赫引力理论所必需的(包括,例如,Brans-Dicke)。一个理论是马赫或非马赫的条件给出的PPN参数的代数关系。
1996-03-01 gr-qc
Tensor-Multi-Scalar Gravity: Equations of Motion to 2.5 post-Newtonian Order
在本文中,我们采取了一个步骤的推广后牛顿形式主义的张量多标量理论。在这些理论中,除了时空度规之外,我们还有一个以上的标量场作为引力相互作用的媒介。它们是爱因斯坦引力的非常自然的扩展,允许存在新的紧凑物体类别,并提供远远超出单一标量场理论的有趣现象学。我们计算膨胀到2.5后牛顿秩序在近区使用所谓的直接积分的放松爱因斯坦方程的形式主义,并推导出运动方程。这项工作是在张量多标量理论中计算引力波形的第一步。
2022-03-23 gr-qc
Astrophysical applications of the post-Tolman-Oppenheimer-Volkoff formalism
在广义相对论中,球对称恒星的整体性质可以通过积分TOV方程得到。在以前的工作中,我们开发了一个“后TOV”的形式主义-参数化后牛顿理论的启发-这使我们能够在一个参数化的,唯象的形式分类所有可能的微扰偏离紧凑型恒星的结构,在广义相对论,可能会引起修改后的重力在第二后牛顿秩序。在本文中,我们扩展的形式主义,以处理恒星的外部,我们计算几个潜在的天体物理观测的后TOV形式主义:表面红移$z_s$,表观半径$R_{\rm app}$,爱丁顿光度在无穷远$L_{\rm E}^\infty$和轨道频率。我们表明,在领先的顺序,所有这些数量依赖于两个后TOV参数$μ_1$和$χ$,我们讨论了测量(或设置上限)这些参数的可能性。
2016-06-16 astro-ph.HE gr-qc
The variation of G in a negatively curved space-time
标量-张量(ST)引力理论为牛顿基本常数的变化提供了一个合适的理论框架,该理论由标量场的动力学与时空几何的非最小耦合所传达。标量张量引力理论的实验研究导致了对其后牛顿特征的详细分析,并被封装到所谓的参数化后牛顿形式主义(PPN)中。当然,这种方法只能适用于当有一个牛顿极限,而后者是有关的GR解决方案,是广义的一个给定的ST解决方案正在考虑。因此,该过程假设两个假设:一方面,GR解应该存在弱场极限;另一方面,后者对应于给定ST解的极限情况。在目前的工作中,我们考虑一个ST解具有负空间曲率。它推广了一个广义相对论解,由于其不寻常的性质而被称为退化类(A)。特别地,在引力场为静态的区域,GR解不表现出通常的弱场极限。双曲型GR解没有弱场极限,这意味着与ST解相比,这种极限也不存在,因此不能勉强应用PPN形式。因此,我们分析了双曲ST解的性质,讨论了GR解的广义牛顿极限的定义问题,并与ST解进行了对比。这有助于建立一个基本的框架,建立一个参数化的伪牛顿形式主义足以测试ST负弯曲时空。
2011-01-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reconstructing the Gravitational Waveform from Its Probe Limit
Queen Mary University of London(伦敦大学玛丽女王学院)
本研究利用后闵可夫斯基区域双体引力可观测量的质量多项式依赖特性与粒子交换对称性,从探针极限波形出发,结合振幅被积函数与尾项公式,重建了质心系下最高5PN阶的一般质量双体引力波形。
2026-10-30 gr-qc hep-th
Post-Newtonian limit of generalized symmetric teleparallel gravity
在这篇文章中,我们分析了后牛顿近似的推广的对称远程平行引力的参数化后牛顿(PPN)形式的帮助。这类理论是基于非度量张量的五个独立的二次压缩的自由函数。通过计算这些理论的PPN度规,我们可以利用PPN参数及其观测界来限制自由函数的泰勒系数。我们发现了两个理论族,它们的PPN参数与广义相对论的PPN参数相同,因此与观测完全一致。对于另外三个族,我们发现只有PPN参数$β$和$γ$偏离,但可以通过适当选择拉格朗日量而任意接近它们的广义相对论值,因此这些族也包含与观测一致的候选理论。剩下的理论要么没有后牛顿场方程的明确解,要么有一个超过PPN形式主义所假设的形式的后牛顿极限。
2020-12-23 gr-qc
Post-Newtonian Approximation of Teleparallel Gravity Coupled with a Scalar Field
本文利用PPN形式体系研究非最小耦合标量场的遥平行引力弱场近似,发现其PPN参数与广义相对论一致,从而天然兼容太阳系实验,避免了标量-张量理论面临的约束问题。
2015-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves at the first post-Newtonian order with the Weyssenhoff fluid in Einstein-Cartan theory
在Einstein-Cartan理论的背景下,采用Blanchet-Damour形式,研究了具有量子自旋的后牛顿源产生引力波的过程.在给出Einstein-Cartan框架下流体力学基本原理的基础上,我们在后牛顿近似下研究了Weyssenhoff流体。潜在的动力学方程的复杂性,建议采用离散的描述通过点粒子的限制,一个程序,允许分析的inspiralling自旋致密双星。然后,我们提供了第一个应用程序,我们的结果考虑二元中子星系统。
2022-06-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The Newtonian Correspondence
结果表明,爱因斯坦张量形式的广义相对论场方程和单模引力理论并不完全满足对应原理的承诺。一致的形式主义进行了简要的讨论。
2001-12-27 gr-qc
Post-Newtonian Dynamics of Spinning Black Hole Binaries in Einstein-Scalar-Gauss-Bonnet Gravity
本文用EFT扩展Routhian形式,首次推导一般ESGB引力中自旋黑洞双星至3PN阶的有效两体势,并通过慢旋转解析解匹配得到黑洞敏感度。
2024-08-26 gr-qc hep-th
Dimensional regularization of the gravitational interaction of point masses in the ADM formalism
给出了$d$空间维两点质量系统的ADM形式。指出直接在$d=3$空间维数中考虑的第三后牛顿ADM哈密顿量的正则化模糊性可以通过维数延拓(到复$d$)来消除,从而得到有限且唯一的哈密顿量$d\to3$ .给出了第三类后牛顿两点质量ADM哈密顿量的维数延拓计算的一些尚未发表的细节。
2008-04-15 gr-qc
Post-Newtonian Parameters from Alternative Theories of Gravity
最近,在帕拉提尼和度规形式主义中,人们研究了引力的替代理论及其在宇宙学中的应用。本文的目的是提出一个理论框架(在Palatini形式主义),以测试这些理论在太阳系的水平,并可能在银河系尺度。我们精确地求解了真空中的场方程,并得到了对标准广义相对论引力场的相应修正。另一方面,近似的解决方案,发现在物质的情况下,从拉格朗日依赖于一个唯象参数。无论是在真空的情况下,并在物质的情况下,从广义相对论的偏差是由参数控制,提供后牛顿修正,证明是在良好的协议与太阳系的实验。
2005-06-27 gr-qc
A conservation law formulation of nonlinear elasticity in general relativity
我们提出了一个实用的框架,在数值相对论的理想超弹性。为此,我们重铸卡特和昆塔纳的形式主义作为一组欧拉守恒律在任意3+1分裂的时空。由此产生的方程作为一个完美的流体的标准瓦伦西亚形式主义的扩展,在应力-能量张量的附加条款,加上一组运动学守恒定律,演变的配置梯度。我们证明,方程可以对称双曲适当的约束添加,至少在附近的非剪切状态。我们讨论的牛顿极限我们的形式主义和它的关系,第二形式主义也用于牛顿弹性。我们验证我们的框架数值求解一组黎曼问题在闵可夫斯基时空,以及牛顿的文献。
2011-07-13 gr-qc
Parameterised Post-Newtonian Expansion in Screened Regions
参数化后牛顿(PPN)形式主义使得静态弱场引力的严格检验成为可能。在这里,我们通过引入有效的引力耦合和定义PPN参数作为位置的函数,将修改后的引力理论的筛选机制纳入框架。为了确定这些功能,我们开发了一个通用的方法,有效地执行后牛顿膨胀屏蔽制度。为了说明,我们推导出立方伽利略和变色龙模型的所有PPN函数。我们还分析了这两个模型的夏皮罗时间延迟效应,并发现没有偏离广义相对论的信号路径和扰动质量驻留在一个屏蔽区域的空间。
2017-05-18 astro-ph.CO gr-qc
Post-Newtonian expansion of scale-dependent gravity
Universidade Federal de Juiz de Fora(若伊斯-德福拉联邦大学);Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)(圣埃斯皮里托联邦大学)
本文提出了一种基于标度依赖引力的后牛顿展开方法,发现新的势能项对压力和内部能量定义有影响,但不影响质心轨道,不受太阳系测试约束。
2026-01-31 gr-qc
Radiation reaction at 3.5 post-Newtonian order in effective field theory
本文用有效场论方法导出了后牛顿展开下3.5阶紧螺旋双星的辐射反作用力。我们利用最近制定的汉密尔顿的变分原理,严格扩展通常的拉格朗日和哈密顿形式主义耗散系统,包括从发射的引力波的一个紧凑的二进制螺旋。我们发现协议与以前的结果,从而提供了一个非平凡的确认扩展变分原理。从这项工作的结果几乎完成的运动方程的一般inspiral的致密双星的自旋成分通过3.5后牛顿秩序,完全由有效场论,只有自旋轨道修正的潜力在3.5后牛顿剩余。
2012-05-17 astro-ph.HE gr-qc