太阳系的行星历表和重力测试

用INPOP行星星历进行重力试验

Gravity tests with INPOP planetary ephemerides

本文介绍了利用INPOP 08最新行星星历进行的几次重力检验。首先提出了两种方法来估计PPN参数$β$及其相关值太阳J2，并讨论了太阳J2与小行星环质量之间的相关性。我们估计行星近日点的可能性。最后，我们表明，没有恒定的加速度大于1/4的先锋异常可以影响我们的太阳系的行星。

2009-06-22gr-qc

用贝叶斯行星数值星历B-INPOP检验引力子质量

Testing the mass of the graviton with Bayesian planetary numerical ephemerides B-INPOP

我们使用MCMC采样的引力子的质量的后验分布-假设在这里是明显的通过汤川抑制牛顿势-通过使用INPOP行星星历。主要的技术困难是缺乏解析公式的正问题和成本的计算时间方面的数值估计。为了克服这些问题，我们近似的MCMC与高斯过程回归的插值似然。我们还提出了一种可能的方法来评估的不确定性近似的可能性，通过一些实现的高斯过程。在程序结束时，在$1.01 \times 10^{-24} \; eV c^{-2}$处发现99.7%置信水平阈值（分别为$λ_g \geq 122.48 \times 10^{13} \; km$），表示相对于Bernus等人2020年的先前估计提高了1个数量级。超过这个限度，行星星历的现状就不能提供明确的信息。

2023-03-09gr-qc

基于行星历表对引力子质量的贝叶斯检验

Bayesian test of the mass of the graviton with planetary ephemerides

本研究采用结合高斯过程回归的马尔可夫链蒙特卡洛贝叶斯方法，基于INPOP21a行星历表约束太阳系中引力子质量，将上限改善1个数量级至1.01×10^-24 eV c^-2，并发现观测更支持零质量引力子的广义相对论。

2023-06-12astro-ph.EPastro-ph.IMgr-qc

太阳系行星岁差引力局部位置不变性的初步界

Preliminary bounds of the gravitational Local Position Invariance from Solar System planetary precessions

在参数化后牛顿（PPN）形式的框架下，我们计算了长期的首选位置（PL）的影响，与Whitehead参数$ξ$，除了半长轴$a$本地化的两体系统的所有开普勒轨道要素成比例。它们违反了由广义相对论（GR）实现的引力局部位置不变性（LPI）。利用太阳系行星历表领域的最新研究成果，得到了$ξ$的初步界。没有探测到火星的任何异常近日点岁差，使我们能够间接地推断出$|ξ|\leq 5.8\times 10^{-6}$。\textcolor{black}{Such a bound is close to the constraint, of the order of $10^{-6}$, expected from the future BepiColombo mission to Mercury. As a complementary approach, the PL effects should be explicitly included in the dynamical models fitted to planetary data sets to estimate $ξ$ in a least-square fashion in a dedicated ephemerides orbit solution.}在$<3σ$水平上用EPM2011星历表确定的金星和木星异常近日点岁差的比率，…

2013-11-05astro-ph.EPgr-qcphysics.space-ph

用最新的EPM2017星历计算行星岁差中的不动点及其在基础物理学及其它方面的应用

Calculation of the Uncertainties in the Planetary Precessions with the Recent EPM2017 Ephemerides and their Use in Fundamental Physics and Beyond

我尝试性地汇编了太阳系行星轨道要素$a,~e,~I,~Ω$和$\varpi$长期变化率的形式不确定性，这些不确定性来自最近发布的$a$和非奇异要素$h,~k,~p$和$q$中的形式误差，这些误差是由E.\估计的，V. Pitjeva和N.皮特耶夫鉴于过去几十年来收集的无线电技术数据的广泛使用，内行星和土星的准确度最高。对于水星和火星的倾角$I$、节点$Ω$和近日点$\varpi$，我获得的准确度为$σ_{\dot I},\,σ_{\dotΩ},\,σ_{\dot \varpi}\simeq 1-10\,μ\textrm{as~cty}^{-1}$，而对于土星，它们是$σ_{\dot I},\,σ_{\dotΩ},\,σ_{\dot \varpi}\simeq 10\,μ\textrm{as~cty}^{-1}-1\,\textrm{mas~cty}^{-1}$。就半长轴$a$而言，它对内行星的速率精确到$σ_{\dot a}\simeq 1-100\,\textrm{mm~cty}^{-1}$水平，而对土星，我得到$σ_{\dot a}\simeq 17\,\textrm{m~cty}^{-1}$。在参数化的后牛顿（PPN）参数$β$和$γ$，一个正式的误差为$8\,μ\textrm{as~cty}^{-1}$小的Hermean拱点率对应于一个$\simeq 2\times 10^…

2022-12-12gr-qcphysics.space-ph

利用不同行星与月球历表的月球激光测距残差检验等效原理

Testing the equivalence principle with lunar laser ranging residuals from different planetary and lunar ephemerides

Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；China University of Geosciences（中国地质大学）；Yangtze University（长江大学）

本研究利用月球激光测距残差检验等效原理，开发独立数据处理框架，比较三种历表结果，均与零一致，提供透明且独立的检验方法。

2026-09-15astro-ph.EPastro-ph.IMgr-qc

用行星轨道动力学检验洛伦兹对称性

Testing Lorentz symmetry with planetary orbital dynamics

行星历表是一个非常强大的工具，以限制偏离广义相对论使用轨道动力学理论。被称为标准模型扩展（SME）的有效场论框架已经被开发出来，以便系统地参数化洛伦兹对称性的假设违反（在标准模型和引力部门）。在这次交流中，我们使用的最新测定的补充进展的近日点和行星星历分析获得的节点，以约束SME系数从纯重力部门，也从重力物质耦合。我们的研究结果没有显示出任何偏离GR，它们改善了电流约束。此外，与现有的约束条件，从月球激光测距和原子干涉重力测量的组合，使我们能够解开的贡献，从重力物质耦合的纯重力部门。

2015-09-17astro-ph.EPgr-qchep-ph

太阳场中行星运动Lense-Thirring效应测量的进展

Advances in the measurement of the Lense-Thirring effect with planetary motions in the field of the Sun

E. V. Pitjeva通过使用EPM 2006星历表的动力学模型处理超过400，000个不同类型的行星观测数据，最近估计了对牛顿-爱因斯坦金星近日点进动的修正为每世纪-0.0004 +/- 0.0001弧秒。根据广义相对论的预测，金星近日点的Lense-Thirring岁差为每世纪-0.0003角秒。事实证明，无论是其他错误建模/未建模的标准牛顿/爱因斯坦效应，还是外来效应，假设，例如，解释先锋异常，可能导致了确定的额外岁差的金星轨道，因此，可以合理地归因于太阳的重力磁场，而不是在EPM 2006星历的例程建模。然而，必须指出的是，引用的错误是正式的，统计的一个;现实的不确定性可能更大。未来对内行星星历表的改进，包括信使号和金星快车号的跟踪数据，应该会进一步提高这种广义相对论测试的准确性和一致性，这也将有利于其他天文学家团队对近日点（和节点）的额外岁差的独立估计。

2008-10-11astro-phgr-qcphysics.space-ph

膨胀宇宙中的天体星历

Celestial Ephemerides in an Expanding Universe

后牛顿理论在进行广义相对论的关键实验测试和以无与伦比的精度建立太阳系天体的天文历表方面发挥了重要作用。该理论的基石是假设太阳系与宇宙的其他部分在引力上是孤立的，背景时空是渐近平坦的。本文扩展了这一理论概念，给出了嵌入在膨胀的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙中的定域天文系统的引力场中粒子和光运动的天体动力学原理。我们制定了精确的数学概念的牛顿极限的爱因斯坦场方程的共形平坦FLRW时空和分析的测地线运动的大质量粒子和光在此限制。我们证明，通过共形时空变换，可以减少粒子和光的运动方程的经典形式的牛顿理论。然而，粒子和光的运动方程中的时间参数在与哈勃常数H成比例方面彼此不同。由此得出一个重要的结论，即目前航天导航中心用于拟合天体距离和多普勒跟踪观测的光传播方程缺少与哈勃常数H成正比的宇宙学起源项。我们还证明，哈勃膨胀不影响原子时标用于创建天文星历。我们推导出宇宙学修正的光旅行时间方程，并认为他们的测量打开了一个令人兴奋的机会，以确定本地值的哈勃常数，H，在太阳系独立的宇宙学观测。

2012-07-17astro-ph.COgr-qcphysics.space-ph

用脉冲星定时阵列进行鲁棒引力波搜索的太阳系星历表不确定性的建模

Modeling the uncertainties of solar-system ephemerides for robust gravitational-wave searches with pulsar timing arrays

一旦我们将脉冲到达太阳系的时间与太阳系的惯性静止坐标系联系起来，脉冲星发射的规律性就变得显而易见了。由此可见，在确定地球相对于太阳系重心的位置时，误差可能会在脉冲星定时剩余时间序列中表现为时间相关偏差，从而影响脉冲星定时阵列对低频引力波的搜索。事实上，最近的阵列数据集产生不同的引力波背景上限和检测统计分析时，与不同的太阳系星历。重要的是，星历表通常不提供可用的误差表示。在这篇文章中，我们描述的动机，建设和应用的物理模型的太阳系星历的不确定性，重点是自由度（木星的轨道要素）最相关的引力波搜索与脉冲星定时阵列。该模型BayesEphem用于在NANOGrav的11年随机背景搜索中获得星历稳健的结果，并为NANOGrav和其他联盟的未来搜索提供了基础。这里报告的分析和模拟表明，星历表建模降低了11年数据集的引力波敏感性，这种退化将消失与改进星历表和更长的脉冲星定时数据集，将在不久的将来成为可用。

2020-01-06astro-ph.HEastro-ph.IMgr-qc

利用行星轨道与蒙特卡罗模拟检验广义相对论

Tests of General relativity with planetary orbits and Monte Carlo simulations

本文基于 INPOP13c 行星历表，结合蒙特卡罗模拟与遗传算法，同时约束 PPN 参数、太阳扁率、太阳质量变化及 G 的时间变化，给出与广义相对论一致的极限。

2014-09-17astro-ph.EPgr-qc

非最小耦合引力修正理论与轨道粒子动力学

Modified theories of gravity with nonminimal coupling and orbital particle dynamics

我们考虑一个非旋转的，大质量的测试粒子的“压力”型，非测地线加速度所产生的某种一般类的引力理论与非最小耦合之间的物质和度量。由此产生的两体系统的轨道摄动的分析和数值研究。在其他长期效应中，两体相对距离的长期增加发生。原则上，它可能产生一个物理机制，地球从太阳的稳定衰退最近提出的解释在太古代的微弱的年轻的太阳Parasites。目前，理论家们还没有推导出模型的一些关键参数的显式表达式，例如依赖于系统物质分布的积分“电荷”$ξ$，以及与非最小函数$F$相连的4-矢量$K^μ=\{K^0,\boldsymbol{K}\}$。因此，我们唯象地将它们视为自由参数，并根据最新的太阳系行星历表初步推断出它们的容许值的一些指示。从修正$Δ\dot\varpi$到标准近日点岁差的最新测定中，我们初步获得了火星的$|ξK|\lesssim 0.1$ kg s $^{-1}$。根据对行星半长轴长期变化率的当前界限的猜测，我们得到了火星的$|ξK^0|\lesssim 1249$ kg s $^{-1}$。更有效的约束，可以通过重新处理相同的行星数据集与专用的动力学模型，包括在这里研究的影响，并明确估计相关的参数。COBE和GP-B地面卫星产生$|ξK|\lesssim 2\times 10^{-4}$ kg s $^{-1}$和$|ξK_0|\lesssim 2\times 10^{-10}$ kg s…

2014-02-25astro-ph.EPgr-qcphysics.space-ph

太阳广义相对论重力磁场的第一次初步试验和来自行星数据的Yukawa类第五力的新约束

First preliminary tests of the general relativistic gravitomagnetic field of the Sun and new constraints on a Yukawa-like fifth force from planetary data

太阳系内行星近日点的广义相对论透镜-瑟林岁差约为每世纪10^-3角秒。最近行星轨道测定的改进可能会产生这种微小影响的第一个观测证据。事实上，最近E. V. Pitjeva根据EPM 2004星历表和一组超过317个的星历表，分别对水星、地球和火星的已知近日点速率（每世纪-0.0036 +/- 0.0050、-0.0002 +/- 0.0004和0.0001 +/- 0.0005角秒）进行了修正，000种不同的观察。这些行星的相对论性透镜-瑟林岁差预测值分别为每世纪-0.0020、-0.0001和-3 10^-5角秒，与近日点修正值一致。相对论的预测比零效应假设更适合，特别是如果水星和地球的近日点的适当线性组合，先验抵消了任何可能的偏差，由于太阳四极质量矩，被认为是。但是，实验误差仍然很大。此外，Fienga等人利用INPOP星历表独立处理的最新水星数据也初步揭示了太阳透镜-瑟林效应的存在。即将进行的行星飞行任务BepiColombo的数据将增进我们对该行星轨道运动的了解，从而提高对Lense-Thirring效应测量的精度。作为本分析的一个副产品，在大约一个天文单位（10^11 m）的尺度上，也有可能将类似汤川的第五种力的强度限制在10^-12-10^-13的水平。

2007-04-21astro-phgr-qchep-ph

木星，土星和先锋异常：基于行星的独立测试

Jupiter, Saturn and the Pioneer anomaly: a planetary-based independent test

在本文中，我们使用对木星和土星近日点的标准牛顿/爱因斯坦长期岁差的修正比率，最近由俄罗斯天文学家E. V. Pitjeva通过将近一个世纪的数据与天文历表拟合来估计，对先锋异常（PA）的假设进行独立的，基于行星的测试，因为它目前已知在5-10 AU区域，是引力的起源考虑到确定的拱线额外率和木星和土星轨道上PA加速度值的误差，答案是否定的。如果对整个先锋10/11的重新分析完成，就可以得出更确切的结论。此外，其他天文学家团队独立估计他们自己对近日点岁差的修正也很重要。

2007-12-08astro-phgr-qchep-ph

在太阳系中测试引力定律

Testing gravity law in the solar system

广义相对论（GR）的预言与太阳系的观测结果吻合得很好。然而，在过去的几十年里，随着测量精度的提高，出现了意想不到的异常。这些异常现象存在于航天器跟踪数据（先锋和飞越异常现象）以及星历中。此外，整个理论在星系和宇宙尺度上受到了暗物质和暗能量问题的挑战。最后，在量子场论框架内的统一仍然是一个悬而未决的问题，它的解决肯定会导致理论的修正，即使在很大的距离上。只要宇宙的这些“黑暗面”没有普遍接受的解释，也没有通过它们被设计用来治愈的引力异常以外的其他手段观察到它们，这些异常也可以被解释为偏离GR。目的是弥合太阳系重力实验与更大尺度观测之间的差距。我们回顾了一个家庭的度量扩展GR保留的等效原理，但修改能量和曲率之间的耦合，并提供了一个唯象的框架，概括了PPN框架和“第五力”的GR扩展。我们简要地讨论了一些可能的观测结果与高精度星历。

2011-05-31gr-qc

太阳系行星轨道运动与暗物质

Solar System planetary orbital motions and dark matter

本文详细计算了等密度球对称分布的暗物质对太阳系行星开普勒轨道根数的影响，并与EPM 2004星历表的最新结果进行了比较。结果表明，近日点的绝对值和平均绝对值受长期岁差的影响。根据EPM 2004对90年来测定的平均经度偏移的形式误差，得出暗物质密度的上限在10^-19-10^-20 g cm^-3的范围内，其中火星的峰值为10^-22 g cm ^-3。行星平均近日点和近日点的适当组合可以抵消EPM 2004动力学模型中一些未建模或错误建模的力的混叠影响，得到的全球上限分别为7 10^-20 g cm^-3和4 10^-19 g cm^-3。

2006-03-24astro-phgr-qchep-ph

利用当前太阳系实验和观测改进Kaluza-Klein引力上界

Improved upper bounds on Kaluza-Klein gravity with current Solar System experiments and observations

作为Kaluza-Klein（KK）引力经典检验的延伸，并作为对这一理论更严格约束的尝试，研究了它对太阳系物理实验和天文观测的影响。我们研究了由KK引力引起的下合点引力时滞，并利用新的太阳系星历和\textit{Cassini}的观测资料，将对KK引力的约束增强了两个数量级。这些改进的上界意味着，在孤子情况下的第五维空间是太阳系中非常平坦的额外维度，即使在太阳附近也是如此。

2015-10-10gr-qc

根据行星运动分析在太阳系情景中检验后牛顿引力的新方法

New ways in testing post-Newtonian gravity in the Solar System scenario from planetary motion analysis

在这里，我们探讨的可能性，扩展到太阳系的情况下的组合残差的方法，用于确定在地球LAGEOS卫星系统的Lense-Thirring效应。在计算了平均距平的长期重电推进后，我们提出了几种由节点残差、近日点和一些内行星的平均距平的线性组合来测量重电推进、Lense-Thirring效应和太阳四极质量矩。可获得的精度与涉及发射一个或多个航天器的新的复杂和昂贵的任务相当。PPN参数β为10^-4，γ为10^-5，太阳J2为10^-9，透镜-瑟林效应为20-30%。在太阳重力磁场的情况下，这将是第一次尝试测量它对行星运动的影响。然而，信使号和BepiColombo任务对水星星历表的改进将使拟议测试的准确性不断提高。

2004-08-14astro-phgr-qcphysics.space-ph

太阳系行星运动对牛顿引力平方反比定律的Yukawa类修正的范围λ的限制

Constraints on the range lambda of Yukawa-like modifications to the Newtonian inverse-square law of gravitation from Solar System planetary motions

在本文中，我们使用最新的修正牛顿-爱因斯坦长期近日点率的一些行星的太阳系，现象学估计与EPM 2004星历表由俄罗斯天文学家E. V. Pitjeva，把严格的限制范围参数λ表征Yukawa的牛顿引力平方反比定律的修改。事实证明，范围不能超过天文单位的十分之一。我们既不假设等效原理违反效应，也不假设$α$和$λ$的空间变化。这一发现可能会对所有涉及Yukawa型项的引力修正理论产生重要影响，其范围参数远大于太阳系的大小。然而，由于我们目前只有Pitjeva估计的近日点额外速率，因此建议谨慎：如果其他团体估计他们自己对近日点长期运动的修正，则可能进行更强大和更可靠的测试。

2007-09-25astro-phgr-qchep-ph

用行星星历INPOP在太阳系尺度上约束无质量介子理论

Constraining massless dilaton theory at Solar system scales with the planetary ephemeris INPOP

我们揭示了太阳系中无质量介子理论的现象学，即代表介子的标量场与物质之间的非普适二次耦合。从理论的作用出发，推导出了$N$ -物体系统的修正后牛顿运动方程和光的时间旅行。我们利用太阳系主要行星的物理性质，在线性耦合情况下，将待测试的参数数量减少到3个。在线性情况下，我们有一个普遍的耦合常数$α_0$和两个耦合常数$α_T$和$α_G$，分别与大地体和气态体有关。然后，我们使用行星星历，INPOP 19 a，以约束这些常数。我们成功地约束了线性耦合方案，并且在99.5 \%C. L.处，约束读取为$α_0=(1.01\pm23.7)\times 10^{-5}$、$α_T=(0.00\pm24.5)\times 10^{-6}$、$α_G=(-1.46\pm12.0)\times 10^{-5}$。

2023-01-03astro-ph.EPgr-qc

先驱者异常能由速度相关力引起吗？太阳系外区行星动力学试验

Can the Pioneer anomaly be induced by velocity-dependent forces? Tests in the outer regions of solar system with planetary dynamics

本文分析了最近提出的一些速度相关力对太阳系外行星（从木星到冥王星）轨道运动的影响，并将他们的预测（近日点\varpi或半长轴a的经度和偏心率e的长期变化）与E. V. Pitjeva使用EPM 2006星历表进行的最新观测测定相比较。事实证明，虽然预测的a百年位移是如此之大，以至于除了海王星之外，所有行星都可以很容易地检测到，但预测的\varpi异常岁差太小了，除了木星之外，所以它们仍然与标准牛顿-爱因斯坦近日点岁差的估计修正相一致。因此，我们倾向于放弃那些预测a和e长期变化的额外力，也是出于其他一些原因，而给那些预测仍然无法检测到近日点岁差的模型一个机会，至少在观测上是这样。当然，必须为它们找到充分的理论基础。

2008-09-27astro-phgr-qcphysics.space-ph

太阳系行星轨道运动与f（R）引力理论

Solar System planetary orbital motions and f(R) Theories of Gravity

本文研究了$f(R)$引力理论对太阳系引力实验的影响。特别地，从真空中场方程的精确解出发，在Palatini形式下，计算了牛顿势的修正对太阳系行星开普勒轨道根数的影响，并与EPM2004星历表的最新行星定轨结果进行了比较.结果表明，近日点的绝对值和平均绝对值受长期岁差的影响。我们得到的最佳估计参数$k$，简单地涉及到标量曲率，措施的引力理论的非线性。我们使用我们的结果来约束宇宙学常数，并显示如何$f(R)$功能可以约束，在原则上。我们获得的结果表明，与最近的其他论文一致，如果与宇宙学相关值相比，太阳系实验对于设置此类约束并不有效。

2006-12-14astro-phgr-qchep-th

太阳系外行星系统中的指数距离关系（即 Titius-Bode 规则）

Exponential distance relation (aka Titius-Bode rule) in extra solar planetary systems

本文证明指数距离关系（Titius-Bode 规则）在 32 个含至少 5 颗行星的系统中有效，排除了偶然性，且该规则在描述行星轨道间距时最经济且拟合最优。

2025-04-05astro-ph.EPgr-qchep-th

太阳系中的约束后牛顿f（R）引力

Constraining Post-Newtonian f(R) Gravity in the Solar System

我们考虑了几种f（R）引力模型，这些模型在适当的弱场极限下可以用来描述太阳的引力场。使用微扰的方法，我们专注于的影响，修改的引力场，由于非线性的引力拉格朗日，对太阳系动力学。我们比较的理论预测的经度岁差的近心点$\varpi$的测试粒子与修正的标准牛顿-爱因斯坦岁差的近日点的太阳系的一些行星最近估计的大型数据集拟合的各种版本的天文历。

2008-11-24gr-qc

用太阳系动力学约束MOND

Constraining MOND with Solar System dynamics

在这封信中，我们调查了深牛顿制度的MOND范式从一个纯粹的唯象的角度来看，利用最小二乘估计修正的长期率的近日点的太阳系的内部和外部的一些行星的E.V. Pitjeva与EPM2004星历。通过使用$μ(x)\approx 1-k_0(1/x)^n$的插值MONDian函数，并假设$k_0$，认为身体独立，以避免违反等效原理，在整个太阳系中没有空间变化的经验，我们严格约束$n$与近日点进动的比率为不同的行星对。我们发现，范围$1\leq n\leq 2$整齐地排除在$3-σ$水平以上。这样的测试将大大受益于使用额外的近日点进动独立估计的其他团体以及。

2008-02-15astro-phgr-qchep-ph

在太阳系中测试MOND

Testing MOND in the Solar System

修正的牛顿动力学（MOND）一般预测违反强版本的等效原理。因此，系统的引力动力学依赖于系统所处的外部引力场。这种所谓的外场效应表明，在太阳系行星的引力势中，沿着银河系外场的方向存在着异常的四极校正。我们计算了这种效应的数值积分的MOND方程的存在外磁场，并推导出长期岁差的行星近日点的影响。我们发现，岁差效应是相当大的外部气态行星，在土星的情况下，是可比的，在某些情况下，边际排除由最好的行星星历允许的岁差公布的残差。

2011-05-29astro-ph.COgr-qc