A computational approach to the twin paradox in curved spacetime
尽管孪生“悖论”是狭义相对论教学中的一个主要组成部分,但在广义相对论的课程中通常不进行研究。由于这个问题的分析解决方案的复杂性,悖论往往被完全忽视,学生们对时间的相对论行为的理解不完整。本文概述了一个项目,在悉尼大学的本科物理学生,在其中一个新的计算方法,以预测经历了一个双胞胎以下的两个给定的时空坐标之间的一些路径的时间。通过使用这种方法,可以让学生们清楚地知道,在弯曲时空中遵循测地线并不总是导致最大的经验真时。
2016-06-07 gr-qc
On the twin paradox in static spacetimes: I. Schwarzschild metric
受Abramowicz和Bajtlik提出的一个猜想的启发,我们重新考虑了静态时空中的孪生子佯谬。根据洛伦兹几何中的一个著名定理,两个给定点之间的最长类时世界线是唯一的测地线,在连接两点的线段上没有与初始点共轭的点。我们计算适当的时间静态双胞胎,双胞胎在一个圆形轨道(如果它是一个测地线)周围的对称中心和双胞胎外出和进入径向类时测地线旅行。我们表明,径向测地线世界线上的双胞胎总是最古老的,我们明确地找到了相关段外的共枕点(如果它们存在)。由于它是自己的数学兴趣,我们发现一般雅可比向量场的测地线正在考虑中。在第一部分的工作,我们调查史瓦西几何。
2012-03-04 gr-qc
Adding to the paradox: the accelerated twin is older
我们讨论一个相当令人惊讶的版本的双胞胎悖论,其中(与熟悉的经典版本相反)双胞胎谁加速是老的团聚比他从来没有加速的兄弟。
2009-05-14 gr-qc physics.class-ph
The 'twin paradox' in relativistic rigid motion
相对论刚性运动为所谓的“孪生悖论”提供了一个新的版本,即比较一艘很长的宇宙飞船上两名宇航员的年龄。虽然总有一个瞬时惯性系,在这个惯性系中,整个宇宙飞船是刚性的,同时处于静止状态,但当双胞胎位于宇宙飞船的遥远部分时,他们的年龄是不同的,这是沿着他们各自的世界线测量的。年龄或适当时间的差异取决于宇航员之间休息的距离和开始到结束之间的速度差异。年龄差异与宇航员之间传输的光信号的相对多普勒频移的关系,以及将共同年龄(适当时间)分配给复杂的、空间扩展的相对论系统的可能性的影响,也进行了讨论。解决了刚性加速宇宙飞船两端同时发射的光信号同时到达的条件。
2017-01-09 gr-qc
A Quantum Twin Paradox
古典双胞胎paradise是广泛处理的文学和巧妙地解决。此外,众所周知,当观察两个相对于彼此提升的系统时,时空中的量子测量的同时效应的概念会导致因果行为的一些差异。然而,这些差异一直被认为不会导致任何明显的悖论,除了违反自由意志假设。在本文中,我们建议,使用局部的t轴,在整个空间,作为轴的量子测量被认为是同时的,我们确实达到了一种真正的“孪生粒子”。解决这个悖论需要在协变量子理论中引入整体真时。
2011-02-09 gr-qc quant-ph
The twin paradox: the role of acceleration
双胞胎悖论,从两个双胞胎可能因为他们的相对运动而年龄不同的想法中唤起,自从1906年首次描述以来,狭义相对论被发明的第二年,一直被研究和解释。可以这样问:“还有什么要说的吗?“很明显,加速度起着一定的作用,但这一作用在很大程度上被忽视了,因为在一个优选的参考系中,计算双胞胎的相对年龄差时不需要加速度。事实上,如果试图从经历加速的双胞胎的观点来计算年龄差异,那么加速的作用是至关重要的,不能被忽视。在解决孪生子悖论的过程中,加速度的作用被贬低到了一种程度,以至于它被当作一种转移注意力的东西。这是一个错误,表明对孪生子悖论的明显误解。
2018-07-05 gr-qc physics.class-ph
The twin paradox and Mach's principle
讨论了孪生佯谬中的绝对运动问题。它表明,各种版本的时钟悖论功能马赫可能已经赞赏的一些方面。然而,时钟行为的最终原因必须归因于时空的自治状态,从而证明马赫所倡导的关系程序是不可行的。
2011-11-23 gr-qc physics.class-ph
Time, Topology and the Twin Paradox
孪生子悖论是与爱因斯坦相对论相关的最著名的思想实验。一名宇航员乘坐高速火箭进入太空,回到家后发现他比留在地球上的双胞胎还年轻。这个结果似乎令人困惑,因为情况似乎是对称的,因为居家双胞胎可以被认为是相对于旅行者完成了旅行。因此,它被称为“悖论”。事实上,在无限平坦空间的狭义相对论中,并不存在矛盾,表观佯谬有一个简单的解决方案。在广义相对论(处理引力场和弯曲时空)中,或者在超球面或多连通有限空间等紧凑空间中,悖论更为复杂,但它的解决提供了关于时空结构和惯性参考系之间等效性的限制的新见解。
2009-10-30 gr-qc physics.class-ph
The twin paradox on the photon sphere
我们考虑孪生子悖论的一个新版本。双胞胎沿着相同的圆形自由光子路径围绕史瓦西中心运动。在这种情况下,尽管它们的速度不同,但所有双胞胎都有相同的非零加速度。在圆形光子路径上,孪生情形之间的对称性不是被加速度打破的(就像经典的孪生佯谬那样),而是被绝对静止标准(类时基灵矢量)的存在打破的。相对于静止的标准,具有较高速度的双胞胎在团聚时更年轻。这非常类似于最近巴罗和莱文在孪生子悖论的背景下考虑的紧凑(非平凡拓扑)3-D空间中的周期运动的情况,除了所有孪生子的加速度等于零,并且在这里考虑的情况下,3-D空间具有平凡拓扑。
2006-12-11 astro-ph gr-qc physics.pop-ph
On Radar Time and the Twin `Paradox'
在本文中,我们适用于雷达时间的概念(普及邦迪在他的工作中的k-演算),著名的相对论双胞胎“悖论”。雷达时间被用来定义一类旅行双胞胎的超曲面的一致性,从“立即转身”的情况下,通过“逐渐转身”的情况下,“均匀加速”的情况下。我们表明,这种定义的一致性是独立的坐标的选择,并分配一个唯一的时间到任何事件(旅行双胞胎可以发送和接收信号),解决一些常见的误解。
2002-03-06 gr-qc hep-th
Twin-paradox and Entanglement
Indian Institute of Technology Bombay(印度理工学院孟买分校);Indian Institute of Technology Madras(印度理工学院马德拉斯分校)
本文研究了量子探测器在狭义相对论中的双生子悖论,并探讨了加速度方向变化对探测器响应和纠缠的影响,可能对黑洞时空有相关性。
2025-12-11 gr-qc hep-th quant-ph
The twin paradox in compact spaces
双胞胎以恒定的相对速度旅行,每个人都会看到对方的时间膨胀,这导致了一个明显的悖论,即双胞胎都认为对方的年龄更慢。在一个有限的空间里,这对双胞胎可以都在惯性的周期轨道上,这样当他们的轨道交叉时,他们就有机会比较他们的年龄。正如我们所展示的,他们会在各自的年龄上达成一致,避免悖论。分辨率依赖于由空间的拓扑挑选出的优选框架的选择。
2001-01-02 astro-ph gr-qc math-ph
Secure communication in the twin paradox
两个用户之间的信道容量受到相对论效应的影响。在接收端存在固定噪声的情况下,“慢老化”和“快老化”观测器之间出现了不对称性,可以用来进行私密通信传输。我们讨论了一些模型的用户在重力井和孪生悖论的情况下。
2011-04-07 gr-qc physics.class-ph quant-ph
Homotopy symmetry in the multiply connected twin paradox of special relativity
在多连通空间中,狭义相对论孪生子佯谬的两个孪生子以恒定的相对速度运动,并在没有加速度的情况下第二次相遇。这对双胞胎的情况似乎是对称的,尽管由于时间膨胀,其中一个需要更年轻。在这里,双胞胎世界线的同伦类打破了表观对称性的建议是使用时空图重新检查。发现每一个孪生子都找到自己的空间路径具有零缠绕指数,而另一个孪生子的空间路径具有1缠绕指数,即孪生子的世界线的相对同伦类是对称的。虽然双胞胎的表观对称性实际上被非有利双胞胎非同时识别空间域边界的需要打破,但如果她只测量两个双胞胎投影世界线的同伦类,则非有利双胞胎{ \em不能}检测到她的不利状态,这与之前的建议相反。我们还注意到,对于非偏好孪生,可以通过识别时间边界(具有空间偏移)而不是空间边界(具有时间偏移)来选择基本域。
2008-07-23 astro-ph gr-qc
On Spavieri's conundrum or the shadow of the twin paradox -- A submission to the One-Way Linear Effect (OWLE) Award
Dipartimento di Matematica(数学系)
本文探讨了线性萨格纳克效应中的相对论不一致性问题,指出双生子悖论的常规解是关键,任何对同时性的调整都无法解决该问题。
2025-12-06 gr-qc physics.class-ph
The role of acceleration and locality in the twin paradox
我们研究了加速度在孪生子悖论中的作用。从加速度观测者和惯性观测者的坐标变换中,我们发现,从加速度观测者的观点来看,时间的微分流逝率不仅取决于相对速度,而且还取决于加速度与观测者之间的距离的乘积。然而,该结果不具有直接的操作解释,因为在某个位置处的观察者只能测量在相同位置处定义的物理量。对于局部测量,两个观察者之间的不对称性可以归因于这样的事实,即与惯性坐标系相反,非惯性坐标系只能在局部被正确解释。
2000-10-06 gr-qc physics.class-ph
A Geometrical Characterization of the Twin Paradox and its Variants
本文的目的是提供一个基于逻辑的概念分析的孪生悖论(TwP)定理的一阶逻辑框架内。的几何特征的TwP及其变种。结果表明,TwP是不是逻辑上等价于假设的运动的时钟慢下来,和缺乏TwP是不是逻辑上等价于牛顿假设的绝对时间。本文还研究了TwP与狭义相对论的一个对称性公理之间的逻辑联系。
2010-02-19 gr-qc math-ph math.LO
The twin paradox in a cosmological context
最近Abramowicz和Bajtlik [ArXiv:0905.2428(2009)]研究了史瓦西时空中的孪生子佯谬。考虑到圆周运动,他们证明了具有非零4-加速度的双胞胎在团聚时比他的兄弟年长,并认为在渐近闵可夫斯基空间中存在一个绝对的静止标准,以确定哪个双胞胎在团聚时最年长。在这里,我们证明了史瓦西时空中的垂直运动的结果是相反的:具有非零4-加速度的孪生子更年轻。我们还推导出一个新的相对论时间效应的存在,即有一个时间膨胀或增加的时间与时钟在旋转框架移动。这实际上是时钟速度的一阶效应,如果Abramowicz和Bajtlik提出的情况是从双胞胎之一的旋转静止框架描述的,则必须考虑到这一点。我们的分析表明,这种效应具有马赫性质,因为框架的旋转状态取决于宇宙物质的运动,这是由于它引起的惯性拖曳。我们认为,一个一致的制定和解决的孪生子悖论利用广义相对论原理,并需要引进一个扩展的闵可夫斯基时空模型。在扩展模型中,闵可夫斯基时空被提供了一个半径等于其史瓦西半径的物质宇宙壳,因此壳内存在完美的惯性拖曳。
2011-09-20 astro-ph.CO gr-qc
Twin paradox with macroscopic clocks in superconducting circuits
我们提出了一个双胞胎悖论的超导电路的情况下,与几个百分点的光速的速度大的实现。微波腔中电磁场边界条件的超快调制模拟了以相对论速度运动的时钟。由于我们的腔有一个有限的长度,设置允许我们调查的作用,时钟的大小以及有趣的量子效应的时间膨胀。特别是,我们的理论结果表明,时间膨胀增加较大的腔长,并转移由于量子粒子的创建。
2014-11-26 cond-mat.mes-hall gr-qc quant-ph
Inertial-to-Rindler Coordinates, with applications to the Twin Paradox, Radar Time and the Unruh Temperature
Florida Atlantic University(佛罗里达大西洋大学)
本文提出了一种惯性到兰德勒坐标的变换,用于解决双生悖论、雷达时间和Unruh温度问题,并推导了速度依赖的Unruh温度修正。
2026-10-08 gr-qc
Sagnac effect, twin paradox and space-time topology - Time and length in rotating systems and closed Minkowski space-times
我们讨论了Sagnac效应在标准闵可夫斯基坐标和另一种同步公约。我们发现,这两种方法导致相同的结果,没有任何矛盾。当将标准坐标应用于旋转圆盘的完整边缘时,必须考虑到时间滞后,这是全局各向异性的原因。我们提出了一个封闭的闵可夫斯基时空作为一个精确的等价物的边缘的磁盘,在旋转和非旋转的情况下。通过这种方式,萨尼亚克效应可以被解释为纯粹的拓扑,完全忽略径向加速度。这证明了圆盘的边缘可以作为一个惯性系来处理。在同样的背景下,我们讨论了孪生悖论,发现标准的情况下,相当于一个未加速的版本在一个封闭的时空。封闭的拓扑结构导致优选的帧效应,其只能被全局检测到。同步公约的长度的测量的关系进行了讨论的背景下,埃克塞特的悖论。这就导致了爱因斯坦和爱因斯坦的经典论点的确认。
2004-03-29 astro-ph gr-qc
The local and global geometrical aspects of the twin paradox in static spacetimes: II. Reissner--Nordström and ultrastatic metrics
这是一篇关于静态球对称时空的类时测地线结构的连续论文。首先,我们表明,对于一个稳定的圆形轨道(如果它存在),在任何这些时空中,所有无限小地接近它的类时测地线与一般测地线偏差向量的帮助下构建有相同的长度之间的一对共轭点。在Reissner-Nordström黑洞度规中,我们明确地找到了径向测地线上的Jacobi场,并证明了它们是外视界外任何一对点之间的局部(和全局)极大曲线。若R-N度量中的径向测地线与圆测地线有公共端点,则径向测地线较长。如果一个静态球对称时空是超静态的,它的引力场不会对一个可能保持静止的自由粒子施加力;运动中的自由粒子具有恒定的速度(在这个意义上,运动是均匀的),它的总能量总是超过静止能量,即。e.~它没有引力能。此前,人们只知道全球Barriola-Vilenkin磁单极不存在引力。在时空中,我们明确地发现所有的类时测地线,雅可比场,他们和条件下,一般测地线可能有共枕点。
2014-04-23 gr-qc
Interference of Clocks: A Quantum Twin Paradox
本文提出量子时钟干涉仪,证明闭合光脉冲干涉仪不受引力时间膨胀影响,但能实现量子孪生子悖论,并设计实验隔离该效应。
2023-06-23 gr-qc physics.atom-ph quant-ph
Finite-size clocks in quantum field theory and the twin paradox
University of Waterloo(滑铁卢大学);Perimeter Institute for Theoretical Physics(佩雷尔曼理论物理研究所);Institute for Quantum Computing, University of Waterloo(滑铁卢大学量子计算研究所);KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University(瑞典皇家理工学院与斯德哥尔摩大学)
本文通过量子场论中的真空涨落模型,研究了微观尺度上时间测量受轨迹和真空涨落相互作用影响的双生悖论问题。
2026-10-14 gr-qc hep-th quant-ph
Kinematics of discretely self-similar spherically symmetric spacetimes
我们总结了(离散)自相似性和球对称性的全球结构的时空的孪生假设的后果。所有这样的时空都可以由两个基本元素构成,“扇形”和“飞溅”。每个构建块包含一个径向零测地线,它在自相似性(自相似视界)下是不变的。
2003-05-31 gr-qc
Twin Paradox and the logical foundation of relativity theory
我们在一阶逻辑(FOL)的框架下研究时空理论的基础。既然数学的基础已经在FOL中成功地进行了(通过集合论),对时空理论(或相对论)也不是完全不可能。首先,我们回顾了一个简单的和流线型的FOL-axiomatization SpecRel的狭义相对论的文献。SpecRel在关于惯性运动的问题上是完整的。然后我们问自己,我们是否能证明加速运动的通常相对论性质(例如,加速中的时钟)。事实证明,这实际上等同于询问SpecRel是否足够强大以“处理”(或治疗)加速观察者。我们表明,有一个数学原理称为感应(IND)来自真正的分析,需要添加到SpecRel,以处理涉及相对论性加速的情况。我们提出了一个扩展版本AccRel的SpecRel是强大的,足以处理加速运动,特别是,加速观察员。除此之外,我们表明,双Parabel成为可证明的AccRel,但它是不可证明的,没有IND。
2005-08-25 gr-qc math-ph math.LO
Time 'betwins'
关于朗之万双胞胎“悖论”的讨论通常基于一个“三角”图,该图描绘了双胞胎的时空旅行。这不会是我们的方式,避免我们认为是一个问题的基础上,许多争议。我们的方法依赖于一个根本不同的等效原则,即所谓的“标点等效原则”,从我们认为,一个非常共形的方面收益。我们提出了一个解决这个悖论的框架中所谓的“规模引力”。这个解决办法取决于一个明确的决定性的双胞胎真时,在某些特定的情况下,和一个基本的决定性不足,在其他一些特定的,物理的歧视是实现了一个精确的数学描述的共形几何。此外,我们发现,双胞胎之间的时间差异,可能在某种程度上是热力学第二基本定律的根表达式。
2004-06-16 gr-qc
Special relativity and the twins: a review and a new approach
本文针对双生子悖论,提出了一种仅基于狭义相对论和等效原理的简单精确解决方案,并综述了早期近似解与背景,旨在适用于课堂教学。
2023-06-28 gr-qc physics.class-ph
Loop quantization of spherically symmetric midisuperspaces and loop quantum geometry of the maximally extended Schwarzschild spacetime
本文详细阐述了球对称半超空间的Ashtekar形式,并针对圈量子化提出了一种新的量子化方案,该方案产生了一个保图的Hamilton约束算子,从而可以在圈量子宇宙学(LQC)中采用“改进的”动力学策略来实现圈量子引力的基本离散性.在有效动力学的启发式水平上推断出显着的结果:首先,关于Hamilton和非同态约束的约束代数的一致性将改进的量子化方案固定为保留标度不变性的LQC中的改进方案的形式;第二,关于两个哈密尔顿约束的一致性进一步要求包括更高阶的完整性校正,并将比率因子固定为2,的改进方案。有人建议,解决了经典的奇异性,并取代了一个桥梁的经典解决方案的另一个经典阶段的量子反弹。然而,在反弹期间,约束短暂地违反,表明在量子反弹附近,不能通过将完整理论的自由度分成球形和非球形来理解对称性约化,尽管启发式有效动力学仍然可以给出大尺度物理的可靠半经典描述。特别是对于Kruskal坐标系下的Schwarzschild解,揭示性的发现使我们推测出Schwarzschild时空的完全量子扩展:黑洞通过霍金辐射蒸发,同时量子时空通过量子反弹从经典时空扩展,这表明信息悖论可能得到解决。
2013-01-25 gr-qc
Anti-de Sitter relativity
采用Nachtmann Boosting方法研究了$(1+3)$维反德西特时空上的相对测地线运动.在这种方法中的洛伦兹等距导出,有关的坐标的本地图表的一个固定的观察者与移动图表的坐标被认为是一个大规模的移动对象的静止框架上的类时反德西特测地线移动。还研究了守恒量的变换,从而构造了反德西特时空上相对测地线运动的完整理论。讨论了它的一些应用,其中解决了孪生佯谬和洛伦兹收缩问题。
2017-08-06 gr-qc
Twins in relativistic spacetimes: dispelling some misconceptions
本文从现代几何协变视角,澄清相对论时空中双生子衰老的误解,证明靠近史瓦西视界或加速并不必然导致更年轻,并指出差异衰老与多普勒效应无普遍关联。
2025-09-25 gr-qc physics.ed-ph
Probing black holes surrounded by Dust field in Quantum Fluctuation Modified Gravity with twin-peak QPOs
National University of Uzbekistan(乌兹别克斯坦国立大学);Samarqand State Pedagogical Institute(撒马尔罕国立师范学院);Institute of Fundamental and Applied Research, National Research University TIIAME(塔什干信息技术与管理系统国立研究大学基础与应用研究所);Tashkent State Technical University(塔什干国立技术大学);School of Physics, Harbin Institute of Technology(哈尔滨工业大学物理学院);University of Tashkent for Applied Sciences(塔什干应用科学大学);Institute of Theoretical Physics, National University of Uzbekistan(乌兹别克斯坦国立大学理论物理研究所);New Uzbekistan University(新乌兹别克斯坦大学);Kimyo International University in Tashkent(塔什干基莫国际大学);University of Economics and Pedagogy(经济与教育学院);Tashkent International University(塔什干国际大学)
研究量子涨落修正引力中尘埃场包围的黑洞,发现参数K和α对视界及轨道频率起相反作用,并用三种双峰QPO模型拟合四个源数据,给出K∈(0,0.5)、α∈(0.3,0.6)的约束。
2026-09-22 gr-qc
Closed Universes With Black Holes But No Event Horizons As a Solution to the Black Hole Information Problem
我们证明了黑洞蒸发中的信息佯谬有可能经典地解决。使用标准的交界条件,我们附加一般封闭的球对称尘埃度规的时空满足所有标准的能量条件,但有一个单一的点未来的c-边界。最终的欧米茄点时空,没有事件视界,但是有黑洞类型的捕获面,因此有黑洞。但由于没有事件视界,信息最终会从黑洞中逃逸。我们表明,一个标量的quintessence字段与适当的指数潜力附近的最终奇点会引起一个欧米茄点最终奇点。
2000-03-20 gr-qc
Regular spherically symmetric solutions in General Relativity and scalar-tensor gravity coupled to nonlinear electrodynamics and their stability
Samarkand State University named after Sharof Rashidov(沙罗曼·拉希多夫撒马尔罕国立大学)
研究标量-张量引力与非线性电动力学耦合的新型规则黑洞,通过纯磁NLED源避免奇点,分析其几何、动力学稳定性及热力学性质,发现稳定准正则振荡和极值剩余物。
2026-07-24 gr-qc
Sagnac delay in the Kerr-dS space-time: Implications for Mach's principle
相对论孪生佯谬对马赫原理有重要的意义。最近有人认为,两个沿着闭合回路飞行的钟之间的时间延迟(孪生子的不同老化)的行为可以归因于绝对时空的存在,这使得马赫原理不可行。在本文中,我们将重新审视,并支持,这一论点从不同的角度使用Sagnac延迟。这是可能的,因为已知上述时间Δ y与在轨道源/接收器处重新结合的两个环绕光线之间的Sagnac延迟完全相同。我们将计算质量$M$和宇宙学常数$Λ$对一般克尔-德西特时空中延迟的影响。因此,在独立极限$M\rightarrow 0$、自旋$a\rightarrow 0$和$Λ\rightarrow 0$中,当Kerr-dS度量简化为Minkowski度量时,时钟不需要一致地滴答,因为仍然会出现非零的可观察的Sagnac延迟。虽然我们没有测量时空本身,但我们测量了萨格纳克效应,这意味着一个绝对实质的闵可夫斯基时空,而不是一个空洞。我们将证明一个完全不同的限制行为的Sagnac延迟,迄今为止未知的,非测地线和测地线源/观测器运动的情况之间。
2017-12-18 gr-qc
Optical geometry for gravitational collapse and Hawking radiation
二十多年前,光学几何的概念作为静态背景下的量子场论的一个正式工具被引入,最近,它在研究致密物体周围的物理过程中得到了一些应用。本文定义了球对称引力坍缩的光学几何,目的是将现有的形式主义推广到物理上有趣的非共形静态时空。治疗是完全一般的,但作为一个例子,我们也讨论了特殊情况下的奥本海默-斯奈德模型。对后期时间行为的分析表明,引力坍缩的光学时空结构与具有加速边界的平坦时空结构之间存在着密切的对应关系。因此,光学几何学为基于“移动镜类比”的霍金效应的推导提供了一种自然的物理解释。最后,我们从光学几何的角度简要讨论了黑洞蒸发中的逆反应问题和信息佯谬。
2000-05-24 gr-qc
Two Examples of Circular Motion for Introductory Courses in Relativity
循环孪生悖论和托马斯岁差的方式提出,使学生在介绍相对论课程。两者都是通过检查在围绕多边形旅行时发生了什么来讨论的,然后在多边形趋于圆的极限中。由于基于这些例子的相对论性预言可以在宏观物体的实验中得到验证,如原子钟和重力探测器B上的陀螺仪,它们对入门学生特别有说服力。
2007-04-17 gr-qc physics.class-ph physics.ed-ph
Geometric Time and Causal Time in Relativistic Lagrangian Mechanics
在这篇文章中,我们认为两种不同类型的时间应该考虑在相对论物理学:几何时间,它源于时空的结构和它的度量,和因果时间,表明从过去到未来的流动。因果时代的一个特殊性是,它的价值没有内在的意义,因为它们的演变本身是有意义的。在相对论性拉格朗日力学的背景下,因果时间对应于允许的路径参数化,我们表明,为了一个拉格朗日不依赖于任何特定的因果时间(因为它的值没有内在的意义),它必须是均匀的速度参数。我们以势场中的自由粒子为例来说明这一性质。然后,使用几何拉格朗日量(即参数化独立的拉格朗日量,这也是明显的协变),我们介绍的概念,年龄的一条路径的措施,在何种程度上的路径是远离测地线,并显示如何使用的概念可以在双胞胎悖论区分两个双胞胎遵循的路径。
2016-09-06 gr-qc math-ph math.MP
Vainshtein mechanism in Gauss-Bonnet gravity and Galileon aether
我们推导出高斯-邦纳引力场方程在4维降维后的行动,并证明,在这种情况下,Vainshtein机制在平坦的球对称背景下运作。我们表明,在这个Vainshtein领域的第五个力是微不足道的小相比,引力。我们还研究了球对称解的稳定性,澄清了文献中有关方程双曲性和ghost-Laplacian稳定性条件的词汇。我们发现在径向上的扰动场的超光速行为。然而,由于非线性项的存在,时空的结构被修改,结果场不在闵可夫斯基度规中传播,而是在由标量场$π(r)$组成的“以太”中传播。因此,我们证明,超光速行为并没有创建时间悖论感谢因果闭合曲线的情况下。我们还得到了在标量和张量扰动下Friedmann宇宙的稳定性条件。
2011-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Relativistic elastic membranes: rotating disks and Dyson spheres
本文从变分原理建立相对论弹性膜理论,推导运动方程、守恒量与声速,并应用于刚性旋转盘和史瓦西时空中的戴森球,发现其球对称扰动稳定但轴对称偶极模式不稳定,警示径向稳定不等于真正稳定。
2025-01-02 gr-qc
Jacobi fields, conjugate points and cut points on timelike geodesics in special spacetimes
一些物理问题,如弯曲时空中的“孪生子悖论”,具有纯粹的几何性质,可以归结为研究类时测地线丛的性质。本文是对物理相关时空的测地结构的系统研究的一般性介绍。调查的重点是搜索本地和全球最大的类时测地线。处理局部问题的方法在某种意义上是基于测地线偏差方程的算法。然而,搜索全局最大测地线是非算法的,不能通过求解微分方程来解析地处理。在这里,我们必须混合使用各种方法:时空对称性(我们已经有效地使用了球对称性),使用适合于类时测地线的同馀的同向运动坐标,以及这些测地线上的共扼点。这些方法在一些简单而重要的时空中被有效地应用于局部和全局问题,其结果已经发表在三篇论文中。我们的方法表明,即使在史瓦西时空中(以及在其他静态球对称时空中),人们也可以发现一个新的意想不到的几何功能:不是一个,而是在每个稳定的圆形类时测地曲线上有三个不同的无穷共枕点集。由于解微分方程的问题,我们只处理径向和圆形测地线。
2015-07-09 gr-qc