One-Loop Effective Action for Nonminimal Natural Inflation Model
最近和即将到来的实验数据，以及丰富的现象学的可能性，在低能量尺度（暴胀时代）的宇宙学中研究量子引力效应的兴趣激增。虽然普朗克尺度物理学还在发展中，但在弯曲时空中使用量子场论仍然有可能在相对低的能量下引入量子引力效应，这是普朗克尺度物理学的低能极限。我们使用Vilkovisky-DeWitt的协变有效作用量理论来研究最近提出的具有周期性非最小耦合的自然暴胀模型的量子引力修正。考虑背景标量场中高达二次阶的微扰修正，我们给出了在平势区有效的单圈有效作用量。
2019-05-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conservation laws in gravitational theories with general nonminimal coupling
本文用拉格朗日-诺特方法导出了物质与引力场非极小相互作用模型的守恒律。非最小耦合函数可以任意依赖于重力场强度。所得结果推广了以前的研究结果。广义守恒律为推导非最小耦合试验体的运动方程提供了基础。
2013-04-18 gr-qc
Equations of motion in scalar-tensor theories of gravity: A covariant multipolar approach
本文讨论了一大类标量-张量引力理论的扩展试验体的动力学。一个协变多极Mathisson-Papapetrou-Dixon类型的方法是用来推导运动方程的系统的方式为约旦和爱因斯坦制定这些理论。所获得的结果提供了框架，实验测试标量张量理论通过扩展的测试机构。
2014-11-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Covariant Galileon
我们考虑最近引入的“伽利略”场在动态时空。当伽利略被假定为最低限度地耦合到度量，我们强调，这两个领域的伽利略方程和度量涉及到三阶导数。我们表明，一个独特的非最小耦合的伽利略曲率消除了所有的场方程中的所有高导数，从而产生二阶方程，没有任何额外的传播自由度。由此产生的理论打破了原模型的广义“伽利略”不变性。
2009-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Conservation laws and covariant equations of motion for spinning particles
我们导出了一般引力模型的Noether恒等式和守恒律，其中物质和引力场具有任意相互作用。这些守恒律被用于建设的协变运动方程的测试机构的最小和非最小耦合。
2015-09-19 gr-qc hep-th
Heat kernel expansion for higher order minimal and nonminimal operators
建立了任意阶一般极小和非极小微分算子两点热核$\hat K(τ|x,x')$协变展开的系统计算方法。这是维度背景场对象的幂展开-算子的系数和相应的时空和向量束曲率，适用于重整化和有效场论应用。对于其主符号由协变拉普拉斯算子$(-\Box)^M$的任意幂$M>1$给出的极小算子，这个结果将著名的Schwinger-DeWitt（或Seeley-Gilkey）展开推广到真时$τ^{1/M}$的正负分数幂的无穷级数，由无量纲自变量$-σ(x,x')/2τ^{1/M}$的广义指数函数加权，取决于Synge世界函数$σ(x,x')$。该级数的系数由作用于两点平行输运张量的辅助微分算子链确定，而这些辅助微分算子链又由特殊递归方程的解确定。这些算子及其递归方程的推导是基于弯曲时空中的协变傅里叶变换。$τ$的负分数幂级数在重合极限$x'=x$内为零，这使得所提出的方法与Seeley-Gilkey的热核理论一致，并将其推广到热核对角线以外的区域$σ(x,x')\llτ^{1/M}$中的渐近展开式$τ\to 0$ . $\nabla^aσ(x,x')\llτ^{1/2M}$，$τ\to 0$。
2022-03-30 gr-qc hep-th
Prospects of detecting spacetime torsion
如何检测时空扭曲？本文为回答这一问题提供了理论依据。给出了在容许挠率的时空中具有非最小耦合的一类非常一般的引力理论的多极运动方程。我们的研究结果提供了一个框架，系统测试的整个类的理论与扩展的测试机构的帮助。非最小理论的一个令人惊讶的特征是，即使在用普通（非微结构）测试物质进行的实验中，它们对时空扭曲的潜在敏感性。
2014-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
An Argument for Nonminimal Higgs Coupling to Gravity
引力与标量场的耦合提出了许多有趣的原理问题，因为用协变导数代替普通导数所得到的通常的最小耦合是不可用的--它们在标量场上是相同的运算。拉格朗日量中与$ϕ^2 R$成比例的共形耦合以前已经被提出过，通常是为了保持无质量标量场的共形不变性，但代价是打破了等效原理。在这里，我们给出了直观的参数，这样一个长期的外观，由于标量粒子的经典世界线的波动。值得注意的是，这些论点恰恰给出了保持共形不变性所需的形式的修正。我们还表明，在标准模型中，希格斯场自然会有这样一个项，这在弱尺度物理学和引力之间建立了一种可能令人惊讶的联系。非最小耦合，无论是由量子修正引起的还是已经作为一个裸项存在的，都可以从希格斯粒子的宽度测量中得到限制，假设希格斯粒子是可以被检测到的。
2011-10-25 gr-qc hep-ph hep-th
Nonminimal couplings and preheating effects in $R^2$-Higgs inflation after ACT and SPT data
Indian Institute of Science Education and Research Berhampur（印度科学教育研究所贝尔汉普尔分校）
研究$R^2$-Higgs暴胀模型中维数四和六的非最小Higgs耦合对曲率标量$R$的影响，发现维数六算符可解释CMB+BAO联合分析偏好的标量谱指数增强，并通过戈德斯通模式产生引发快速预热。
2026-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Unraveling gravity beyond Einstein with extended test bodies
试验物体在重力作用下的运动与守恒定律密切相关。在广义相对论的背景下，这个众所周知的事实对于超越爱因斯坦理论的引力理论也是有效的。在这里，我们推导出一个非常大的类的引力理论与物质的一般非最小耦合的测试机构的运动方程。这些方程构成了未来系统检验其他引力理论的基础。我们的治疗是协变的，并概括了经典的Mathisson-Papapetrou-Dixon结果旋转（扩展）测试机构。尽管所考虑的理论具有非常普遍的性质，但无结构试验体的运动方程却出奇地简单。
2013-07-15 gr-qc
Covariant Equations of Motion Beyond the Spin-Dipole Particle Approximation
本文研究了广义相对论中N体的后牛顿动力学。利用N体系统弯曲时空流形上的整体坐标图和局部坐标图，利用Cartesian STF张量和Blanchet-Damour多极形式的数学工具，导出了具有任意质量和速度分布的N个扩展体的平移和旋转运动的协变方程.我们将物体的自场效应从外部引力环境中分离出来，并利用渐近匹配技术构造了有效的背景时空流形。通过适当选择偶极矩，使每个物体的质心的世界线与物体适应的局部坐标原点的世界线一致。应用爱因斯坦等效原理和费米-沃克线动量和自旋输运定律，得到了协变运动方程。我们的方法显着扩展了Mathisson-Papapetrou-Dixon协变运动方程超越自旋偶极粒子近似占整个无限集的内部多极的机构，这是引力耦合的曲率张量的背景流形和协变导数。我们的研究结果可用于更精确地预测吸气双星系统中扩展天体的轨道动力学，以及在高阶多极子之间的强引力相互作用起主导作用的并合阶段构造引力波模板。超越自旋偶极近似的后牛顿运动方程的协变理论是今后改进太阳系天体相对论性星历长期精度的坚实基础。
2019-02-15 gr-qc
Invariant conserved currents in generalized gravity
本文研究了在一般坐标变换下不变的引力理论的守恒律。这类模型包括爱因斯坦的广义相对论作为特例，以及它对非黎曼时空几何和非最小耦合的推广。我们证明了时空流形上的任意矢量场产生的电流密度在一定条件下是守恒的，并找到了相应的超势的表达式。对于一类包含几何与物质非最小耦合的模型，我们详细讨论了微分守恒律和用协变多极矩定义的守恒量。我们表明，运动方程的多极矩的扩展微结构测试机构导致保守的量，是密切相关的保守电流在场论框架。
2015-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitationally Induced Particle Production through a Nonminimal Torsion-Matter Coupling
我们研究了通过非最小挠率-物质耦合机制产生引力粒子的可能性。这个理论的一个有趣的特点是，物质能量-动量张量的发散并不完全消失。我们探索的物理和宇宙学的影响的不守恒的能量-动量张量通过使用开放系统的不可逆热力学在物质的存在下创建/湮灭的形式主义。粒子的产生率，压力，和共动熵的表达得到的协变制定和详细讨论。开放系统的热力学与引力场方程一起应用，导致标准$Λ$ CDM宇宙学范式的推广，其中粒子产生速率和压力被有效地视为宇宙学流体能量-动量张量的分量。我们考虑具体的模型，我们表明，宇宙学与扭转-物质耦合几乎可以完美地再现$Λ$ CDM的情况下，而它另外引起的粒子创建率，创建压力，并通过引力物质生产在低和高红移限制熵产生。
2021-07-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spinning bodies in General Relativity
本文描述了在试验粒子极限下弯曲时空中紧密自旋物体动力学的协变哈密顿形式。该结构允许一个大类的汉密尔顿帐户的具体性质和相互作用的旋转机构。讨论了极小和特定非极小哈密顿量的动力学性质。一个独立的推导的运动方程从一个适当的能量动量张量。它示出了如何获得运动常数，背景独立和背景依赖的。
2015-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Covariant Equations of Motion of Extended Bodies with Arbitrary Mass and Spin Multipoles
本文利用后牛顿引力标量张量理论的近似，结合笛卡尔STF张量和Blanchet-Damour多极形式，导出了N个质量和速度任意分布的扩展体的平动和转动运动方程。我们假设时空可以被一个在无穷远处为闵可夫斯基的全局坐标图所覆盖。我们还介绍了N个本地坐标图表适应每个机构，并涵盖了有限域的空间周围的身体。每个天体的引力场由天体质量的无限集合和N-1个天体的自旋多极子和潮汐多极子参数化。通过适当选择物体的引力场的内外偶极矩，使局部坐标的原点沿物体质心的加速世界线移动。通过对微观物质方程的积分，应用渐近匹配方法，导出了平动和转动运动方程。匹配也被用于分离后牛顿自场效应从外部引力环境和构造有效的背景时空流形。它使我们能够提出的平移和旋转运动方程的协变形式，利用爱因斯坦的等效原理。我们的方法显着推广的Mathisson-Papapetrou-Dixon协变方程的运动方面的身体的多极子和后牛顿条款考虑的数量。本文导出的平动和转动运动方程包含了天体的质量和自旋多极子的无限集合，可用于更精确地预测吸气双星系统中扩展天体在合并前的轨道动力学。
2019-04-06 gr-qc
Equations of motion in metric-affine gravity: A covariant unified framework
导出了度量仿射引力中广义变形体的运动方程。从广义坐标变换下作用的不变性导出的守恒律，被用作讨论扩展变形试验体动力学的出发点。利用协变方法，基于Synge的世界函数，得到了任意耦合守恒流系统的主运动方程。这个统一的框架，然后应用到度量仿射重力。我们确认和扩展以前的研究结果，特别是，我们再次证明，它是唯一可能的检测后黎曼时空几何的普通（非微结构）的测试机构，如果重力是nonminimally耦合到物质。
2014-10-21 gr-qc
Nonminimal couplings, gravitational waves, and torsion in Horndeski's theory
Horndeski拉格朗日量汇集了引力与标量场之间所有可能的相互作用，从而产生四维时空中的二阶场方程。正如最初提出的那样，它只涉及没有挠率的现象学，挠率是几何的非黎曼特征。由于挠率可以潜在地影响有趣的现象，如引力波和早期宇宙膨胀，在本文中，我们允许挠率存在和传播的Horndeski框架内。为了实现这一目标，我们投下的Horndeski拉格朗日在嘉当的一阶形式主义，并引入波算子的设计行为协变的p型领域进行洛伦兹指数。我们发现，非最小耦合和二阶导数的标量场的拉格朗日量确实是通用的来源扭转。度规扰动耦合到背景扭转，出现新的扭转模。这些可以通过引力波检测到，但不能通过杨-米尔斯规范玻色子。
2017-09-11 gr-qc math-ph math.MP
Lorentz Covariant Theory of Light Propagation in Gravitational Fields of Arbitrary-Moving Bodies
建立了光在N体系统（弱）引力场中传播的洛伦兹协变理论。该理论是基于Lienard-Wiechert介绍的度量张量。应用了一种根据延迟时间参数积分轻粒子运动方程的新方法。在一个关于万有引力常量G的线性近似下，用光传播方程进行积分，进而得到了光线受扰轨迹的切矢量的一个延迟时间瞬变函数表达式。导出了相对论性时间延迟、光偏转角和引力红移的一般表达式。他们推广了以前已知的结果的情况下，静态或均匀运动的机构。最重要的应用理论给出。其中包括引力透镜方程中速度相关项的讨论、双星中的Shapiro时间延迟以及太阳系非平稳引力场中射电和光学天体测量数据处理的广义相对论算法的精确理论公式。最后，制定了未来的理论工作是重要的天体物理应用的建议。
1999-09-11 astro-ph gr-qc physics.optics
Equivalence principle in scalar-tensor gravity
我们提出了一个直接确认的有效性的等效原理的非结构测试机构在标量张量引力。我们的分析是补充以前的方法和有效的一大类标量张量引力理论。一个协变的方法是用来推导运动方程的系统的方式，并允许通过扩展的测试机构的标量张量理论的实验测试。
2015-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The generally covariant meaning of space distances
我们提出了一个协变和几何框架来介绍空间距离，因为它们是由天文学家使用。特别是，我们将空间距离的定义从事件之间使用的定义扩展到具有视界和奇点的非测试体，以便该定义延伸到视界，并且与用于测量它们的协议相匹配。我们提出的定义可以用于标准的广义相对论，虽然它直接扩展到外尔几何，包括一些修改的理论，特别是扩展的理论。
2020-11-12 gr-qc hep-th
Covariant formulation of scalar-torsion gravity
我们考虑一个广义的远程平行引力理论，其中的作用包含一个任意函数的扭转标量和标量场，$f(T,ϕ)$，从而涵盖的情况下，$f(T)$重力和nonminimally耦合标量场作为子类。当除了四分体之外，还允许有平坦但非平凡的自旋连接时，这个作用显然是洛伦兹不变量。我们推导出场方程，并演示了如何反对称的四元方程的一部分是自动满足时，自旋连接方程。自旋连接方程是协变公式的重要组成部分，因为它决定了与给定四分体相容的自旋连接。我们讨论了如何在一般情况下解决自旋联系方程，并提供了宇宙学和球对称的例子。最后，我们将理论推广到任意数量的标量场。
2018-05-04 gr-qc
Particlelike solutions in modified gravity: the Higgs monopole
希格斯暴胀由于其简单性和预测能力在过去几年中受到了极大的关注。这个模型的关键是酉规范场与引力的非最小耦合。因此，这个理论实际上是引力的标量-张量修正，也需要在暴胀的能量标度下进行研究。出于这一目标，我们研究了大量的分析和数值细节的静态和球对称的解决方案的运动方程中存在的标准重子物质，称为“希格斯单极子”，并在1305.2640。这些粒子解可能在具有墨西哥帽势的张量-标量引力中自然产生，并且是唯一具有有限经典能量的全局正则渐近平坦解。当势的参数取为标准模型的参数时，我们发现与广义相对论的偏差非常小，特别是对于天体物理大小和密度的物体。这允许推导出一个简化的描述，其中球形物质分布内部的度量可以近似为广义相对论的标准度量。我们研究了这些单极子的性质如何依赖于引力的非最小耦合强度以及重子质量和紧度。一个重要的和原始的结果是希格斯场的共振放大机制的存在，在大的非最小耦合中发挥作用。我们表明，这种机制可能退化到发散的希格斯场，揭示了存在的半径和重子能量密度的禁止组合。
2014-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Einstein Spaces Modeling Nonminimal Modified Gravity
爱因斯坦引力中的非对角真空和非真空位形可以模拟$f(R,T,R_{μν}T^{μν})$型修正引力理论的物理效应。为了证明这一说法，精确和近似的解决方案构造的审查，其中编码的协变Hoenava型引力与动力学洛伦兹对称性破缺的某些模型。研究了相应的可能存在非完整形变的FLRW宇宙动力学以及与标准$Λ$ CDM宇宙密切相关的某些作用量的重建过程.非对角广义德西特宇宙的构建是通过非线性引力极化的基本物理常数和模型与非恒定的外来流体和有效物质的相互作用。这种非对角变形（修改）重力理论中可能的物质不稳定性的问题进行了简要讨论。
2015-06-26 gr-qc math-ph math.MP
Curvature-matter couplings in modified gravity: from linear models to conformally invariant theories
在这一过程中，我们审查修改后的引力理论与任意函数的标量曲率和物质的拉格朗日密度之间的曲率物质耦合。这种显式的非最小耦合导致能量-动量张量的非零协变导数，这意味着非测地线运动，从而导致额外力的出现。在这里，我们探索的物理和宇宙学意义的能量-动量张量的不守恒，通过使用开放系统的不可逆热力学在物质的存在下创建/湮灭的形式主义。粒子的产生率，压力，和共动熵的表达得到的协变制定和详细讨论。与引力场方程一起应用，开放系统的热力学导致了标准$Λ$ CDM宇宙学范式的推广，其中粒子产生速率和压力被有效地认为是宇宙学流体能量动量张量的组成部分。此外，我们还通过假设一个形式为$L_m\tilde{R}^2$的耦合项，简要介绍了共形二次Weyl引力中曲率与几何的耦合，其中$L_m$是普通物质的拉格朗日量，$\tilde{R}$是Weyl标量.耦合明确满足理论的共形不变性的要求。用辅助标量场和外尔标量表示$\tilde{R}^2$，引力作用量可以在里奇标量中线性化，从而在黎曼空间中导出共形不变的$f\left(R,L_m\right)$型理论，其中物质拉格朗日量与几何非极小耦合。
2022-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Generalized Carter constant for quadrupolar test bodies in Kerr spacetime
本文证明在Kerr时空中，具有黑洞自旋诱导四极耦合的自旋试验体存在一个广义Carter常数，该常数在自旋二阶微扰下守恒；但对中子星等一般致密天体的四极耦合，证明此类守恒量不存在。
2023-10-26 gr-qc
Invariant conserved currents in gravity theories with local Lorentz and diffeomorphism symmetry
讨论了引力理论在一般坐标和局部洛伦兹变换下的守恒律。我们证明了制定这些守恒律在许多协变和noncovariant（ly期待）的方式的可能性。一个有趣的数学事实的基础上这样的多样性：有一定的模糊性的定义（洛伦兹）协变推广的通常李导数。利用这种自由，我们开发了一个通用的方法来建设的任意矢量场的时空所产生的不变的守恒电流。这是在任何维度，任何拉格朗日的引力场和（最小或非最小）耦合的物质场。发展的“正则化通过relocalization”计划是用来获得有限的守恒量的渐近非平坦的解决方案。我们说明了我们的形式主义是如何工作的一些明确的例子。
2006-08-30 gr-qc hep-th
Mass, Charge and Motion in Covariant Gravity Theories
以前的工作建立了一个普遍形式的运动方程的小机构在理论的度规和其他张量场，有二阶场方程以下的协变拉格朗日在四维时空。两个不同理论中“同一”物体运动的差异完全是由这些不同理论中物体有效质量和电荷的差异所解释的。在此之前，计算特定物体的质量和电荷的过程是隐含的，需要时在每个特定的理论中确定。我现在得到明确的表达式的质量和电荷的机构作为表面积分的领域，它产生的，其中被积函数是从辛电流构造的理论。这使得计算一个小物体运动的整个处方可以用几行文字写下来，以一种跨物体和理论的通用方式。为了简单起见，我只限于标量场和向量场（除了度规之外），但处理高阶张量场没有障碍。我明确地应用该处方来计算爱因斯坦引力、广义Brans-Dicke理论（在Jordan和Einstein框架中）、爱因斯坦-麦克斯韦理论和Will-Nordvedt矢量张量理论中各种体型的具体方程。在标量张量的情况下，这澄清了Eardley和其他人定义的“灵敏度”的起源和含义，并提供了明确的公式来评估它们。
2013-05-31 gr-qc hep-th
Conservation laws in gravity: A unified framework
我们研究一般的度量-仿射引力理论，其中度量和联系是两个独立的基本变量。在这个框架中，我们使用拉格朗日-诺特方法推导出的身份和守恒定律，对应于一般坐标变换下的作用的不变性。所得到的结果被应用到广义模型与非最小耦合的物质和重力，与耦合函数，任意依赖于协变的引力场变量。
2014-06-24 gr-qc hep-th
Covariant variation for point-particle Lagrangians
School of Mathematical and Physical Sciences, Macquarie University（麦考瑞大学数理科学学院）；Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院）
本文通过区分不同类型的变分并定义协变变分，简化了广义相对论中扩展体（如自旋粒子）运动方程的变分推导，并给出了光传播零粒子模型的简单拉格朗日量。
2026-06-25 gr-qc
Covariant Quantum Gravitational Corrections to Scalar and Tensor Field Models
最近和即将到来的实验数据，以及丰富的现象学的可能性，在宇宙学研究的量子效应在低（暴胀时代）能量尺度的兴趣飙升。求协变量子修正的方法之一是具有规范不变和背景场不变的DeWitt-Vilkovisky（DV）协变有效作用量形式。我们使用DeWitt-Vilkovisky方法来研究弯曲时空中量子场的形式和宇宙学方面，并在宇宙学背景下研究量子引力修正。本文主要由两部分组成。我们首先研究了秩2反对称张量场在超弦模型的低能极限中的形式特征，特别是在有和没有自发洛伦兹破坏的情况下的量子化和量子等价性质。对于规范参数具有附加对称性的规范理论，有效作用量是广义的。当应用于自发Lorentz破坏的反对称张量场模型时，发现由于Lorentz破坏项的存在，与矢量理论的经典等价性在单圈水平上失效.本论文的最后一章是探索DV方法在早期宇宙学中的应用。受最近提出的非最小自然暴胀模型的启发，我们微扰地计算了标量场模型的协变单圈量子引力有效作用量。考虑到有限的修正，有效的潜力进行评估，和一个数量级的估计的单圈修正揭示了引力和非引力修正具有相同或可比的幅度。
2020-07-26 gr-qc hep-th
Motion of Small Bodies in Classical Field Theory
我展示了优先级如何使用R。瓦尔德在广义相对论中关于测地运动的理论可以推广到四维时空中度量场和其他张量场的经典场论，这些场1）是二阶的，2）是从一个自同态协变的拉格朗日量导出的。该方法是考虑一个参数家庭的解决方案，满足一定的假设，旨在反映存在的身体的大小，质量和各种费用同时缩放到零的场方程。(That这样的解的存在对我们的结果所适用的理论类别施加了进一步的限制。）假设只适用于物体外的时空区域，因此结果既适用于黑洞，也适用于普通物体。由收缩、消失的天体“留下”的世界线被解释为它的最低阶运动。这个世界线的方程来自于理论的“比安奇恒等式”，除了二阶外，没有使用场方程的任何性质。因此，一个理论的力定律的形式只取决于它的各种张量场的秩，而场方程只与从外场确定特定物体的电荷有关。我明确地推导出标量场和矢量场情况下的力定律（和质量演化定律），并给出高阶情况下的配方。注意，矢量力定律相当复杂，只有在麦克斯韦规范对称性存在的情况下才能简化为洛伦兹力定律。结果的例子应用是超越牛顿极限的“变色龙”物体的运动，以及（经典）非阿贝尔规范理论中物体的运动。我还对标度在物体运动普遍性的出现中所起的作用作了一些评论。
2010-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Multipolar test body equations of motion in generalized gravity theories
我们给出了一个概述的多极运动方程的扩展测试机构的广泛的引力理论超出了标准的广义相对论框架的推导。所涵盖的理论类别范围从简单的广义广义相对论，例如，包括额外的标量场，理论与额外的几何结构，这是需要的微结构物质的描述。我们的统一框架甚至允许处理与物质的非最小耦合的理论，从而对非常广泛的引力理论进行系统的测试。
2015-05-07 gr-qc hep-th
Lorentz Covariant Theory of Precise Doppler Measurements
描述了基于爱因斯坦方程的延迟Liénard-Wiechert解的精确多普勒测量（PDM）的洛伦兹协变理论。得到了任意运动物体场中光传播方程的精确解，大大扩展了PDM新理论的适用范围。给出了引力频率偏移的解析表达式。更详细地描述了引力透镜中多普勒观测和航天器多普勒跟踪的极限情况。我们还介绍了PDM的后牛顿理论，该理论是为研究近距离光学双星和大质量行星系统中的相对论效应而发展的。
1999-11-22 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Generalized curvature-matter couplings in modified gravity
在这项工作中，我们回顾了大量的广义曲率物质耦合的引力修正理论。例如，标量曲率$R$和物质的拉格朗日密度的任意函数之间的显式非最小耦合，导致能量-动量张量的非零协变导数，这意味着非测地线运动，从而导致额外力的出现。应用到宇宙学的背景下，这些曲率物质耦合导致有趣的现象，在那里人们可以获得一个统一的描述宇宙学的时代。我们还考虑了银河系平坦自转曲线的行为可以在曲率-物质耦合模型的框架下得到解释的可能性，其中引力场方程中的额外项修改了测试粒子的运动方程，并引起了补充的引力相互作用。除此之外，这些模型对于描述暗能量-暗物质的相互作用，以及解释晚期宇宙加速是非常有用的。
2014-07-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Spinning bodies in curved space-time
在实验粒子极限下，研究了弯曲时空中中性和带电自旋体的运动。我们使用一个封闭的协变泊松-狄拉克括号制定，它允许不同的选择的哈密顿运动方程。我们推导出运动常数存在的条件，并将其应用于球对称时空的情形。我们表明，在史瓦西或Reissner-Nordstrøm背景下，在稳定轨道上的旋转天体的近星点不仅进动，而且径向变化。通过分析圆周运动的稳定性条件，我们发现最内层稳定圆轨道（ISCO）作为自旋的函数。结果表明，对于增加的顺时针自旋，ISCO存在一个绝对下限。最后，我们建立的运动方程也可以从爱因斯坦方程使用适当的能量动量张量自旋粒子。
2016-02-15 gr-qc
Extended $f(R,L_m)$ gravity with generalized scalar field and kinetic term dependences
我们推广了以前的工作，考虑一个新的引力模型与一个任意函数的Ricci标量，物质拉格朗日密度，一个标量场和一个动力学项构造的梯度的标量场，分别给出的作用。得到了度规形式中的引力场方程，以及由应力-能量张量的协变发散推导出的测试粒子的运动方程。进一步探讨了标量场和物质拉格朗日量之间具有非最小耦合的具体模型。我们强调，这些模型是非常有用的描述之间的相互作用暗能量和暗物质，并解释晚时间宇宙加速。
2013-01-23 astro-ph.CO gr-qc
Torsion fields generated by the quantum effects of macro-bodies
我们通过假设所有物质（包括宏观物体）都具有量子效应来推广爱因斯坦的广义相对论（GR）。一个合适的理论来完成这一任务是规范理论重力（GTG）的剑桥小组开发。GTG是一种"自旋-扭转”理论，根据该理论，引力效应由一对定义在平坦闵可夫斯基背景时空上的规范场来描述。物质的内容完全由狄拉克旋量场描述，物质的量子效应被确定为由旋量场导出的自旋张量。物质自旋的存在导致了在时空上定义的挠率场。挠率场起着玻姆量子势的作用，玻姆量子势是一种排斥力，而引力势是吸引力。等效原理在这个理论中仍然是必不可少的，因此GR被降级为局部近似理论，其中量子效应（扭转）可以忽略不计。作为一个玩具模型，我们假设宏观物质的内容可以描述的协变狄拉克方程，并将此理论应用到最简单的径向对称和静态引力系统。因此，凭借宇宙学原理，我们被引导到一个静态的宇宙模型，其中哈勃红移产生于扭转场。
2022-12-13 astro-ph.CO gr-qc
N-body next-to-leading order gravitational spin-orbit interaction via effective field theory
Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所）
本文基于后牛顿有效场论，推导了N体系统中自旋轨道势能和哈密顿量，扩展了二体情况下的有效场论处理至任意N体。通过两种方法得出结果，验证了与Hartung和Steinhoff的ADM N体哈密顿量一致。
2026-05-14 gr-qc hep-th
The Motion of Test Bodies around Kerr Black Holes
本文研究克尔黑洞周围具有自旋诱导四极矩的致密试验体运动，系统综述测地线运动、推导MPD方程及其守恒量，并建立协变哈密顿表述，在自旋一阶下通过Hamilton-Jacobi方程重现运动常数。
2023-07-05 gr-qc hep-th
ADM canonical formalism for gravitating spinning objects
在广义相对论中，自旋经典粒子系统被实现为Arnowitt，Deser和Misner的正则形式[1]。的实施是一个对称的应力-能量张量的帮助下，而不是一个4维的协变作用泛函。该方法适用于单自旋变量中的线性项和引力自旋相互作用部分中的次领先阶近似。出现在哈密顿量中的自旋粒子的场源项是从它们在具有正则变量的闵可夫斯基空间中的表达式通过3维协变推广以及从弯曲时空应力能量张量的投影的适当移位中获得的，该投影最初在协变自旋补充条件内给出。应用的坐标条件是由Arnowitt，Deser和Misner引入的广义各向同性条件。作为应用，重新推导了Damour，Jaranowski和Schaefer [2]最近得到的具有次领先级引力自旋轨道耦合的两自旋致密体的哈密顿量，并给出了在[3]中首次给出的次领先级引力自旋（1）-自旋（2）哈密顿量的推导.
2009-10-31 gr-qc
The strong equivalence principle from gravitational gauge structure
引力自相互作用被假定为由作用于黎曼-克里斯托弗场强度的协变导数决定。一旦被加到度规理论上，这个杨-米尔斯规范约束将引力质量和惯性质量的相等性扩展到引力结合能不可忽略的致密体。应用于广义的Brans-Dicke理论，它挑出一个张量理论和一个标量理论的引力，但也提出了一种方法来实现一个最小的违反强等效原理。
2007-05-22 gr-qc hep-ph
Parametrized Post-Newtonian Theory of Reference Frames, Multipolar Expansions and Equations of Motion in the N-body Problem
我们讨论了一类标量-张量引力理论中参数化后牛顿（PPN）形式的协变推广。它包括一个孤立的N体天文系统的全局和局部（类费米）参考系的精确构造以及这些参考系中引力场的PPN多极分解。我们推导出PPN方程的平移和旋转运动的扩展机构，考虑到所有的引力多极和分析的相对论动力学，可以是重要的，在最新阶段的轨道演化的合并的二元系统的身体有限尺寸的影响。我们还调和了国际天文学联合会2000年决议的广义相对论参考系在太阳系与PPN运动方程的JPL星历中使用的太阳系天体。
2006-05-24 astro-ph gr-qc math-ph
Nonlinear Dissipative Forces in Celestial Motion Using the Method of Multiple Scales
本文在广义相对论框架下，通过引入密度相关项推导修正线元并结合多尺度方法，研究引力摩擦（GF）对天体进动的影响，成功约束水星附近介质密度，为广义相对论纳入耗散机制提供新途径。
2024-11-27 astro-ph.EP astro-ph.SR gr-qc
Symplectic mechanics of relativistic spinning compact bodies II.: Canonical formalism in the Schwarzschild spacetime
本文在史瓦西时空中构建了包含线性自旋修正的正则坐标系，推广经典 Andoyer 变量，给出作用量-角度坐标与规范不变频率的显式公式，并验证了圆轨道情形下的有效性。
2024-11-20 gr-qc nlin.SI
Strong field effects on binary systems in Einstein-aether theory
“爱因斯坦-以太”理论是一种包含动力学优选框架的广义协变引力理论。本文继续研究这一理论对脉冲双星系统运动的影响，并考虑了中子星附近强场的影响。这些影响包括通过一个有效的方法，通过治疗的非标准的，速度相关的相互作用参数化的无量纲的“敏感性”的点粒子的紧凑机构。有效的后牛顿运动方程的机构和辐射阻尼率的确定。需要更多的工作来计算给定流体源的灵敏度值，因此理论的耦合常数的精确约束还不能说明。然而，它示出，强场效应将被忽略不计，目前的观测不确定性，如果无量纲的耦合小于约0.01和两个条件相匹配的PPN参数的纯广义相对论施加。在这种情况下，弱场的结果就足够了，并意味着耦合的另一个条件。因此，存在一个单参数的爱因斯坦-以太理论族，它具有“足够小”的耦合，通过了所有当前的观测测试。对于大型联轴器还不能得出结论。
2008-09-23 gr-qc
General theory of swimming in curved spacetimes
本文建立弯曲时空中游泳的协变理论，将广义相对论中轻质铰接物体的运动映射为狭义相对论问题，并证明快速周期下的简单几何相位位移仅在特殊条件下成立。
2025-06-10 gr-qc
Coupling elastic media to gravitational waves: an effective field theory approach
本文利用现代有效场论方法，在广义协变弹性理论框架下推导了高频引力波与弹性介质的相互作用，修正了Dyson的经典结果，并阐明了TT框架与固有探测器框架间的转换，为月球引力波天线灵敏度计算提供理论基础。
2024-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dynamics of expansion of the Universe in model with the additional coupling between dark energy and dark matter
本文研究了具有非最小耦合动力学暗能量的均匀各向同性宇宙的膨胀动力学及其各分量的演化。暗能量和宇宙的其他成分一样，可以用状态方程（EoS）$p_ {de}=wρ_{de}$来描述，其中EoS参数$w$依赖于时间，并通过假定为常数的绝热声速的平方$c_{ a}^2$来参数化。基于广义协变守恒方程和Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker度规下的Einstein方程，我们分析了在两种相互作用下暗能量和暗物质的能量密度的演化和宇宙膨胀的动力学：正比于暗能量和暗物质密度之和的相互作用和正比于暗能量和暗物质密度之积的相互作用.对于第一种相互作用，得到了暗能量和暗物质密度的解析表达式，并进行了详细的分析。第二种是基于能量动量守恒方程的数值解，分析了宇宙隐藏成分的密度演化。对于这些模型的某些参数值，暗分量的能量密度变为负值。所以为了确保密度总是正的，我们对两个模型的相互作用参数都施加了约束。
2017-12-01 gr-qc
