The Cosmic Causal Mass
为了更好地理解旋转宇宙模型,特别是哥德尔宇宙,我们讨论宇宙旋转和完美惯性拖曳之间的关系。在这方面,\emph{causal mass}的概念是在宇宙学的背景下定义的,并讨论了宇宙惯性拖曳效应。然后,我们计算了沿过去光锥积分的扁平$Λ$ CDM模型的粒子视界内的质量。计算表明,这个质量的史瓦西半径大约是粒子视界半径的三倍。这表明在我们的宇宙中存在着接近完美的惯性拖曳。因此,计算提供了一个解释的观察,摆动平面的福柯摆遵循的明星。
2017-05-12 gr-qc
Quantum Detection of Inertial Frame Dragging
像广义相对论这样的相对论引力理论产生的现象与牛顿理论有根本的不同。一个类似于电磁感应的例子是重力磁性,或质能流对惯性系的拖曳。这些效应最近被经典观测所证实。在这里,我们第一次证明,它们可以被量子探测器观察到。本文研究了安鲁-德威特探测器在慢旋转壳层中的响应函数。我们表明,响应函数拿起旋转的存在,即使壳内的时空是平坦的,检测器是局部惯性。探测器可以区分壳体不旋转时的静态情况和壳体旋转时的静止情况,并且惯性系的拖曳,即重力磁效应,出现。此外,当检测器在有限的时间间隔内接通时,它可以这样做,在该时间间隔内,光信号不能行进到壳体并返回以传达旋转的存在。
2021-01-14 gr-qc hep-th quant-ph
Frame-dragging induced asymmetry in the bending of light near a Kerr black hole
在弱引力和强引力下,光的轨迹在许多不同的时空几何中的偏转已经被研究过,包括球对称静态和旋转黑洞的特殊情况。众所周知,大质量物体的旋转会导致时空几何中惯性系的拖曳。我们在这里讨论的不对称性,出现明确的精确解析表达式的弯曲角的赤道平面上的旋转,或克尔,黑洞。
2018-08-20 gr-qc
Inertial Frame Dragging and Relative Rotation of ZAMOs in Axistationary Asymptotically Flat Spacetimes
在轴定态渐近平坦时空中,零角动量观测者(ZAMOs)定义了一个局部非旋转的绝对标准,这可以通过这些观测者不存在任何Sagnac效应来验证。然而,我们认为,在全球范围内,唯一有物理意义的概念是相对旋转。这个论点是通过解决爱因斯坦方程的近似薄壳模型,我们保持一个自由度放松自然假设的消失旋转在渐近无穷大的分析开始。解表明爱因斯坦方程只决定了ZAMOs旋转速率的差异,从而建立了全局相对旋转的概念。在全球范围内的相对旋转的解释是固有的联系到自由之间的转换坐标系旋转相对于彼此,这意味着一个任意ZAMO位于任何半径可以声称是一个谁是非旋转的全球范围内,一个渐近洛伦兹框架的概念,相对于它可以测量绝对旋转是没有任何意义的。在克尔时空的旋转概念,然后简要讨论了这种解释的背景下。
2023-03-08 gr-qc
Do Rotations Beyond the Cosmological Horizon Affect the Local Inertial Frame?
如果视界外的扰动具有处处规定的速度,则原点附近惯性系的拖曳被指数因子抑制。然而,如果微扰是根据它们的角动量来规定的,就没有这样的抑制了。我们解决了这个悖论,并在这样做的过程中,给出了新的明确的结果,惯性系在封闭的,平坦的和开放的宇宙中的拖动和没有一个宇宙学常数。
2003-09-26 astro-ph gr-qc
Spontaneous Wave Function Collapse with Frame Dragging and Induced Gravity
我把牛顿的惯性系准则加到了坐标系上。大质量物体的波函数发生自发坍缩的轨迹。对目前常用的随机薛定谔方程进行相应的修正,消除了c.o.m.的布朗运动,恢复自由质量的精确惯性运动。对于薛定谔猫态的坍缩,玻恩定则总是满足的。提出的机制来自于一个激进的假设,即在自发局域质量附近,c.o.m. - 在坍缩过程中是不可避免的-会把物理惯性系拖到一起。一般理论的观点,自发崩溃引起的局部能量动量守恒的故障可以通过改变度规,从而导致在湍流诱导的时空曲率进行补救。
2019-10-01 gr-qc quant-ph
Mach's Principle: Exact Frame-Dragging by Energy Currents in the Universe
我们表明,拖动轴方向的局部惯性系的加权平均的能量流在宇宙中(马赫原理)是准确的所有线性扰动的所有Friedmann-Robertson-Walker宇宙和所有类型的物质。
2008-06-12 astro-ph gr-qc
Inertial Frame Dragging as a Probe to Differentiate Kerr-Newman Naked Singularities from Black Holes
Gurukul Kangri (Deemed to be University)(古鲁库尔坎格里大学);Hiralal Mazumdar Memorial College For Women(希拉拉尔·马祖姆达纪念女子学院)
通过研究测试陀螺在克尔-新曼时空中的自转进动,探讨电荷对区分裸奇点与黑洞的影响,分析不同角动量观测者下的进动频率特性,揭示电荷在强场中对轨道频率结构的作用。
2026-03-22 gr-qc
On Fast Linear Gravitational Dragging
本文给出了深势球壳中惯性系的快速线性引力拖曳的新公式。壳层被充电,并被电场电加速,电场的源包括在溶液中。
2012-02-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Dragging of inertial frames in the composed black-hole-ring system
在广义相对论中,一个公认的现象是旋转物体对惯性系的拖曳。特别地,由于绕中心黑洞旋转的环对惯性系的拖曳作用,组成的黑洞-环系统中黑洞视界的角速度不再与黑洞角动量有简单的类Kerr-like(真空)关系$Ω^{\text{Kerr}}_{\text{H}}(J_{\text{H}})=J_{\text{H}}/2M^2R_{\text{H}}$ . Will对慢转黑洞体系中的组合黑洞-环系统进行了微扰处理,得到了角动量为零的中心黑洞角速度的显式关系式$Ω^{\text{BH-ring}}_{\text{H}}(J_{\text{H}}=0,J_{\text{R}},R)=2J_{\text{R}}/R^3$。分析一系列圆周半径随时间变化(减小)的黑洞环组态,我们发现Will的表达式隐含着中心黑洞角速度从其渐近近视界值$Ω^{\text{BH-ring}}_{\text{H}}(J_{\text{H}}=0,J_{\text{R}},R\to R^{+}_{\text{H}})$到其最终Kerr(真空)值$Ω^{\text{Kerr}}_{\text{H}}(J^{\text{new}}_{\text{H}})$的平滑过渡.我们利用这一重要的观察,以推广的结果将政权的黑洞环配置的中心黑洞具有非零的角动量。值得注意的是,我们发现了一个简单的普适关系$ΔΩ_{\text{H}}\equivΩ…
2015-11-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitational perturbations on local experiments in a satellite : The dragging of inertial frame in the HYPER project
我们考虑一个几乎自由落体的地球卫星,其中原子波干涉仪被绑在指向遥远恒星的望远镜上。它们测量相对于局部惯性系的加速度和旋转。我们计算了由于像差和光线在地球引力场中的偏转而引起的望远镜的旋转。我们指出,如果要观察地球的透镜-瑟林效应,引力四极矩引起的偏转是不可忽略的。我们认为一些扰动的理想设备,我们讨论的数量级的相位偏移由于剩余的潮汐引力场在卫星上,我们展示的条款,必须考虑到计算和解释的完整的信号。在一个几何模型的框架内,我们计算的信号,必须进行分析,以检测Lense-Tirring效应的各种周期分量。我们讨论的结果支持一个合理的乐观。最后,我们提出了一个更完整的,现实的和强大的模型的必要性,以获得一个最终的结论,在理论上的可行性的实验,只要观察到的透镜-Thirring效应所涉及的。
2003-10-03 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Frame dragging with optical vortices
一般相对论计算的线性制度已被称为光学涡旋的电磁辐射束。这些奇异的光束携带一个称为光学轨道角动量(OAM)的物理量。研究发现,当一个大质量的自旋中性粒子沿光轴放置时,会发生一种称为惯性系拖曳的现象。我们的结果与以前发现的环形激光器和一个数量级的估计所需的进动频率为1赫兹的激光强度给出这些“稳定”的光束。
2012-10-13 gr-qc quant-ph
Mach's principle: Exact frame-dragging via gravitomagnetism in perturbed Friedmann-Robertson-Walker universes with $K = (\pm 1, 0)$
我们证明了,对于K =(+1,-1,0)的Friedmann-Robertson-Walker(FRW)宇宙和爱因斯坦静态封闭宇宙的所有线性微扰,局域惯性系的轴方向被宇宙中能量流的加权平均拖曳是精确的.这包括任意接近米尔恩宇宙的FRW宇宙,米尔恩宇宙是空的,也包括接近德西特宇宙的FRW宇宙。因此,E.马赫关于惯性系轴向随时间演化的物理原因的观点在宇宙学广义相对论中对线性扰动是成立的。局部惯性系(相对于给定的局部基准轴)的轴方向的时间演化由陀螺仪的进动角速度实验给出,而进动角速度又由重力磁场的操作定义给出。重力磁场是由宇宙能流通过动量约束引起的。这个宇宙学重力磁力方程类似于安培定律,但它也适用于时间依赖的情况。在开放宇宙的解中,安培的1/r^2-力被汤川力所取代,汤川力在FRW背景下具有与$K = (-1, 0).$相同的形式。指数截止的尺度是H点半径,其中H是哈勃率,点是对宇宙时间的导数。类似的结果适用于封闭的FRW宇宙(K =+1)和爱因斯坦的封闭静态宇宙中的能量流。
2009-09-03 astro-ph gr-qc
A Test of General Relativity Using the LARES and LAGEOS Satellites and a GRACE Earth's Gravity Model
我们提出了一个测试的广义相对论,测量地球的惯性系拖动。我们的结果是利用LARES、LAGEOS和LAGEOS 2激光测距卫星约3.5年的激光测距观测以及GRACE空间大地测量任务产生的地球重力场模型GGM 05 S得到的。我们测量$μ= (0.994 \pm 0.002) \pm 0.05$,其中$μ$是地球对惯性系的拖曳,归一化到其广义相对论值,0.002是1-sigma形式误差,0.05是估计的系统误差,主要是由于地球重力模型GGM 05 S中的不确定性。我们的结果与广义相对论的预言是一致的。
2016-03-29 gr-qc
Distinguishing Black Hole and Naked Singularity in MOG via Inertial Frame Dragging Effect
本研究在修正引力(MOG)框架下,通过分析测试陀螺的广义自旋进动、Lense-Thirring频率及吸积盘的多种本征频率,实现了对Kerr-MOG时空中非极端黑洞、极端黑洞与裸奇点三类致密天体的区分。
2020-07-02 astro-ph.HE gr-qc
Dragging of inertial frames in the composed Kerr-Newman-orbiting-ring system
针对复合黑洞-轨道环系统中惯性系拖曳问题,研究克尔-纽曼-轨道环复合系统时发现,中心黑洞视界角速度增量ΔΩ_H对其角动量J_H存在明确非平凡依赖,并非如克尔-环系统般与自旋无关。
2025-02-20 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The Cosmological Origin of Inertia: Mach's Principle
陀螺仪的轴在实验上定义了局部非旋转坐标系,即惯性坐标系的轴的时间演化。但是,是什么物理原因支配着陀螺仪轴的时间演化呢?从一个未扰动的FRW宇宙学k=0,我们考虑线性宇宙学的涡度扰动,并问:宇宙学的涡度扰动将确切地拖动陀螺仪的轴相对于在渐近FRW空间的星系的测地线的方向?使用嘉当的形式主义与当地的标准正交基,我们铸造成一种形式的引力定律,显示出密切的对应关系,与普通的磁性的法律。我们的结果对任何状态方程都有效:1)在H点半径(H=哈勃常数)以外的转动扰动对陀螺仪轴的拖曳是指数抑制的。2)如果扰动是在扰动半径内的均匀旋转,则当扰动半径变得大于H点半径时,旋转扰动对陀螺仪轴的精确拖动以指数方式快速达到。3)陀螺仪轴的时间演化完全遵循H点半径内物质的特定平均值。在这个意义上,马赫原理是宇宙学和爱因斯坦引力的结果。
2004-09-06 astro-ph gr-qc
Strong gravity Lense-Thirring Precession in Kerr and Kerr-Taub-NUT spacetimes
本文评述了在一般静止时空中惯性系拖曳率(Lense-Thirring(LT)进动)的精确表达式。精确的LT旋进频率的克尔,克尔-陶布-NUT和陶布-NUT时空显式推导。值得注意的是,在角动量为零的陶布-NUT时空的情况下,当考虑旋转测试陀螺仪时,标架拖曳效应显示{ \it not}为零。当该时空的ADM质量为零时,结果变得更尖锐。我们澄清了我们的结果是如何与最近的文献中的NUT时空的零轨道平面进动的索赔是一致的。
2014-02-10 gr-qc
Cosmological gravitomagnetism and Mach's principle
陀螺仪的自旋轴实验上定义了局部非旋转坐标系。但是,是什么物理原因支配着陀螺仪轴的时间演化呢?我们考虑k=0的Friedmann-Robertson-Walker宇宙学的线性扰动。我们要求:在渐近无扰FRW空间中,宇宙学涡度扰动是否会将陀螺仪的自旋轴相对于测地线的方向精确地拖曳到类星体?使用嘉当的形式主义与当地的标准正交基,我们铸造成一种形式的线性宇宙学引力磁定律显示出密切的对应关系,与普通的磁性。我们的结果,适用于任何状态方程的宇宙物质,是:1)的旋转扰动的物质从陀螺仪的哈勃点半径以外的陀螺仪轴的拖动是指数抑制,其中点是相对于宇宙时间的导数。2)如果物质的扰动是围绕陀螺仪的某个半径内的均匀旋转,那么当旋转半径超过H点半径时,旋转扰动对陀螺仪轴的精确拖动将以指数速度达到。3)对于最一般的线性宇宙学扰动,所有陀螺仪自旋轴的时间演化完全遵循宇宙物质能流的加权平均。权函数与安培定律中的相同,只是平方反比定律被具有哈勃点截止的汤川力所取代。我们的研究结果表明(在一阶微扰理论FRW宇宙学与k = 0)马赫的假设,即轴的本地非旋转帧精确地遵循宇宙物质的运动的平均值的有效性。
2006-09-18 astro-ph gr-qc
Cosmological Vorticity Perturbations, Gravitomagnetism, and Mach's Principle
陀螺仪的轴在实验上定义了非旋转坐标系。但是,是什么物理原因支配着陀螺仪轴的时间演化呢?从未扰动的、空间平坦的FRW宇宙学出发,我们在线性水平上考虑宇宙学涡度扰动(即矢量扰动、转动扰动)。我们要求:宇宙学的旋转扰动是否会将陀螺仪的轴相对于星系的方向(测地线)拖曳到旋转扰动之外?我们把引力磁力定律转换成一种形式,清楚地表明它与普通磁力定律密切对应。我们的结果是:1)陀螺仪轴被旋转扰动拖曳超过$\dot{H}$半径(H =哈勃常数)被指数抑制。2)如果微扰是在一个明显大于$\dot{H}$半径的半径内的均匀旋转,那么旋转微扰对陀螺仪轴的拖曳对于任何宇宙物质的状态方程都是精确的。3)对于任何状态方程,陀螺仪轴的时间演化完全遵循$\dot{H}$半径内物质的特定平均值。在这个精确的意义上,马赫原理是从爱因斯坦引力的宇宙学中得出的。
2002-01-30 astro-ph gr-qc
Gravitational Field of a Spinning Cosmic String
本文研究了内部空间旋转对无限长直线定常宇宙弦引力性质的影响。从自旋Q-块弦的Einsten方程的近似解,我们得到了类似于旋转的大质量圆柱壳的长程引力加速度。我们还计算了惯性系拖曳的角速度和Q块弦引起的光偏转角。当角速度乘以弦宽与光速相当时,物质在旋转弦上的吸积可以在星系形成中发挥作用。
2008-03-26 gr-qc
Lense-Thirring precession in strong gravitational fields
在一般静止时空中,在不使用弱场近似的情况下,导出了惯性系拖曳率(Lense-Thirring(LT)进动)的精确表达式。这个表达式,当用于克尔度规,导致LT岁差频率在强引力制度适合于紧凑的引力像旋转中子星和黑洞的对象。数值的岁差率计算的几个已知的情况下的脉冲星(包括双脉冲星)和岁差率相比,在较弱的重力制度的地球和太阳。
2013-04-26 astro-ph.HE gr-qc