Higher-spin self-dual General Relativity: 6d and 4d pictures, covariant vs. lightcone
研究了带宇宙常数的自对偶GR的高自旋扩展,证明其为6d微分同胚不变理论的规范固定,并提出将协变场简化为标量场的光锥ansatz,揭示了(A)dS时空光锥形式的新视角。
2024-04-29 gr-qc hep-th
Higher-dimensional numerical relativity: Formulation and code tests
我们推导出一个形式主义的数值相对论的高维时空和开发的数值代码模拟各种各样的五维(5D)时空的第一次。首先,Baumgarte-Shapiro-Shibata-Nakamura形式主义扩展到任意时空维度$D \ge 4$,然后,所谓的卡通方法,这是最初提出的一个强大的方法来模拟轴对称的4D时空,描述了5D时空的几种类型的对称性。用卡通方法实现了5D数值相对论程序,并通过演化一个5D史瓦西时空和一个由小振幅引力波包组成的5D时空进行了测试模拟。数值模拟稳定地进行了足够长的时间,在4D的情况下,所得到的数值结果与解析解吻合良好:数值解收敛在正确的顺序。我们还证实,长期准确的演化的5D史瓦西时空是可行的,使用所谓的穿刺方法。此外,我们还导出了任意维的Landau-Lifshitz赝张量,并证明了它为计算引力波的能流提供了一个强有力的工具。本文所发展的公式和方法为研究高维引力的非线性动力学提供了有力的工具。
2009-12-18 gr-qc hep-th
Møller Energy-Momentum Complex in General Relativity for Higher Dimensional Universes
由于外部来源的文本重复使用不当,此提交已被arXiv管理员撤回
2007-08-22 gr-qc
Do Solar system tests permit higher dimensional general relativity?
我们进行调查是否高维史瓦西时空是兼容的一些太阳系的现象。作为一个测试,我们研究了五个众所周知的太阳系效应,即,(1)在高维广义相对论的框架下讨论了近日点位移、光的弯曲、引力红移、引力时滞和测试粒子的运动。结果表明,除测试粒子运动的结果外,与高维广义相对论的结果大多不相容。我们将所有这些结果与文献中的可用数据进行比较。
2007-07-07 gr-qc
Stationary and Axisymmetric Solutions of Higher-Dimensional General Relativity
我们研究静态和轴对称解决方案的广义相对论,即纯重力,在四维或更高的维度。D维定常解和轴对称解被定义为具有D-2对易的Killing向量场。我们推导出这样的解的度规的标准形,它有效地将爱因斯坦方程简化为三维平坦空间中轴对称D-2 × D-2矩阵场上的微分方程(除了一个子类的解,而不是简化为二维平坦空间中D-2 × D-2矩阵场上的一组方程)。这概括了Papapetrou形式的度量固定和轴对称的解决方案在四维,并进一步概括了工作外尔解决方案在四维和更高的维度。然后,我们分析的解决方案,这是在沿着一条线在三维平坦的空间,矩阵场可以看到生活在细棒的形式的来源。作为固定和轴对称的解决方案的例子,我们研究了五维旋转黑洞和旋转的黑环,写在正则形式的度量和分析的结构杆每个解决方案。
2004-10-12 gr-qc hep-th
Theory-agnostic framework for inspiral tests of general relativity with higher-harmonic gravitational waves
最近的引力波观测显示了高次谐波存在的证据,因此可能表明这些波是在具有不对称质量比的致密物体的螺旋中产生的。具有较高谐波的信号包含大量信息,这些信息可以导致更好地估计系统参数,并可能导致更严格的广义相对论测试。然而,包含高次谐波的引力波模型只在广义相对论中发展出来,而测试与广义相对论理论无关的偏差的模型则纯粹基于信号的主导模式。在这里,我们扩展参数化后爱因斯坦的框架,包括$\ell=2, 3$和$4$高次谐波的第一后牛顿秩序,因此提供了一个现成的使用傅立叶域波形模型的测试与高次谐波的广义相对论。我们发现,傅里叶相位的高次谐波的变形可以很容易地映射到主谐波的变形,而傅里叶振幅的高次谐波的变形一般不能以理论不可知的方式。尽管如此,我们开发了一个简单的波形振幅的变形(通过时域振幅的重新缩放变形),既最大限度地减少了独立的振幅变形参数的数量,并捕捉到所有已知的修改理论的预测。
2022-03-29 gr-qc
General Relativity with small cosmological constant from spontaneous compactification of Lovelock theory in vacuum
结果表明,通过真空中Lovelock引力的自发紧化,可以得到具有小宇宙学常数和小额外维的四维Einstein引力。假设额外维是常曲率的紧致空间,广义相对论在某些类Lovelock理论中得到恢复,这些理论必然具有三次或更高阶的曲率项。这将更高的维度限制为至少7。值得注意的是,四维中的有效规范耦合和牛顿常数与高维中的引力常量不成比例,而是相对于它们的标准值发生了位移。这种效应开辟了新的场景,在更高维度的最大对称解可以通过隧穿或通过鬼凝聚的引力模拟衰减到紧致时空。事实上,这就是需要额外维度和四维宇宙学常数都很小的情况。
2009-09-09 gr-qc hep-th
Strong Cosmic Censorship in higher curvature gravity
广义相对论的决定论性质是由强宇宙监督猜想所保证的,该猜想断言时空不可能以平方可积联系延伸到柯西视界之外。虽然这个猜想在广义相对论中对渐近平坦的黑洞时空成立,但在带电的渐近德西特时空中可能会违反这个猜想。由于爱因斯坦-希尔伯特作用量预计将涉及更高的曲率修正,在这篇文章中,我们研究了是否可以恢复信心,在强宇宙审查时,更高的曲率修正广义相对论被认为是。与我们的预期相反,我们已经明确表明,不仅违反了猜想发生在极值附近,但违反似乎变得更强的强度较高的曲率项的增加。
2020-03-20 gr-qc hep-th
The Three-Dimensional BTZ Black Hole as a Cylindrical System in Four-Dimensional General Relativity
示出了如何将三维BTZ黑洞变换为四维圆柱形黑洞(即,在广义相对论中,这个过程与三维空间中的点粒子转变为四维空间中的直线宇宙弦的过程是相同的。
1995-11-27 gr-qc hep-th
Echoes from the black holes: Evidence of higher order corrections to General Relativity in strong gravity regime
我们发现,高阶曲率修正广义相对论在强引力制度的近视界尺度产生一个快速振荡和下落的Ricci标量火球外的地平线。这可以产生与由黑洞合并产生的固有频率相同的引力波的振铃模式。我们的分析提供了一个可行的解释,最近从LIGO数据中检测到的振铃模式的回波,没有调用任何奇异结构的存在在地平线上。
2017-02-16 gr-qc
Higher dimensional Numerical Relativity: code comparison
高维黑洞时空的非线性行为在几个方面都很有意义,从对宇宙审查的理解到高能碰撞中的黑洞产生。然而,高维黑洞时空的非线性数值演化是非常复杂的,涉及到不同的诊断工具和“降维方法”。在这项工作中,我们比较了两种不同的成功的代码来发展爱因斯坦方程在更高的维度,并表明,这样不同的程序的结果同意的数值精度,当应用到碰撞从其余的两个等质量的黑洞。我们计算出,在五个维度中,总辐射能量为E/M= 9 × 10 ^{-4},在六个维度中,总辐射能量为E/M= 8.1 × 10 ^{-4}。
2014-06-10 gr-qc hep-ph hep-th
Testing general relativity using higher-order modes of gravitational waves from binary black holes
最近,在引力波信号GW 190412和GW 190814中发现了强有力的证据,证明存在高阶模,它们起源于具有显著不对称分量质量的致密双星合并。这为通过观察高阶模与基本信号的关系来检验广义相对论提供了可能。在这里,我们进一步开发了一个测试,评估次主谐波的振幅是否与广义相对论预测的一致。为此,我们将一个国家的最先进的波形模型与高阶模式和旋进到贝叶斯参数估计和模型选择框架。分析方法进行了广泛的测试,通过模拟。我们调查到什么程度的谐波的相对振幅的偏差将是可测量的,这取决于源的属性,我们映射出我们的测试参数和源相对于观察者的倾斜度之间的相关性。最后,我们将测试应用于GW 190412和GW 190814,没有发现违反广义相对论的证据。
2022-05-18 gr-qc
Dynamical degrees of freedom for higher genus Riemann surface in (2+1)-dimensional general relativity
一个齐次的二维度量,包括Teichmüller变形的自由度的发展。Teichmüller变形通过复杂结构的仿射拉伸来合并。根据Yamada利用Pinching参数的研究,得到了高亏格Riemann曲面的具体形式。我们将有一个齐次标准度规,包括动力学自由度作为Teichmüller变形,其在收缩参数的首阶中,这将被视为满足动量约束的双环面宇宙的齐次各向异性度规。
2015-09-08 gr-qc hep-th math-ph
Geodesics, the Equivalence Principle and Singularities in Higher-dimensional General Relativity and Braneworlds
时空的测地线很少与余维为1的嵌入子流形的测地线重合。我们研究这个问题的高维广义相对论的模型,首先在简单的情况下没有膜隔离的功能已经存在,然后在更复杂的情况下与膜。我们考虑膜的框架足够一般,可以包括非对称膜世界,但不包括厚膜。我们将我们的结果应用于测地线来研究等价原理和宇宙学奇点。在我们研究的模型中,这些考虑有利于$Z_2$对称膜世界与负体宇宙学常数。
2005-10-26 gr-qc
Gravitational wave extraction in higher dimensional numerical relativity using the Weyl tensor
引力波是强引力动力学分析中最重要的诊断工具之一,随着LIGO对GW 150914的探测,引力波已成为一种观测通道。除了它们在天体物理学中的重要性,黑洞和致密物质分布在物理学的许多其他分支中也扮演着核心角色。这些应用通常涉及具有$D>4$维的时空,其中引力波的计算比四维情况更复杂,但由于$D>4$中广义相对论理论研究的实质性进展,现在已经成为可能。在这里,我们开发了Godazgar和Reall(Ref. [1])--基于类似于纽曼-彭罗斯标量的外尔张量的投影--允许在具有旋转对称性的高维时空中计算引力波。我们应用和测试这种方法在黑洞头碰撞从静止的$D=6$时空维度,并发现一小部分$(8.19\pm 0.05)\times 10^{-4}$的Arnowitt-Deser-Misner质量辐射远离系统,在很好的协议与文献结果的基础上Kodama-Ishibashi微扰技术。这里提出的方法补充了微扰的方法,自动包括所有多极的贡献,而不是计算个别多极的能量含量。
2016-09-05 gr-qc hep-th
Entropy in three-dimensional general relativity: Kerr-AdS black hole
利用哈密顿方法分析了三维广义相对论中Kerr-AdS时空的黑洞热力学。通过适当处理AdS渐近条件得到的守恒电荷和熵的值满足黑洞动力学第一定律。
2020-01-21 gr-qc hep-th
Quasinormal modes of rotating black holes beyond general relativity in the WKB approximation
Observatoire de Paris, Universite PSL(巴黎天文台,巴黎文理研究大学);CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico – IST, Universidade de Lisboa – UL(里斯本大学,技术研究所物理系与理论研究中心);Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理学研究所(爱因斯坦研究所));Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学)
本文通过扩展WKB方法计算超越GR的旋转黑洞准正常模谱,并与持续分数数据对比,发现其在高信号噪声比事件中具有更高的准确性。
2025-12-19 gr-qc hep-th
Lectures on General Theory of Relativity
这些是给莫斯科高等经济学院数学系学生的关于广义相对论的讲座。
2017-12-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Bar-mode instability of rapidly spinning black hole in higher dimensions: Numerical simulation in general relativity
利用数值相对论方法模拟了高维特殊对称时空中快速自旋黑洞的运动,时空维数为$6 \leq d \leq 8$。我们发现,高维黑洞,旋转足够快,对非轴对称的棒模变形是动态不稳定的,自发发射引力波,不考虑$d$的情况下$d=5$ \cite{SY09}。不稳定性开始的无量纲自旋参数的临界值是:$d=6$的$q:=a/μ^{1/(d-3)} \approx 0.74$,$d=7$的$\approx 0.73$,$d=8$的$\approx 0.77$,其中$μ$和$a$是质量和自旋参数。自旋小于这些临界值($q_{\rm crit}$)的黑洞似乎对任何扰动都是动态稳定的。长期模拟不稳定的BH也进行$d=6$和7。我们发现,它们的自旋作为引力波发射的结果,并随后解决到一个稳定的静态BH的自旋小于$q_{\rm crit}$。对于自旋更快的不稳定黑洞,达到新状态的时间尺度更短,自旋下降的分数更大。我们的研究结果意味着,一个具有$q > q_{\rm crit}$的高速旋转BH不可能是粒子加速器中的静止产物,即使它是TeV引力假设的结果。它的影响的现象学的一个小BH进行了讨论。
2010-04-28 gr-qc hep-th
Action and Hamiltonians in higher dimensional general relativity: First order framework
我们认为$d>4$维时空是渐近平坦的空间无穷远,并表明,在一阶框架中,作用原理是定义良好的\emph{without the need of infinite counter terms.}它自然会导致一个协变相空间中的哈密顿产生渐近对称提供总的能量动量和角动量的孤立系。这项工作与我们以前在四维\cite{aes}中的分析平行。高维分析实际上是简单的,因为没有对数和超翻译歧义。
2008-08-14 gr-qc
Quadratic and cubic spherically symmetric black holes in the modified teleparallel equivalent of general relativity: Energy and thermodynamics
在\cite{Bahamonde:2019zea}中,球对称黑洞(BH)是由$f(T)$的二次型导出的。在这里,我们推导出相关的能量,曲率不变量,和扭曲的BH和证明,高阶贡献的扭曲呈现的奇异性弱相比,广义相对论(GR)的史瓦西BH。此外,我们计算了热力学量,揭示了高阶贡献对这些量的影响。因此,我们从$f(T)=T+ε\Big[\frac{1}{2}αT^2+\frac{1}{3}βT^3\Big]$的立方形式导出一个新的球对称BH,其中$ε<<1$,$α$和$β$是常数。新BH的特征在于除了$ε$之外还有两个常数$α$和$β$。在$ε=0$,我们回到GR。我们研究这些新的BH解决方案的物理通过相同的程序,适用于二次BH。此外,我们还证明了高阶扭转的贡献,$\frac{1}{2}αT^2+\frac{1}{3}βT^3$,可以提供一个有趣的物理。
2021-05-08 gr-qc hep-th
General Relativity from Three-Forms in Seven Dimensions
我们考虑一个7维的3-形式理论,并研究它的降维到4D,紧化固定半径的3-球面上的7维流形。我们表明,由此产生的4D理论是广义相对论(GR)在普列班斯基制定,模修正是可以忽略的曲率小于普朗克。这个构造最有趣的一点可能是,降维理论是具有非零宇宙学常数的GR,而宇宙学常数的值与S ^3的大小直接相关。λ的实际值对应于普朗克尺度的S ^3。
2016-11-23 gr-qc hep-th
The Magueijo-Smolin Group in Doubly-Special Relativity is Linear in Five Dimensions
Magueijo和Smolin为双狭义相对论中的动量-空间变换引入了洛伦兹群的修正。如所提出的,该群是非线性的,但我们证明了它是4维实射影空间中的分数线性变换群。我们传递到相关的5维线性空间,并将子群确定为普通洛伦兹群的共轭,给出共轭矩阵。取5-空间的对偶,我们确定一个子群作为关于不同于原点的点的洛伦兹变换。
2003-04-22 gr-qc hep-th
4-Dimensional Kaluza-Klein Approach to General Relativity in the (2,2)-Splitting of Spacetimes
本文提出了四维时空广义相对论的Kaluza-Klein方法。这种方法是基于一般四维时空的(2,2)-分裂,它被看作是(1+1)维基流形和2维纤维空间的局部乘积。在这种卡鲁扎-克莱因形式中,我们发现四维时空的广义相对论可以自然地解释为(1+1)维规范理论。在(1+1)维度规可以写成Polyakov度规的规范中,作用量可以描述为耦合到(1 + 1)维非线性σ场和标量场的(1 +1)维杨-米尔斯型规范理论作用量,受与(1+1)维基流形的非同态不变性相关的约束方程的约束。沿纤维方向的超纯性表现为杨-米尔斯型规范对称性,从而产生高斯定律约束。给出了玻里雅科夫规范下的爱因斯坦方程,并从(1+1)维规范理论的角度进行了讨论。最后,我们表明,这种Kaluza-Klein形式主义是密切相关的零超曲面形式主义的广义相对论。
1996-12-03 gr-qc hep-th
Numerical relativity higher order gravitational waveforms of eccentric, spinning, non-precessing binary black hole mergers
我们使用开源的,社区驱动的,数值相对论软件,爱因斯坦工具包,研究偏心,旋转,非旋进的二进制黑洞合并与质量比$q=\{2, 4, 6\}$,个别无量纲自旋参数$χ_{1z}=\pm0.6$,$χ_{2z}=\pm0.3$,其中包括高阶引力波模式$\ell\leq4$,除了记忆模式的物理。假设恒星质量的二进制黑洞合并,可以检测到先进的LIGO探测器,我们发现,包括模式高达$\ell=4$增加的信号噪声之间的$3.5\%$到$35\%$的紧凑型二进制文件,相比,只包括$\ell=|m|=2$模式的信号。我们使用两个波形模型,TEOBResumS和SEOBNRE,其中包括自旋和偏心率校正的波形动力学,量化的轨道偏心率的数值相对论目录规范不变的方式,通过拟合因子计算。我们的研究结果表明,包含高阶波模式有一个可测量的影响,在恢复中度和高度偏心黑洞合并,因此,它是必不可少的波形模型和信号处理工具,准确地描述这些天体物理源的物理。
2023-03-21 gr-qc
Exact Solutions of General Relativity and Quadratic Gravity in Arbitrary Dimension
本文第一部分在高维广义相对论的背景下分析了Kerr-Schild度量和扩展的Kerr-Schild度量。利用Newman-Penrose形式主义的高维推广和基于Weyl对齐零方向的存在性和多重性的时空代数分类,我们建立了Kerr-Schild同余的各种几何性质,确定了相容的Weyl类型,并在扩展的情况下讨论了曲率奇点的存在性.我们还提出了已知的精确解决方案承认这些克尔-Schild形式和构造一些新的使用Brinkmann翘曲产品。第二部分考虑了由二次曲率不变量组成的量子修正对Einstein-Hilbert作用量的影响,并研究了任意维下这些二次引力的精确真空解。我们调查类爱因斯坦时空和时空与零辐射项的Ricci张量满足真空场方程的二次引力,并提供这些度量的例子。
2012-04-02 gr-qc hep-th
The fluctuation spectra around a Gaussian classical solution of a tensor model and the general relativity
张量模型可以解释为动态模糊空间理论。本文用数值方法研究了任意维模糊平坦空间张量模型高斯经典解附近的涨落谱。我们发现,至少在数值研究的一维到四维范围内,低位低动量谱的动量分布与度规张量模广义相对论中的广义坐标变换的动量分布是一致的。这一结果表明,围绕该解的有效场论的描述方式与广义相对论相似。
2007-06-12 gr-qc hep-th
New frontiers in Numerical Relativity
解决二元黑洞时空的第一次尝试可以追溯到20世纪60年代,哈恩和林德奎斯特的开创性工作。尽管计算技术取得了巨大进步,许多研究小组也付出了巨大努力,但两个黑洞的轨道和合并的第一次稳定的长期演化直到40多年后的2005年才完成。从那时起,数值相对论领域已经成熟,并被广泛用于探索和揭示各种场景中的大量物理现象。在这篇论文中,我们通过探索这个领域的扩展到更高的维度,非渐近平坦的时空和爱因斯坦-麦克斯韦理论的新的前沿。首先,我们回顾了通常的形式主义和工具,包括“3+1”分解,初始数据的建设,BSSN的演变方案和标准波提取程序。然后,我们提出了一个降维的过程,允许使用现有的数值代码(有轻微的调整),以发展高维系统具有足够的对称性,并显示相应的结果,获得了5维正面碰撞的黑洞。最后,我们展示了黑洞在非渐近平坦时空和爱因斯坦-麦克斯韦理论中的演化。
2013-01-08 gr-qc hep-th
Parametrized Black Hole Quasinormal Ringdown Formalism for Higher Overtones
本研究聚焦参数化黑洞拟正则铃振形式体系的高次泛音,发现其拟正则频率与广义相对论的偏差随泛音阶数增大,可通过解析方法解释,该结论为利用拟正则模泛音约束引力理论提供了依据。
2024-05-30 gr-qc hep-th
Rotating Charged Black Strings in General Relativity
在四维静止时空中分析了具有宇宙学常数的Einstein-麦克斯韦方程组,其中附加了一个二维空间等距群$G_2$。找到了带电旋转开、闭黑弦解。
1996-05-28 gr-qc hep-th
Gravitational ringing of rotating black holes in higher-derivative gravity
我们研究引力扰动的缓慢旋转的黑洞在广义有效场论扩展的广义相对论,其中包括多达八个衍生条款。我们表明,两个薛定谔方程与自旋相关的有效势支配的奇,偶宇称主变量。这些方程被耦合用于宇称违反修正,由于它们在广义相对论中的等谱性,这种耦合甚至在高阶导数修正中的线性阶影响准正规模。我们提供的基本quasinormal模式的频率在线性顺序的自旋,我们希望通过未来的引力波观测高精度的现象学的变化的结果。
2021-11-04 gr-qc hep-th
The Two-Dimensional Analogue of General Relativity
三维或多维的广义相对论可以通过取Brans-Dicke理论中的极限$ω\rightarrow\infty$得到。在二维空间中,广义相对论是一个不可接受的理论。我们表明,二维最接近的模拟广义相对论是一个理论,也出现在极限$ω\rightarrow\infty$的二维Brans-Dicke理论。
1993-10-29 gr-qc
Categorical Geometry and the Mathematical Foundations of Quantum General Relativity
我们探讨了用更高范畴理论和拓扑理论取代点集拓扑作为量子广义相对论基础的可能性。我们讨论BC模型及其解释问题,并与因果网站的建设。
2006-03-01 gr-qc
Nonlinear/non-iterative treatment of EFT-motivated gravity
我们研究了广义相对论的一个高阶导数扩展,提出了一种完全非线性/非微扰的处理方法来构造初始数据,并研究了它在球对称下与无质量标量场耦合时的动力学行为.对于初始数据,我们比较所获得的解决方案,从替代治疗依赖于扰动(或迭代)的方法。对于这些数据的未来发展,我们实现了最近推出的方法,解决了数学病理带来的更高的衍生物。我们的解决方案表明,存在意想不到的现象-从广义相对论,以及偏离广义相对论的准正常模式行为的标量场散射的黑洞。
2020-06-19 gr-qc hep-th
Triply special relativity from six dimensions
我们表明,双狭义相对论的推广到一个弯曲的德西特背景,可以得到从一个六维时空上的位置和动量坐标的二次约束。
2008-07-14 gr-qc
Nonlinear Dynamics in General Relativity
Niels Bohr Institute(尼尔斯·玻尔研究所);University of Cambridge(剑桥大学);Bilkent University(比尔肯特大学)
本文研究了广义相对论中爱因斯坦-克莱因-戈登系统的非线性效应,揭示了高阶谐波生成、频谱展宽和聚焦现象,并探讨了其在引力波和黑洞合并中的意义。
2026-03-04 gr-qc hep-th
Plane symmetric gravitational fields in (D+1)-dimensional General Relativity
本文在(D+1)维广义相对论中研究平面对称引力场,给出正负宇宙学常数下的一般解,并讨论Rindler与Taub几何的边界匹配及有限厚度宇宙学常数薄层嵌入问题。
2024-06-19 gr-qc hep-th
Single-rotating Five-dimensional Near-horizon Extremal Geometry in General Relativity
本文在五维广义相对论中构造了一个仅含单个非零角动量的新近视界极端几何,其可具有非零有限熵,并通过极点处曲率奇点绕过了禁止此类解的唯一性定理。
2024-02-21 gr-qc hep-th
Higher dimensional black holes
本文综述了高维广义相对论的黑洞解。重点是固定的真空解决方案和最近的工作,这种解决方案的不稳定性。
2012-10-12 gr-qc hep-th
Are Parametrized Tests of General Relativity with Gravitational Waves Robust to Unknown Higher Post-Newtonian Order Effects?
引力波观测在揭示有关引力基本性质的新信息方面具有巨大潜力,但提取这些信息可能很困难。一种流行的技术是广义相对论的参数化螺旋检验(参数化后爱因斯坦框架的实现),其中引力波形,如爱因斯坦理论中计算的轨道速度的级数展开,在给定的速度阶数下参数化变形。然而,大多数当前的方法通常只分析数据,同时一次考虑单个特定的修改。那么,对于我们忽略更高的后牛顿阶修正,用一个单一的修改来放置约束是鲁棒的吗?我们在这里表明,对于广泛的理论,特别是那些承认后牛顿展开的理论,单参数检验确实是稳健的。特别是,通过一系列完整的贝叶斯参数估计研究几个不同的合成数据集,我们表明,单参数约束没有退化,而是改善了多个参数的列入,提供一个包括信息的数学结构的系列。然后,我们用一个特定的重力理论,位移对称标量高斯-邦纳理论,其中的波形已经计算出更高的后牛顿秩序比领先。我们表明,这些高阶项的列入加强单参数约束,而不是削弱他们,而且加强是非常温和的。因此,这一分析提供了强有力的证据表明,单参数后爱因斯坦测试的广义相对论是强大的忽略高后牛顿阶项的广义相对论变形。
2022-06-28 gr-qc
The impact of higher derivative corrections to General Relativity on black hole mergers
本文将 Emparan–Martínez 的极端质量比黑洞并合方法推广到高导数引力,并以 Einsteinian cubic gravity 为例分析耦合参数对并合时长与视界面积相对增量的影响。
2024-09-09 gr-qc
Black Hole Motion in Entropic Reformulation of General Relativity
我们考虑一个黑洞系统--广义相对论力学点粒子系统的最简单替代物--并试图借助熵作用来描述它们的运动:黑洞视界面积的总和。我们证明,这样的描述确实是一致的牛顿的运动和重力定律,模数值系数,重合,但似乎从统一不同。由于现代对广义相对论熵的重新表述的大部分讨论实际上是基于量纲的考虑,为了进行下一步,修改论证是至关重要的,以便这些无量纲参数获得正确的值。
2010-03-25 gr-qc hep-th
The universal Teukolsky equations and black hole perturbations in higher-derivative gravity
本研究将高导数引力中旋转黑洞微扰简化为普适Teukolsky方程的解耦径向方程组,给出通用计算策略,在六导数引力中复现线性阶角动量下的拟正模频率结果,且方法可用于高自旋并合后黑洞。
2023-07-23 gr-qc hep-th
Exact black strings and p-branes in general relativity
我们给出了一组新的具有负宇宙学常数的广义相对论的解析解,它描述了任意维数的黑弦和黑p-膜,$D$。的解决方案是支持最低限度的耦合,自由标量场,携带有限的能量密度。
2017-08-09 gr-qc hep-th
Relativity on two-dimensional spacetimes
在不作线性假设的情况下,得到了二维时空的洛伦兹变换。为了实现这一点,我们使用波动方程的不变性,这是最近被证明是等价的因果关系保持。
2013-07-26 gr-qc
Generalized Field Theoretical Approach to General Relativity and Conserved Quantities in Anti-de Sitter Spacetimes
提出了一个计算渐近$(d+1)$维反德西特时空总能量和角动量的新公式。该方法是基于一个扩展的领域理论的方法,广义相对论的情况下,有一个有效的宇宙学常数。一个$(d-1)$形式的$Ω$展示,当集成渐近$(d-1)$维边界表面,产生这些保守量的值。一旦渐近条件不被违反,计算是规范无关的。计算了一些已知的四维和五维解的总能量和角动量,与标准结果一致。
2000-05-23 gr-qc hep-th
On the Potential Observation of False Deviations from General Relativity in Gravitational Wave Observations from Binary Black Holes
对双黑洞发出的引力波的探测,可以在强场状态下检验广义相对论。具体地,可以通过将输入信号与包括与广义相对论的参数化偏差的波形模板进行比较来观察与广义相对论的偏差。然而,这些模板的广义相对论部分必须解释所有可预测的物理学。否则,缺失的物理学可能会被模板的“超越广义相对论“部分模仿,导致分析报告明显偏离广义相对论。目前的参数化测试采用的模板忽略了轨道偏心率和高阶模式等物理现象。在本文中,我们将展示如何省略更高的模式可能会导致错误的偏离广义相对论时,这些影响是足够强的。我们研究了这些偏差的程度作为质量比和轨道取向的函数。我们发现,显着的错误偏差,可以出现当前的测试时,由非对称双星的轨道角动量是正交的视线发射的信号进行。我们估计,先进的LIGO-Virgo网络在其设计灵敏度下运行,可以观察到虚假违规与$5 σ$以上的意义,每年一次。对于使用修改的波形模型的广义相对论的其他测试,预期有类似的结果。因此,我们强调精确的波形模型的必要性,其中包括高阶模式等物理效应,以信任未来的广义相对论测试。
2018-02-09 astro-ph.HE gr-qc
Fully extended BV-BFV description of General Relativity in three dimensions
我们计算的BV理论的三维广义相对论的扩展到所有更高的余维层-边界,角落和顶点-在BV-BFV框架。此外,我们表明,这种扩展是强等价的(非退化)BF理论在所有的余维。
2020-11-10 gr-qc hep-th math-ph
Two-Dimensional Black Holes and Planar General Relativity
利用带有宇宙学项的爱因斯坦-希尔伯特作用量导出了1+1维时空中的新作用量。证明了二维理论与广义相对论中的平面对称性是等价的。二维理论承认黑洞和自由介子,并具有类似于二维弦论的结构。由于通过构造这些解也可以解爱因斯坦方程,这样的理论可以将二维的结果带入四维的真实世界。特别是二维黑洞也是广义相对论中的黑洞。
1994-07-20 gr-qc
Improved gravitational-wave constraints on higher-order curvature theories of gravity
对致密双星的引力波观测使我们能够在强引力场和高动力场的情况下检验广义相对论(及其修正)。在这里,我们面对的广义相对论的两个扩展,动力学陈-西蒙斯和爱因斯坦-牛顿-高斯-邦纳理论,对引力波源的GWTC-1和GWTC-2目录的LIGO-Virgo合作。通过叠加单个事件的后验,我们将Einstein-Stenon-Gauss-Bonnet引力中耦合参数的平方根约束加强到$\sqrt{α_{\rm \tiny EdGB}} < 1.7$ km,但我们无法对动力学Chern-Simons引力施加有意义的约束。重要的是,我们还表明,我们的边界对于(i)广义相对论基础波形模型的选择(我们在此基础上添加修改),(ii)对广义相对论的修改中未知的后牛顿高阶项,(iii)小耦合近似,以及(iv)组成致密物体性质的不确定性是稳健的。
2021-08-02 gr-qc
Asymptotic Expansions and Bondi Positivity in Higher Dimensional Relativity
邦迪质量的正性已经在4维中得到了证明,但在更高的维度中这个问题仍然是开放的。本文件的形式主义已经发展到调查这一点,是非常适合于高维的情况。在零无穷远处,我们在共形高斯零坐标中对度规分量进行渐近展开,并利用真空爱因斯坦方程求解展开系数。我们发现简单的坐标公式的邦迪质量,新闻和通量的度量组件的膨胀系数。我们还对渐近对称的生成元作了展开,并得到了它的展开系数与度量分量的展开系数的表达式。我们对四维情形下的狄拉克方程的一个解作了旋量渐近展开,并用它给出了四维情形下邦迪质量为正的一个清楚的证明。对高维的推广已经被研究过了,但还没有解决:实际上,旋量质量在高维的情况下似乎是发散的,因为在无穷远处的极限中似乎是奇异的。这种明显的奇异项在我们的许多计算中是常见的,但在取极限之前一般可以证明为零。然而,目前还不清楚这是否可以在更高维度的旋量质量的情况下完成,因此需要进一步的研究。
2013-07-09 gr-qc
Numerical relativity simulation of GW150914 beyond general relativity
我们产生了第一个天体物理学相关的数值二元黑洞引力波形在一个更高的曲率引力理论超越广义相对论。我们模拟了一个系统的参数与GW 150914一致,第一个LIGO检测,在阶约化动力学陈-西蒙斯引力,一个理论与弦论和圈量子引力的动机。我们提出的合并和振铃波形,以及振铃准正常模式频谱的领导阶修正的结果。我们估计,这种校正可以区分在检测与信号噪声比$\gtrsim 180-240$,与精确值取决于在数据分析中使用的GR波形家族的尺寸。
2020-05-08 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Numerical Relativity in 3+1 Dimensions
数值相对论终于接近一个状态,在这个状态下,为了求解爱因斯坦方程,可以计算相当一般的(3+1)维数据集的演化。在简要介绍之后,简要评述了当前研究的三个热点:双星黑洞合并、强引力波的演化和中子星双星的位移条件。
1999-12-02 gr-qc
Improved parametrized test of general relativity using the IMRPhenomX waveform family: Including higher harmonics and precession
Université Catholique de Louvain(天主教鲁汶大学);Royal Observatory of Belgium(比利时皇家天文台);Nikhef – National Institute for Subatomic Physics(荷兰国家亚原子物理研究所);Utrecht University(乌得勒支大学);University of Birmingham(伯明翰大学)
利用IMRPhenomX波形家族改进广义相对论参数化测试,通过包含更高阶谐波和进动,减少系统偏差,分析O3b事件无GR违反证据。
2026-01-08 astro-ph.IM gr-qc