Light deflection in the second post-Newtonian approximation of scalar-tensor theory of gravity
本文利用包含中程引力的标量-张量理论中第二次后牛顿近似的度规系数和运动方程，导出了光的偏转，并与前人的工作进行了比较。这些结果将是有用的精密天体测量任务，如GAIA（全球天体物理干涉仪），SIMS（空间干涉测量任务）和LATOR（激光天体测量相对论测试），旨在天体测量的微弧秒和纳弧秒精度，需要第二后牛顿框架和星历来确定恒星和航天器的位置。
2007-11-02 astro-ph gr-qc physics.space-ph
The deflection of light induced by the Sun's gravitational field and measured with geodetic VLBI
根据广义相对论的公式，太阳的引力场使近距离物体的视位置发生偏转。光学天体测量学被用来测试预测，但仅限于靠近太阳的恒星和日全食期间。大地测量甚长基线干涉测量（VLBI）能够在任何时间和整个天空测量来自遥远射电源的光的偏转。我们证明了光偏转的影响与VLBI数据处理过程中计算的引力延迟是等价的。所有的参考射电源都显示出每年的圆周运动，其大小与它们的黄道纬度成正比。特别是，靠近黄道极的射电源画出一个星等为4 mas的年圆。这种影响可以很容易地测量与目前的精度的大地VLBI数据。
2015-11-02 astro-ph.IM gr-qc
Towards sub-microarcsecond models for relativistic astrometry
像盖亚这样的天体测量太空任务刺激了相对论天体测量领域的快速发展。目前该领域的研究目标是精确度远低于微弧秒。本文综述了相对论天体测量的现状。就光的传播问题而言，我们面临两个问题：BCRS度规的形式和光线方程的解。最后，简要介绍了这一领域正在开展的工作。
2013-12-06 gr-qc
Deflection of Highly Relativistic Particles in a Gravitational Field
本文介绍了一种计算高度相对论性试验粒子在引力场中偏转的新方法。我们利用光源的引力场的类光增强。例子给出了在史瓦西和克尔引力场，在一个静态的，轴对称的，多极源和在一个领域的宇宙弦的高度相对论性粒子的偏转。还讨论了自旋粒子的偏转。
2003-12-17 gr-qc
Gravitational deflection of relativistic massive particles by wormholes
本文在弱场极限下研究了静态球对称虫洞对二阶后闵可夫斯基粒子的引力偏转。这些虫洞包括Janis-Newman-Winicour虫洞，一类零Ricci标量张量虫洞，以及一类带电的Einstein-Maxwell-Maxwell虫洞。在雅可比度规的基础上，利用高斯-博内定理研究了引力偏转问题。在该方案中，考虑了作为拓扑效应的偏转角。此外，我们还分析了时空参数对结果的影响。
2020-01-28 gr-qc
Relativistic implications of solar astrometry
综述了太阳直径和扁率的现代测量方法。无论是地面或气球和卫星测量被认为是。强调了太阳天体测量对广义相对论的重要性，特别是太阳扁率问题，以及太阳天体物理研究对从核合成到中微子的整个物理世界的重要性。
2011-06-11 astro-ph.SR gr-qc
Sub-Microarcsecond Astrometry and New Horizons in Relativistic Gravitational Physics
达到亚微弧秒光学分辨率的极限将彻底改变基础天体测量学，将其与相对论引力物理学相结合。超过亚微弧秒的临界值，人们将在天空中遇到一系列新的物理现象，这些现象是由来自早期宇宙和/或不同的局部天文源的原始引力波、时空拓扑缺陷、移动的引力透镜、太阳系和双星的引力场的时间变化以及许多其他因素引起的。对这些还无法探测到的亚微弧秒现象的充分物理解释不能在“标准”后牛顿方法（PNA）的基础上实现，该方法仅适用于具有随时间变化的引力场的天体的近区。我们描述了一种新的，后闵可夫斯基相对论的方法建模天体测量观测具有亚微弧秒精度，并简要讨论了引力波和其他现象所造成的光传播效应与时间相关的引力场。的PNA在相对论空间天体测量的适用范围明确概述。
2000-04-19 gr-qc
Numerical Data-Processing Simulations of Microarcsecond Classical and Relativistic Effects in Space Astrometry
通过绕地球轨道运行的星载光学干涉仪进行的天体测量观测的精度预计将接近几微弧秒。这种极高精度测量的数据处理需要使用在广义相对论框架内开发的严格的光线传播相对论模型。空间干涉观测的数据处理必须依赖于航天器、地心和太阳重心参考系之间的广义相对论变换理论，从而对恒星像差和视差效应作出独特而明确的解释。另一方面，在一项研究中，该算法还必须包括物理上适当地处理由球对称透镜引起的光偏转的相对论效应太阳和行星的引力场的一部分，以及四极和自旋，在某些特殊情况下，由太阳和行星的平移运动引起的重力磁场也应该考虑在内，光线偏转角的明确预测。在本文中，我们描述了相应的软件程序，考虑到所有的经典（自行，视差等）。和相对论（光的像差、偏转）效应达到微弧秒阈值，并使用数值模拟演示如何处理和解开在绕地球轨道运行的空间光学干涉仪上进行的恒星和（或）类星体观测。
2000-07-05 astro-ph gr-qc
Relativistic gravitational deflection of light and its impact on the modeling accuracy for the Space Interferometry Mission
研究了光的相对论引力偏转对未来空间干涉测量任务精度的影响。本文计算了太阳系中一些天体的引力场的四极、八极和四极分量所引起的偏转角。我们观察到，在许多情况下，相应的影响的大小是显着大于1 uas的精度预期SIM。这一事实表明，有必要为该飞行任务开发一个相对论观测模型，以说明重力对光传播的静态和时变效应的影响。这里介绍的结果是不同的，从其他地方获得的事实，我们特别占未来SIM天体测量的差分性质。我们还估计了通过SIM全球天体测量活动可能确定爱丁顿参数γ的精度;我们得出结论，通过测量太阳引力引起的光偏转，可以实现~7 x 10^{-6}的精度。
2008-09-07 gr-qc
Gravitational Light Deflection with SKA-VLBI and Its Application to Precision Tests of General Relativity
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；China Three Gorges University（三峡大学）
本文提出利用SKA-VLBI的高精度天体测量能力，通过测量太阳和木星引起的引力光偏折，将后牛顿参数γ的精度提升至10^{-7}量级，并首次测量木星的四极光偏折。
2026-06-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Gravitational deflection of relativistic massive particles by Kerr black holes and Teo wormholes viewed as a topological effect
在弱极限近似下，研究了相对论性大质量粒子在旋转黑洞（Kerr黑洞）和旋转虫洞（Teo虫洞）作用下的引力偏转问题.特别是，我们已经介绍了一种替代的方法来计算大质量粒子的偏转角的基础上的光学介质的折射率和高斯-邦纳定理应用于各向同性光学度量。通过把大质量粒子看作德布罗意波包，计算了控制这些粒子传播的折射率。最后，应用高斯-邦纳定理导致在两种几何形状的偏转角的精确结果。换句话说，在给定的时空背景中，光线的轨迹和大质量粒子的轨迹都可以被看作是一种全局时空效应，即拓扑效应。
2019-10-07 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
A Practical Relativistic Model of Microarcsecond Astrometry in Space
本文介绍了一个实用的位置观测相对论约化模型，其精度为1 \muas，这是未来空间天体测量任务所期望达到的。所有的相对论效应所造成的引力场的太阳系，这是有实际意义的这个精度水平进行了彻底的计算和讨论。该模型包括观测者运动的相对论性模型、相对论性像差和引力光偏转的相对论性模型以及适合于1 \muas精度的视差和自行的相对论性处理。该模型是制定为远程源（恒星，类星体等）和太阳系天体（小行星等）。所建议的模型是在参数化后牛顿形式主义的框架内制定的参数$β$和$γ$。然而，对于广义相对论（$β=γ=1$），该模型完全符合国际天文学联合会关于天体力学、天体测量学和计量学中相对论的决议（2000年）。该模型以适合于在用于数据处理或模拟的软件系统中实现的形式呈现。应适用于该模型，以达到0.1 \muas的准确度的变化进行审查。还简要讨论了太阳系外产生的附加引力场所引起的潜在重要的相对论效应。
2002-11-18 astro-ph gr-qc
ECLIPSE-X: Plate-Scale Calibration as the Binding Constraint on Relativistic Astrometry with Spacecraft Navigation
Embry-Riddle Aeronautical University（埃姆布里-里德尔航空大学）
ECLIPSE-X提出联合估计PPN参数γ与导航状态的多帧架构，发现底片比例尺失配是统计失效主因，增强比例尺参数是保证协方差一致性的必要条件。
2026-09-30 astro-ph.IM gr-qc
Relativistic iron lines in accretion disks: the contribution of higher order images in the strong deflection limit
在候选黑洞的光谱中观察到的相对论性铁谱线的形状带有吸积盘所在的强引力场的特征。这些线是由引力透镜产生的盘的所有图像的贡献的总和产生的，其中直接和一阶图像在很大程度上主导了整体形状。在这些线的建模中，光子紧紧缠绕在黑洞周围所产生的高阶图像往往被忽略，因为它们需要相当高的计算工作量。借助于强偏转极限，我们给出了这些高阶贡献对Schwarzschild黑洞铁线的最精确的半解析计算。我们表明，两个制度存在依赖于磁盘的倾斜度相对于视线。在此框架下还可以导出许多有用的解析公式。
2017-01-08 astro-ph.HE gr-qc
Light propagation in the gravitational field of N arbitrarily moving bodies in the 1.5PN approximation for high-precision astrometry
亚微角角分辨率级的高精度天体测量需要精确确定来自天体光源的光信号通过太阳系引力场到达观测者的轨道。本文在1.5后牛顿近似下，确定了N个运动物体在引力场中的光轨迹。该方法考虑了两个特别重要的问题：（1）根据国际天文学联合会的建议，太阳系度规用大质量天体的内禀质量多极子和内禀自旋多极子表示，允许太阳系大质量天体的任意形状、内部结构和自转运动。(2)太阳系天体沿着任意的世界线运动，这些世界线可以在以后的太阳系星历中指定。光轨迹的解析解是亚微弧秒级极高精度天体测量的基本要求，也是天体测量数据处理中大量计算的基础。的时间延迟和光偏转的领先多极的数值大小的估计。
2017-07-24 gr-qc
The weakly perturbed Schwarzschild lens in the strong deflection limit
研究了嵌入外部引力场中的Schwarzschild黑洞的引力透镜的强偏转极限。该模型类似于弱偏转极限下的Chang & Refsdal透镜，其研究对于评价星系中心超大质量黑洞附近相对论图像的引力扰动具有重要意义。通过简单的量纲论证，证明了潮汐效应对光线传播的影响主要发生在远离黑洞的弱场区，并证明了外部扰动可以看作弱场四极项。我们提供了相对论临界曲线和焦散线的描述，并讨论了反演的镜头映射。相对论焦散线被移动并获得有限的菱形。焦散线内部的光源产生四个相对论图像序列。另一方面，逆透镜焦散仅在保持点状的情况下移位到最低阶。
2006-03-13 astro-ph gr-qc
RELATIVISTIC EFFECT OF GRAVITATIONAL DEFLECTION OF LIGHT IN BINARY PULSARS
本文提出了一个改进的双脉冲星计时公式，它考虑了脉冲星伴星引力场中光的相对论偏转，并讨论了这种效应的可测量性及其方差估计。脉冲星的光束轨迹在其伴星引力场中的偏转导致脉冲星旋转相位的变化。这种变化表现为在脉冲星与伴星的上合时刻附近，拟合后的脉冲星计时残差幅度的狭窄急剧增长。与相对论夏皮罗效应相反，脉冲星射电束的引力偏转效应的振幅有两个符号相反的峰值，当脉冲星轨道倾角$i$接近90 $^{\circ}$时，这两个峰值变得更尖锐。这种效应影响了具有近扁绕轨道的双星中相对论性Shapiro效应参数的估计。它的列入拟合程序提供了更仔细的测量正弦的轨道倾角$i$以及质量的脉冲星$m_p$和它的同伴$m_c$。这允许在强场制度的替代理论的重力改进测试。此外，这种效果的测量允许在空间中的脉冲星旋转轴的位置上的独立的几何约束。本文用数值方法研究了具有近扁绕轨道的双星系统中光的引力偏转效应。结果表明，一般只有当$\cos i\leq 0.003.$时才能观察到这种效应。当脉冲星的自旋轴接近视线时，这种估计变得不那么严格。
1995-05-15 astro-ph gr-qc
Deflection angle of charged massive particles in slowly rotating Kerr-Newman space-times via Gauss-Bonnet theorem and Hamilton-Jacobi method
本文研究了慢转Kerr-Newman黑洞中相对论性带电大质量粒子的引力偏转问题。为此，我们使用了两种方法：第一，我们应用高斯-邦纳定理（GBT）和光学几何来计算带电粒子的偏转角。其次，我们已经提出了一个详细的分析的偏转角的Hamilton-Jacobi方程的装置恢复相同的不变结果的偏转角的首阶项。第一种方法的关键是利用带电粒子在有电磁场存在的引力场中的运动与光子在非均匀冷等离子体中的运动之间的对应关系。结果表明，黑洞的偏转角除了受黑洞质量$M$、黑洞角动量$a$、黑洞电荷$Q^2$、黑洞磁荷$P^2$的影响外，还受粒子电荷$q$和粒子相对论速度$v$的影响.
2019-06-26 gr-qc
Influence of mass multipole moments on the deflection of a light ray by an isolated axisymmetric body
未来的空间天体测量飞行任务计划测量天体的位置和（或）视差，其精度为微弧秒量级。在这样的精度水平上，考虑到巨行星的质量多极结构对光线弯曲的影响是必不可少的。在参数化后牛顿形式主义，我们提出了一个算法程序，使明确确定这种影响的光线连接两个点位于一个有限的距离。然后，我们专门的公式的情况下，1）光源位于空间无限远，2）光源和观察者都位于空间无限远。我们详细研究的情况下，未扰动的光线是在赤道平面或子午面。
2007-11-27 astro-ph gr-qc
Leading-order deflection of particles by a moving Schwarzschild lens with a two-dimensional velocity
本文解析研究了具有二维赤道速度的移动 Schwarzschild 黑洞对相对论性粒子的引力偏转，提出了偏转角的统一公式，并探讨了联合速度效应及其天文探测可能性。
2025-03-21 gr-qc
Deep-space laser-ranging missions ASTROD (Astrodynamical Space Test of Relativity using Optical Devices) and ASTROD I for astrodynamics and astrometry
深空激光测距将是测试相对论引力和以前所未有的精度绘制太阳系的理想方法。ASTROD（使用光学装置进行相对论天体动力学空间测试）和ASTROD I就是这样的飞行任务。ASTROD I是一个单航天器飞行任务;它是ASTROD与3个航天器的第一步。在这次演讲中，在简要回顾了ASTROD和ASTROD I之后，我们集中讨论了太阳天体动力学的精度，以及对天体测量和参考系转换的影响。从这些飞行任务中获得的精确行星星历以及第二次后牛顿相对论引力试验将成为今后精确天体测量观测的基础。相对论框架从这些考虑进行了讨论。
2007-10-30 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Strong and Weak Deflection of Light in the Equatorial Plane of a Kerr Black Hole
给出了强偏转和弱偏转两种情况下光在Kerr黑洞赤道面上弯曲的解析级数展开式。关键的是，这些都是已知的分析形式，以便进一步的分析，可以做预测不同的性质形成的图像在引力透镜。从自旋参数的精确弯曲角开始，我们应用微扰方案将弯曲角重写为入射光线的碰撞参量的级数展开。由黑洞自旋引入的不对称性导致图像位置的自旋相关移位。我们应用我们的结果的情况下，银河系的超大质量黑洞来预测相对论图像从光轴的角位移。如果没有强偏转区的微扰膨胀，这是不可能的，只有在强偏转区，相对论图像才有机会被未来的望远镜分辨出来。
2009-08-01 gr-qc
Relativistic Reference Frames for Astrometry and Navigation in the Solar System
天体物理空间任务提供了关于我们的宇宙，我们的银河系的恒星动力学和太阳系天体运动的宝贵信息。天体测量太空任务SIM和Gaia将以微弧秒的精度确定与恒星和宇宙物体的距离以及它们的物理特征和在天球上的位置。这些和其他致力于探索太阳系的太空任务对于广义相对论的实验测试是非常宝贵的。空间和地面天文观测的精度不断提高，要求相应地发展参考系的相对论理论、天体的运动以及光/无线电信号从光源/无线电到观测者的传播。这样的理论必须以爱因斯坦的广义相对论为基础，并解释太阳系内外的各种相对论效应。我们描述了国际天文学联合会在2000年通过的相对论框架的层次结构，并通过将IAU 2000参考系在太阳系中与宇宙学的弗里德曼-罗伯逊-沃克参考系和参数化后牛顿形式主义中使用的框架相匹配，概述了其理论和实践扩展的方向。
2006-10-16 astro-ph gr-qc
Observing gravitational waves with solar system astrometry
本文计算了各向同性随机引力波背景对太阳系天体自行的天体测量信号，推导出偶极和四极相关模式，并估算了利用海量小行星观测可获得的振幅上限，凸显未来巡天的潜力。
2024-02-25 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.IM
Light propagation in 2PN approximation in the monopole and quadrupole field of a body at rest: The basic transformations
为满足亚微角秒天体测量需求，研究完善太阳系光传播后牛顿二阶理论，求解边值问题，通过基本变换确定观测者处光轨迹单位切向量，给出巨行星光偏转数值，并说明其在Gaia任务所用GREM模型中的实现方式。
2025-10-06 gr-qc
Light propagation in the gravitational field of one arbitrarily moving pointlike body in the 2PN approximation
本文给出了在调和规范下任意慢运动的单点物体引力场近区光轨的后后牛顿近似解析解。给出了总光偏转和时间延迟的表达式。提出的解决方案是一个高精度天体测量的目标是纳米弧秒级的精度更进一步。
2017-09-18 gr-qc
Determining the difference between local acceleration and local gravity: applications of the equivalence principle to relativistic trajectories
该研究发现等效原理对光线引力偏转的常见解释在史瓦西几何中存在三倍定量误差，提出可通过局部光线偏转区分局部加速度与真实引力场，还计算了任意能量测试粒子偏转并构建首阶坐标变换，明确空间曲率对相对论轨迹的局部效应。
2024-03-04 gr-qc
Computation of the general relativistic perihelion precession and of light deflection via the Laplace-Adomian Decomposition Method
本文用Laplace-Adomian分解方法研究了广义相对论的Schwarzschild几何中有质量和无质量粒子的运动方程，该方法被证明是非常成功的，它能得到大量强非线性微分和积分方程的级数解。在介绍了任意球对称静态几何中运动方程的一般推导形式和Laplace-Adomian分解方法的一般数学形式之后，我们得到了Schwarzschild几何中测地线方程的级数解。截断级数解只包含五项，能以高精度再现精确的数值解。在一级近似下，我们重新得到了近日点进动的标准表达式。我们详细地研究了弯曲角的紧凑的物体在几个订单的近似。这种方法的扩展到更一般的几何比史瓦西之一也简要讨论。
2018-05-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
General Relativistic Aberration Equation and Measurable Angle of Light Ray in Kerr Spacetime
我们将主要讨论Kerr时空中光线$ψ_P$在观测者$P$位置的可测角（局部角），而不是总偏转角（全局角）$α$。我们将不仅研究重力磁场或坐标系拖曳的影响，而且研究观测者运动的贡献，其中坐标径向速度$v^r$和坐标横向速度$bv^ϕ$（$b$是碰撞参数，$v^ϕ$是坐标角速度）分别由观测者$u^r$和$u^ϕ$的4-速度分量转换而来。由于观察者的运动会引起像差，我们将利用广义相对论像差方程来获得可测角$ψ$。本文给出的可测角$ψ$不仅适用于观测者位于渐近平坦区域的情况，而且也适用于观测者位于弯曲和有限距离区域的情况。此外，当观察者处于径向运动时，总偏转角$α_{\rm radial}$可以由$α_{\rm radial} = (1 + v^r)α_{\rm static}$表示，这与静态情况下相对于总偏转角$α{\rm static}$的总比例因子$1 - v$一致。而不是$1 - 2v$，其中$v$是镜头对象的速度。另一方面，当观察者作横向运动时，如果我们将横向速度定义为具有$bv^ϕ$的形式，则总偏转角由$α_{\rm transverse} = (1 + bv^ϕ/2)α_{\rm static}$的形式给出。
2021-01-22 gr-qc
Perihelion precession and deflection of light in gravitational field of wormholes
相当奇特的相对论性物体被称为虫洞，是活动星系核和黑洞的中心机器的假设候选者。我们求出了在引力场中的近日点进动和光偏转的大小，并与黑洞的结果进行了比较。碰撞参量被认为比虫孔喉部尺寸大得多。我们表明，一个黑洞和虫洞的结果之间的相对差异可能是显着的，达百分之几十。
2007-09-20 astro-ph gr-qc
Time Transfer functions as a way to validate light propagation solutions for space astrometry
鉴于现代空间天体测量的极端精确性，需要精确的观测相对论建模。关于光的传播，标准的程序是零测地线方程的解。然而，另一种基于时间传递函数（TTF）的方法已经证明了它能够使用基于积分的方法来获得关键量，例如两个点事件之间的光信号的飞行时间以及弱引力场中的零测地线的切向量。以不同和独立的方式制定的几个模型的可用性，不应被视为一个超大的相对论工具箱。恰恰相反，他们需要作为验证，把未来的实验结果坚实的基础。因此，这项工作的目标是双重的。首先，我们建立了一个封闭的形式内的TTF形式主义的时间依赖性度量的情况下，飞行时间和切向量。其次，我们展示了如何使用这种新的方法来获得TTF与现有的两个建模，即GREM和RAMOD的比较。通过这种方式，我们证明了三种模型的相互一致性，为所有方法之间的进一步联系奠定了基础，这对于解释未来的空间飞行任务数据是强制性的。这将通过两个公认的例子来说明：静态的引力场和匀速运动的单极子系统。
2013-06-10 gr-qc
Gravimagnetism, Causality, and Aberration of Gravity in the Gravitational Light-Ray Deflection Experiments
实验验证物质流产生的重力磁场的存在对于完整地理解和制定引力物理学是重要的。虽然旋转的"内在"重力磁场已被广泛研究，目前正在由重力探测器B测量，但由物质的平移电流产生的"外在"重力磁场研究较少。本文利用后牛顿参数化的爱因斯坦方程和光测地线方程，证明了由物质平移流产生的"非本征"重力磁场可以通过观察运动质量引起的相对论时间延迟和/或光偏转来测量。我们证明了"非本征"引力磁场是由度规张量的洛伦兹变换和Levi-Civita联系引起的引力畸变的相对论效应产生的。我们证明了引力场变量的洛伦兹变换等价于推迟的Lienard-Wiechert引力势技术，它预言轻粒子被运动物体的引力场从其推迟位置偏转，从而使广义相对论现象--引力的象差和推迟--是紧密相连的，观察引力的畸变证明引力具有因果性质。我们解释在这个框架中的2002年偏转实验类星体木星的重力从其轨道运动的偏差测量精度为20%。本文描述了一种VLBI实验的理论，即在地心坐标系下，用移动观测者观测太阳对类星体发射的无线电波的引力偏转，以使引力像差的测量精度提高到百分之几。
2007-05-29 astro-ph gr-qc
Higher order corrections to deflection angle of massive particles and light rays in plasma media for stationary spacetimes using the Gauss-Bonnet theorem
本文的目的是双重的。首先，我们将[Gabriel Crisnejo and Emanuel Gallo，Phys.Rev.D 97，124016（2018）]中的结果扩展到定态时空。具体地说，我们表明，高斯-邦纳定理可以应用于描述光线在等离子体介质中的静态时空的偏转角。其次，利用冷非磁化等离子体中的光线运动与相对论性测试大质量粒子之间的对应关系，我们证明了这种方法不仅能获得弱场区有质量/无质量粒子的偏转角的首阶行为，而且能获得高阶修正。我们将其具体化到Kerr背景中，在该背景中，我们通过包括黑洞的质量和自旋参数的三阶修正来计算测试大质量粒子和光线在非均匀冷等离子体中传播的偏转角。
2019-11-01 gr-qc
General Relativistic Aberration Equation and Measurable Angle of Light Ray in Kerr--de Sitter Spacetime
作为前一篇文章的推广，我们不再讨论总偏转角$α$，而是讨论包含宇宙学常数$Λ$的Kerr-de Sitter时空中光线在观测者位置处的可测角$ψ$.我们将研究与径向速度$v^r$和横向速度$bv^ϕ$（$b$是碰撞参数）有关的观测者的径向和横向运动的贡献，以及引起引力磁场或框架拖曳的中心物体的自旋参数$a$和宇宙学常数$Λ$。采用广义相对论像差方程来考虑观测者的运动对可测角$ψ$的影响。本文导出的可测角$ψ$可应用于时空中弯曲的有限距离区域内的观测者。光轨迹的方程将以这样一种方式获得，即背景是德西特时空而不是闵可夫斯基时空。如果我们假设透镜体是典型的星系，则静态项${\cal O}(Λbm, Λba)$与二阶偏转项${\cal O}(m^2)$基本相当，并且比克尔偏转项$-4ma/b^2$小一个量级。径向运动的速度相关项${\cal O}(Λbm v^r, Λbav^r)$和横向运动的速度相关项${\cal O}(Λb^2mv^ϕ, Λb^2av^ϕ)$最多比二阶偏转${\cal O}(m^2)$小两个数量级。我们还发现，即使当径向和横向速度有相同的符号，它们的渐近行为$ϕ$接近$0$是不同的，每个发散到相反的无穷大。
2018-10-19 gr-qc
Deflection of light and particles by moving gravitational lenses
不同的作者研究了径向移动的引力透镜引起的光偏转问题，但结果不一致。在本文中，我们概括了任意透镜速度的计算，并表明，在透镜速度v的第一顺序，偏转角的规模与1-v。我们讨论了似乎不一致的相对论性光偏转与经典图片的移动测试粒子通过概括的透镜效应，测试粒子的任意速度，包括光作为一个限制的情况下。我们表明，透镜的径向运动的效果是非常不同的缓慢移动的测试粒子和光，并存在一个临界测试粒子的速度，透镜的运动没有影响的偏转角的一阶。在透镜朝向观察者的高度相对论性运动的极限下，得到了一个有趣的但不是立即直观的结果，其中光的偏转角减小到零。这种现象是阐明在移动折射介质。此外，我们还讨论了惯性系在运动透镜场中的拖曳以及相应的Lense-Thirring进动，以便更清楚地了解运动物体周围的几何效应。在第二部分中，我们讨论了横向运动对观测到的透镜源红移的影响。我们演示了如何一个简单的运动学计算解释的透镜和测试粒子的任意速度的影响。此外，我们包括横向运动的源和观察者表明，所有三个速度可以结合成一个有效的相对横向速度类似的方法中使用的微透镜研究。
2004-01-19 astro-ph gr-qc
Determining the Topology and Deflection Angle of Ringholes via Gauss-Bonnet Theorem
在这封信中，我们使用了最近的虫洞解决方案称为ringhole [冈萨雷斯迪亚兹，物理。修订版本\ D { \bf 54}，6122，1996]，以确定表面拓扑结构和使用高斯-邦纳定理（GBT）的弱极限近似中的光的偏转角。我们应用GBT，并表明，在虫洞喉的表面拓扑结构确实是一个环面通过计算欧拉特征数。作为Ringhole解的一个特例，我们可以找到在虫洞喉部具有2-球表面拓扑的Ellis虫洞。本文最有趣的结果是将GBT应用于光学环孔几何，研究了光在环孔几何时空中的引力偏转问题。结果表明，光的偏转角完全取决于由参数$b_0$和$a$编码的环孔几何形状的几何结构，分别是环孔喉半径和由环面的圆轴产生的圆周的半径。作为一般结果的特例，得到了Ellis虫洞的偏转角.最后，我们解决了相对论性大质量粒子的偏转问题，并证明了偏转角不随粒子的速度而改变。
2021-02-16 gr-qc
Latest advances in an astrometric model based on the Time Transfer Functions formalism
鉴于现代空间天体测量的极端精确性，需要精确的观测相对论建模。此外，以不同和独立的方式制定的几个模型的可用性是对未来实验结果分析中存在系统误差的保障，就像盖亚任务的情况一样。在这项工作中，我们模拟了一系列的观测使用的两个模型，盖亚相对论模型（GREM）和相对论天体测量MODel（RAMOD）的数据分析，我们比较它们与我们的天体测量模型的结果的基础上的时间传递函数。
2014-01-07 astro-ph.IM gr-qc
Relativistic weak lensing from a fully non-linear cosmological density field
在本文中，我们研究宇宙学弱透镜的非线性尺度，并表明，有牛顿和相对论的贡献，后者也可以从标准的牛顿模拟提取。我们使用后弗里德曼形式主义，后牛顿类型的宇宙学框架，推导出完整的弱透镜偏转角有效的非线性尺度上的任何度量引力理论。我们表明，唯一的贡献项，是二次在一阶偏转是预期的玻恩校正和透镜透镜耦合项。我们使用这个偏转角来分析矢量和张量对E-和B-模式宇宙剪切功率谱的贡献。在我们的方法中，一旦引力理论被指定，度规分量就以一种定义明确的方式与物质含量相关。在广义相对论的基础上，我们为GR $+Λ$ CDM宇宙写下了一套完整的方程，用于计算牛顿N体模拟中所有可能的透镜项。我们说明了这与矢量势，并表明，在GR $+Λ$ CDM宇宙中，其贡献的E-模式是可以忽略不计的相对于传统的牛顿标量势，即使在非线性尺度。因此，在牛顿N体模拟给出了一个很好的近似的物质动力学的标准假设下，我们表明，标准的射线追踪方法给出了一个很好的描述$Λ$ CDM宇宙学。
2015-11-05 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational lensing in a black-bounce traversable wormhole spacetime
在这项工作中，我们计算了光的偏转角的时空之间插入定期黑洞和可穿越的虫洞，取决于自由参数的度规。然后，这个角度偏转被代入透镜方程，这允许获得物理上可测量的结果，例如相对论图像的位置和放大率。
2020-07-25 gr-qc
Light propagation in 2PN approximation in the field of one moving monopole II. Boundary value problem
本文在第二种后牛顿近似下，研究了光在任意运动物体的引力场中传播的边值问题。边值问题的解包括一组总共三个变换：k -> sigma和sigma -> n和k -> n。给出了这些变换的解析解，并确定了每一项的上限。基于这些结果，通过仅保留与光偏转中的1纳秒角秒的给定目标精度相关的那些项来获得简化的变换。就像光在静止物体的引力场中传播的情况一样，存在所谓的增强项，它们是后牛顿第二阶，但包含一个相同的典型大数值因子。最后，考虑了2 PN近似以外的增强项的影响。结果发现，增强的3 PN条款是相关的天体测量在1纳秒的水平上的光偏转，而增强的4PN条款是可以忽略不计的，除了掠射射线在太阳。
2018-12-03 gr-qc
Strong gravitational lensing in a spacetime with topological charge within the Eddington-inspired Born-Infeld gravity
在这项工作中，我们计算的角度偏转的光在强场限制在两个时空，即黑洞和虫洞，都与拓扑电荷内的Eddington启发的Born-Infeld引力（EiBI）以前研究。我们表明，EiBI和拓扑电荷的参数的存在下，促进显着变化的光的角偏转相对于在史瓦西时空中获得的。利用强场极限下的角偏转表达式，我们计算了相应相对论图像的位置和放大率。
2020-10-24 gr-qc
Physical Reference Frames and Astrometric Measurements of Star Direction in General Relativity \\I. Stellar Aberration
现代空间天体测量的高精度要求使用广义相对论来模拟恒星光通过引力场从一个源到太阳系内给定观测者的传播。在这个意义上，相对论天体测量学是基础物理学的一部分。天体测量的广义相对论定义需要适当使用参考系的概念，然后应将其与确定天体坐标系的IAU决议（2000年）的约定联系起来。在广义相对论的背景下，天体测量观测量的一致定义对于唯一地找到恒星坐标和自行也是必不可少的，这是逆射线追踪问题的主要物理任务。这项工作的目的是设置两个相对论模型，GREM和RAMOD（盖亚，欧空局任务）的相互一致性的水平，以保证一个物理上正确的定义光的方向，一个基本的项目推导出恒星坐标和自行在相同的测量精度水平。
2009-02-17 gr-qc
Gravitational Deflection of Light and Massive Particle by a Moving Kerr-Newman Black Hole
研究了径向运动的Kerr-Newman黑洞对包括光在内的测试粒子的引力偏转，该黑洞以垂直于其角动量的任意恒定速度运动.在调和坐标系下，我们推导了实验粒子的第二类后闵可夫斯基运动方程，并通过高精度数值计算求解。然后着重讨论了引力源运动对二阶偏转的运动学修正。得到了运动透镜引起的二阶光偏转角的解析表达式。对于以相对论速度运动的大质量粒子，在以前的工作中，关于Schwarzschild偏转角直到二阶有两种不同的解析结果，即，$α(w)=2\left(1+\frac{1}{w^2}\right)\frac{M}{b}+3π\left(\frac{1}{4}+\frac{1}{w^2}\right)\frac{M^2}{b^2}$和$α(w)=2\left(1+\frac{1}{w^2}\right)\frac{M}{b}+\left[3π\left(\frac{1}{4}+\frac{1}{w^2}\right)+2\left(1-\frac{1}{w^4}\right)\right]\frac{M^2}{b^2}$，其中$M,$、$b,$和$w$分别是晶状体质量、碰撞参量和颗粒初速度。我们的数值结果与前者完全一致。在此基础上，得到了克尔几何中大质量粒子二阶偏转的解析公式。最后分析了检测运动对二阶挠度影响的可能性。
2020-07-17 astro-ph.HE gr-qc
Application of Time Transfer Functions to Gaia's global astrometry - Validation on DPAC simulated Gaia-like observations
欧空局盖亚卫星的一个关键目标是利用全球天体测量技术实现可见波长的准惯性参考系。这需要对相对论性光传播进行精确的数学和数值建模，以及对结果进行内部验证的双盲程序，然后才能向科学界公布。这项工作的目的是专门的时间传递函数（TTF）的形式主义的情况下，盖亚观测者和证明其适用性的任务全球球重建（GSR），在预期其列入GSR系统，已经具有套件的RAMOD模型，作为一个额外的半外部验证即将到来的盖亚基线天体测量解决方案。我们扩展了目前的GSR框架和软件基础设施（GSR 2），包括TTF相对论观测方程兼容盖亚的操作。我们使用盖亚数据简化和分析联盟（DPAC）生成的模拟数据，以获得不同的最小二乘估计的完整的恒星球体和规范的结果。这些进行比较，以获得类似的解决方案与当前的RAMOD模型在GSR 2和GREM，该模型基线为盖亚和用于生成的DPAC合成数据生成的目录。线性化最小二乘TTF解决方案是基于大约132，000颗均匀分布在天空中的主要恒星的球体和跨越盖亚标称运行寿命的整个5年范围的模拟观测。结果的统计特性与GREM的统计特性比较好。最后，与RAMOD @ GSR 2解决方案的比较证实了该模型已知的较低精度，并使我们能够建立对线性化点质量的严格限制，在该限制之外，需要进行非线性迭代以确保其正确收敛。
2017-08-01 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Gravitational Effects of Rotating Braneworld Black Holes
在Randall-Sundrum膜世界假设下，研究了光偏转效应以及相对论性近星点进动和标架拖曳进动对膜上旋转黑洞的影响。聚焦于穿过黑洞赤道面场的光线，我们首先计算弱场极限下的偏转角。我们得到了一个解析公式，涉及到相关的微扰参数的领域的二阶。然后，我们进行的偏转角的数值计算在强场极限，当光线通过在最接近的距离极限光子轨道。我们表明，光线的偏转角，最大限度地旋转克尔和膜世界黑洞在相同的方向，因为他们的旋转，成为基本上无法区分彼此的一个特定值的负潮汐电荷。在特征半径处的相对论性进动频率中也出现了相同的特征，在该特征半径处，测试粒子运动的径向周转频率达到其最高值。因此，在最大旋转的克尔黑洞和膜世界黑洞的可能识别中，关键的作用将是它们的角动量，在后一种情况下，它突破了广义相对论中的克尔界限。
2009-06-08 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Astrometric Effects of a Stochastic Gravitational Wave Background
一个随机的引力波背景会导致远距离源的视位置发生波动，其角度偏转的量级相当于引力波的特征应变振幅。这些波动可以用高精度的天体测量来检测，正如Braginsky等人在1990年首次提出的那样。几位研究人员已经对引力波频谱Ω_gw（f）的上限进行了数量级估算，频率为f ~ 1 yr^-1，这既适用于未来的天基光学干涉测量任务GAIA和SIM，也适用于SKA的射电波长VLBI干涉测量。对于GAIA，在T ~ 1年的时间内以Δθ~ 10 μas的角精度跟踪N ~ 10^6类星体，将产生Ω_gw ~（Δθ）^2/（NT^2 H_0^2）~ 10^-6的灵敏度水平，这与脉冲星计时相当。在本文中，我们采取的第一步，通过详细计算由随机背景所造成的角偏转的统计特性，来确定这些估计。我们解析地计算了球上偏转的两点关联函数，以及作为频率和角标度的函数的频谱。波动集中在低频率（规模不变的随机背景），并在大的角度尺度，从四极杆。磁型和电型的波动具有相等的功率。
2012-11-27 astro-ph.CO gr-qc
Light deflection and time delay in the gravitational field of a spinning mass
本文考虑了在地球实验中测量克尔度规参数α_g的平方对电磁波的广义相对论偏转和时间延迟的修正的可能性。事实证明，虽然在天文尺度上，众所周知的引力电效应远远大于引力磁效应，但在实验室尺度上，情况正好相反：引力磁效应肯定超过完全可以忽略的引力电效应。在地球上用一个快速旋转的小球作为引力源，掠射光线的偏转量为10^{-13} rad，时间延迟与10^{-23} s成正比。这些数字是由a_g的可达到值的上限确定的，因为需要防止物体在离心力的作用下爆炸。讨论了在a_g^2水平上使用克尔度量可能受到的批评。
2003-06-18 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Aberration and the Fundamental Speed of Gravity in the Jovian Deflection Experiment
我们描述了我们明确的洛伦兹不变的解决方案的爱因斯坦和零测地线方程的偏转实验2002年9月8日时，一个巨大的移动体，木星，通过3.7'的视线内的一个遥远的类星体。本文建立了一个广义相对论框架，表明利用类星体无线电波的引力时间延迟测量运动光线偏转体（木星）的延迟位置，等价于比较引力和光的洛伦兹变换的相对论定律。根据爱因斯坦的理论，由于引力场变量的洛伦兹变换必须依赖于一个基本速度$c$，因此通过木星在引力时间延迟中的滞后位置来测量它，使我们能够研究引力的因果性质，并设定太阳系近区引力传播速度与无线电波速度的上限。我们讨论的误解，抑制了接受这种解释的实验。我们还评论了Asada、Will、Samuel、Pascual-Sanchez和Carlip对这个实验的其他解释，并指出他们对“光速”的解释混淆了引力的洛伦兹变换和光速，混淆了引力的基本速度和类星体的物理光速。
2006-03-27 astro-ph gr-qc hep-ph
Light deflection in Observation: Angle differences between two null geodesics on the de Sitter spacetime with multi-lensing objects
我们推导出了在多透镜物体的de Sitter时空中，从光源到观测者传播的两个零测地线之间的角度差。假设透镜体是de Sitter背景下的质量单极子，我们通过微扰求解爱因斯坦方程得到度规张量。在那个时空上，我们解出一条由坐标时间参数化的零测地线。使用零测地线，我们定义的角度差在坐标不变的方式。我们采取的相对论效应的一阶微扰和澄清的近似误差的大小。我们发现，看到各向同性宇宙空间的静止观察者通过光源的位置隐含地观察到了宇宙学常数对角度差的影响。作为实际应用，我们把银河系中心的大质量黑洞（Sgr A*）和太阳系作为透镜体，进一步把Sgr A* 周围的恒星和耀斑作为光源。我们用它们的空间坐标写出这些光源之间的角度差。我们发现，由Sgr A* 的偏转保持在角度差，而太阳系的偏转抵消了一阶扰动。Sgr A* 的偏转量约为10微弧秒，这在不久的将来的观测中可以检测到。
2020-10-29 astro-ph.GA gr-qc
The deflection angle of a gravitational source with global monopole in the strong field limit
利用强场极限问题研究了具有极小质量和固体亏损角的Schwarzschild黑洞周围强场背景中的引力透镜效应.我们得到的相对论图像的角位置和放大率，并表明它们涉及到全球的ESTA参数$η$。讨论了随着参数$η$的增大，最小碰撞参量$u_{m}$和角间距$s$增大，相对放大率$r$减小。我们还发现，$s$增长非常大的增长参数$η$变得足够大。固体亏损角的影响是角位置、角间距和相对放大率对参数$η$的依赖性，这可能提供一种方法来表征具有与全局亏损相关的固体亏损角的Schwarzschild黑洞的一些可能的不同特征。
2015-06-30 gr-qc hep-th
Relativistic stellar aberration for the Space Interferometry Mission
本文分析了空间干涉测量任务（SIM）对相对论恒星像差的要求。本文讨论了大质量自引力物体对光的广义相对论偏转问题。具体地说，我们提出了相应的偏转角估计，由于在太阳系中的大量天体的引力场的引力分量。我们研究的可能性，推导出一个额外的导航约束的需要，以纠正引力弯曲的光，是穿越太阳系。事实证明，目前外行星的位置可能没有足够的精度进行精密天体测量。然而，SIM可能会显着改善这些只是作为其天体测量计划的副产品。我们还考虑了更高的引力多极子，特别是四极和八极的，对光的引力弯曲的影响。因此，人们必须在观察一些外行星（特别是木星和土星）附近的感兴趣的来源时，对它们的影响进行建模和解释。这里给出的结果与其他地方获得的结果不同，因为我们特别考虑了未来SIM天体测量活动的差异性（例如，将在仪器的关注范围内进行观测，大小为15 $^\circ$）。特别是，这让我们获得一个更现实的估计，参数化后牛顿（PPN）参数$γ$的确定的准确性。因此，基于一个非常保守的假设，我们得出结论，$σ_γ\sim 10^{-5}$的精度是可以实现的实验中进行的太阳重力场。
2002-05-15 gr-qc
Gravitational bending of light by planetary multipoles
在线性化的爱因斯坦方程近似下，导出了太阳系中运动大质量行星引力场的质量矩、偶极矩和四极矩对光的广义相对论偏转。所有条款的顺序1微弧秒的考虑，参数化，并按照其物理起源分类。本文讨论了不久的将来光学和射电干涉仪探测径向偏转的多普勒调制以及木星和土星的偶极和四极光线弯曲的观测能力。
2007-12-04 gr-qc
Gravitational bending of light by planetary multipoles and its measurement with microarcsecond astronomical interferometers
本文导出了太阳系中运动大质量行星引力场的质量矩、偶极矩和四极矩对光的广义相对论偏转。所有条款的顺序1微弧秒的考虑，参数化，并按照其物理起源分类。我们计算了光线偏转的瞬时图案所造成的的双极矩，偶极子和四极矩，并推导出方程描述的表观运动的偏转位置的恒星在天空平面作为碰撞参量的光线相对于行星的变化，由于其轨道运动。本文给出了观测到的光线偏转的物理解释，并讨论了不久的将来光学（SIM）和射电（SKA）干涉仪探测径向偏转的多普勒调制以及木星和土星的偶极和四极光线弯曲的观测能力。
2007-02-08 astro-ph gr-qc
