Solar System constraints on Renormalization Group extended General Relativity: The PPN and Laplace-Runge-Lenz analyses with the external potential effect
基于重整化群效应的广义相对论扩展是由一个已知的物理原理激发的,并构成了一类具有一些未探索的独特方面的扩展引力理论。在这项工作中,我们详细开发的牛顿和后牛顿极限的实现称为重整化群扩展广义相对论(RGGR)。特别注意的是采取的外部潜在的影响,这构成了一种类型的筛选机制典型的RGGR。在太阳系中,RGGR取决于一个单一的无量纲参数$\bar ν_\odot$,这个参数使得对于$\bar ν_\odot = 0$,在太阳系中可以完全恢复GR。以前该参数被限制为$|\bar ν_\odot| \lesssim 10^{-21}$,没有考虑外部电势效应。在这里,我们表明,在一定的近似下RGGR可以铸造的形式兼容的参数化后牛顿(PPN)形式主义,我们使用PPN形式主义和拉普拉斯-龙格-伦茨技术把新的界限$\bar ν_\odot$,无论是考虑或不考虑外部潜在的影响。在外部电势效应下,新的结合读作$|\bar ν_\odot| \lesssim 10^{-16}$。我们讨论了可能的后果,这绑定到星系中的暗物质丰度。
2016-10-09 gr-qc
I-Love-$\langle c_s^2 \rangle$: Approximately universal relations for the average neutron star stiffness
本文将中子星中心压强与能量密度之比重新解释为内部平均声速平方⟨c_s^2⟩,并利用后闵可夫斯基展开揭示了其与致密度、转动惯量和潮汐形变率之间准普适关系的物理起源。
2024-07-08 gr-qc
Determining the stiffness of the equation of state using low T/W dynamical instabilities in differentially rotating stars
我们调查的性质低T/W动力学不稳定性在不同范围内的刚度的状态方程在差分旋转的恒星。这里T是转动动能,而W是引力结合能。我们分析这些不稳定性的线性扰动分析和三维流体动力学模拟。通过求解沿恒星赤道面的本征值问题,探测到了差动自转恒星的不稳定简正模。低T/W动力学不稳定性的物理机制也定性地证实了由共转障碍引起的共转和表面之间的声波的散射。因此,我们可以画出现有的脉动模式不稳定,由于放大反射的声波从共转障碍。线性分析中不稳定模态的本征频率和本征函数的特征与牛顿引力下三维流体动力学模拟的特征基本一致。此外,本征函数的性质,振荡之间的共转和表面的不稳定的恒星需要重新解释的脉动模式在差分旋转的恒星。最后,我们提出了一种方式,通过直接检测模式分解的引力波形来约束状态方程的刚度。
2018-07-02 astro-ph.HE gr-qc
Neutron Star instabilities in full General Relativity using a $Γ=2.75$ ideal fluid
我们提出的结果,使用一个更严格的状态方程,即理想流体$Γ=2.75$的,在全广义相对论中子星的快速旋转多方模型的动力学棒模不稳定性的效果。我们确定的变化的临界值的不稳定性参数$β$的不稳定性的出现时,绝热指数$Γ$从2改变到2.75,以模仿一个现实的状态方程的行为。特别是,我们表明,酒吧模式的不稳定性的发病阈值降低了这种变化的刚度,并给出一个精确的量化的临界参数$β_c$的值的变化。我们还扩展了分析,以较低的值的$β$,并表明,低β剪切不稳定性也存在于一个简单的多方状态方程所描述的物质的情况下。
2014-06-15 astro-ph.HE gr-qc
Barotropic thin shells with linear EOS as models of stars and circumstellar shells in general relativity
本文在广义相对论框架下,研究了具有线性状态方程的正压流体球对称薄壳。我们研究了几个方面的壳完全相对论模型的恒星,首先是所有的中子星和白矮星,和拱壳。得到了壳体的精确运动方程。计算了平衡构型的参数,包括静态壳的半径。最后,我们研究了平衡壳对径向扰动的稳定性。
1999-09-03 astro-ph gr-qc
Accurate simulations of the dynamical bar-mode instability in full General Relativity
我们提出了精确的模拟动力学棒模不稳定性在完全广义相对论集中在两个方面,没有详细研究在过去。也就是说,一旦不稳定性达到饱和,杆变形的持久性,以及根据参数$β={T}/{|W|}$精确确定不稳定性开始的阈值。我们发现,通用的非线性模式耦合效应出现在不稳定的发展过程中,这些可以严重限制杆变形的持久性,并最终抑制不稳定。此外,我们观察到的动态的不稳定性受到强烈影响的值$β$和其分离的临界值$β_c$标志着发病的不稳定性。我们讨论了这些结果的影响,从这个过程中的引力波的检测,并提供证据表明,经典的扰动分析的牛顿和不可压缩的麦克劳林椭球体的杆模式不稳定性仍然定性有效和准确,也在充分的广义相对论。
2007-05-13 astro-ph gr-qc
Mathematical Structure of Tetrad Equations for Vacuum Relativity
本文通过计算相应的外微分系统的Cartan特征,证明了Buchman和Barclay关于真空引力的四元偏微分方程是适定的。仪表专业化进行了讨论。对于这个场论,我们发现了一个Cartan 4-形式,以及它的内在形式拉格朗日密度。
2005-01-24 gr-qc
Spin foam model for Lorentzian General Relativity
我们提出了一个洛伦兹量子广义相对论的自旋泡沫公式。该理论是基于一个简单的推广欧几里德模型定义的一个场论在一组。它的顶点振幅原来是一个最近推出的巴雷特和起重机。在其欧几里得亲属的情况下,该模型完全实现了所需的2-复合体的总和,这编码了理论的局部自由度。
2000-09-07 gr-qc
Interacting vector fields in Relativity without Relativity
Barclay、Foster和Murchadha最近发展了一个新的框架,这里称为{ \it{the 3-space approach} },用于经典玻色子动力学的公式化。时间和时空的局部闵可夫斯基结构都不是预设的。这两个出现作为紧急功能的世界从大地水准线型动力学空间的三维度量-物质配置。事实上,引力、普适光锥和阿贝尔规范理论都是通过一个共同的机制自然产生的。它产生了相对性--甚至更多--而没有预设相对性。本文完成了目前已知的玻色子扇区内的3-空间方法的恢复。我们表明,一个相当普遍的anomaly,3-向量场之间可以相互作用,只有杨-米尔斯领域最低限度地耦合到重力。
2002-05-28 gr-qc
Einstein's cluster mimicking compact star in the teleparallel equivalent of general relativity
我们提出了一个物理上合理的解决方案,代表爱因斯坦的集群模仿致密星的行为在远程平行相当于广义相对论的上下文中。遥平行引力(Telepallel gravity,TEGR)是一种以四分体为动力学变量的引力公式。我们关注两个特别有趣的场景。首先,我们利用对角和非对角四元组的有效能量动量张量,在TEGR场方程中发展了爱因斯坦团簇。然后,我们研究团簇在修改后的$f(T)-$重力各向异性流体分布。在这两个理论的基础上,我们进一步研究了无净电荷的解,进而研究了带电的解。对于电荷参数$k \rightarrow 0$,带电溶液还原为中性溶液。我们的计算表明,当电荷增加时,EoS的刚度也增加。这是由于绝热指数增加和声速接近光速。当电荷增加超过某个极限($0\le k \le 1.3 \times 10^{-5}$和$0\le k \le 1 \times 10^{-6}$)时,紧度参数越过Buchdahl极限,即$2M/R>8/9$,并且解开始违反因果关系条件。我们测试的托尔曼-奥本海默-托洛霍夫(TOV)限制这样紧凑的对象。我们分析了带电和不带电两种情况下爱因斯坦团簇的静态稳定性判据,发现净电荷的存在增强了这种致密物体的稳定性。最后,我们比较我们的解决方案,纯广义相对论。因此,我们得出结论,爱因斯坦集团的解决方案确实存在于纯GR,但是,物理上不适合模仿致密星。我们还通过假设对角或非对角四分体和$f…
2019-09-23 gr-qc
Dynamical Bar Instability in Rotating Stars: Effect of General Relativity
在广义相对论的第一后牛顿近似下,研究了快速自转和差动自转恒星在棒模形变下的动力学稳定性。我们在0.01和0.05之间改变恒星$M/R$(其中$M$是引力质量,$R$是赤道圆周半径)的压缩,以隔离相对论引力对不稳定性的影响。对于在这个中等范围内的压缩,动力学不稳定性开始的临界值$β\equiv T/W$(其中$T$是旋转动能,$W$是引力结合能)从$\sim 0.26$略微降低到$\sim 0.25$,随着我们选择的微分旋转定律的压缩的增加。结合我们先前的研究结果的基础上模拟在完全广义相对论的恒星具有更高的压缩,我们得出的结论是,相对论引力{ \em增强}的动力学棒模不稳定性,即不稳定的开始设置在较小的值的$β$在相对论引力比在牛顿引力。我们还发现,一旦一个三轴结构的形式后,在动态不稳定的恒星的酒吧模式扰动饱和,三轴形状保持,至少有几个旋转周期。为了检查我们的数值积分的可靠性,我们验证了广义相对论开尔文-亥姆霍兹环流是良好的保守,除了静止质量能量,总质量能量,线性和角动量。循环守恒表明我们的程序不受数值粘性的严重影响。我们利用四极公式确定了在棒形成过程中发射的准周期引力波的振幅和频率。
2000-10-10 astro-ph gr-qc
Unambiguous spin-gauge formulation of canonical general relativity with conformorphism invariance
我们提出了一个广义相对论的无参数规范公式,它是用一组新的实自旋联系变量表示的。该理论是通过扩展相空间最近制定的共形几何动力学正则引力,以适应自旋规范的描述。这导致了一个进一步扩大的第一类引力约束,包括一个简化的哈密顿约束和规范生成器的自旋规范和保形变换。由于纳入共形对称性,新的理论是免费的Barbero-Immirzi型的歧义。
2005-08-26 gr-qc
Frequently asked questions about Shape Dynamics
巴赫金对马赫原理的解释使他假设引力应该被表述为空间共形几何的动力学理论,或者用他的术语来说,“形状”。“最近的研究表明,广义相对论的动力学确实可以用形状的动力学来表述。这个新的形状动力学理论,不像Barclay和他的合作者早期的提议,实现了局部空间共形不变性作为规范对称性,取代了广义相对论中的复叶不变性。本文的目的是回答有关(新)形状动力学的常见问题,如它与庞加莱不变性、广义相对论、常平均(外)曲率规范、早期形状动力学的关系,以及广义相对论初值问题的共形方法。这些关系中的一些可以通过考虑一个简单的模型来澄清:自由电动力学及其双移位对称公式。这个模型也是对称交易用于通常的规范理论的一个例子。
2013-11-30 gr-qc
Consequences of a minimal length in a pseudo-complex extension of General Relativity
在代数扩展的广义相对论(GR)中研究了最小长度的影响。以前的尝试,包括GR的最小长度首先恢复,与共形因子的度量作为结果。推导了不同质量黑洞的有效势(与最小长度之比)。研究发现,对于小质量黑洞,最小长度的存在对事件视界附近的有效势有重要影响,它产生了阻碍粒子通过事件视界的屏障.进一步导出了黑洞最小质量的一个新极限
2022-04-07 gr-qc
Gravitomagnetic Barnett Effect
利用广义相对论的线性化理论,导出了巴尼特效应的重磁模拟。进一步的理论和实验研究建议,由于预期的宏观值的引力磁场参与这种效应,并将出现在引力的量子理论,目前正在开发中,在未检测到的预测现象的情况下的约束。
2000-12-22 gr-qc
Evolution of bare quark stars in full general relativity: Single star case
我们介绍我们的方法,特别是原始恢复程序的修改,处理裸夸克星的数值相对论模拟。通过演化两个不同质量的三轴旋转夸克星模型和一个具有足够大的动能而不稳定的差分旋转夸克星模型,证明了该方法的可靠性和收敛性.这些模拟使我们能够验证,我们的方法是能够解决的夸克星的不连续表面的演化和可能的质量喷射。我们还研究了三轴转动夸克星的三轴形变演化和引力波发射的性质,以及差转情况下的质量抛射。研究发现,超大质量夸克星不太可能是理想的连续引力波源,因为恒星恢复轴对称比模型更快,具有较小的质量和引力波振幅衰减迅速的时间尺度为$10\,$ ms,虽然从更大的质量模型的瞬时振幅更大。与差分旋转的情况下,我们的结果证实,夸克星可以经历非轴对称不稳定性类似的中子星的情况下,但与相当小的程度的差分旋转,这是预期根据先前的初始数据研究。
2021-05-16 astro-ph.HE gr-qc
Test of Special Relativity from K Physics
局域洛仑兹不变性的崩溃,以及由此产生的K介子系统中的狭义相对论,原则上可以引起$K^0$和$\bar{K}^0$态之间的振荡。我们构造了一个一般的公式,其中不假设质量、动量和弱本征态同时成对对角化,并且动量本征态的最大可达速度是不同的。该机制允许以可能违反CPT或可能不违反CPT的方式违反局部洛伦兹不变性。在$CPT-$守恒的情况下,我们表明,违反狭义相对论可以清楚地测试实验通过能量依赖的$K_L-K_S$质量差,我们讨论了目前的实验所施加的限制。在CPT违反的情况下,$K^0$ - $\bar{K}^0$系统也允许测试物质和反物质的不同洛伦兹性质的可能性。
1997-10-01 gr-qc hep-ph
The bar-mode instability in differentially rotating neutron stars: Simulations in full general relativity
研究了具有差旋的快速自旋中子星对棒模形变的动力学稳定性。我们用$M/R \geq 0.1$对致密星进行了完全相对论性的三维模拟,其中$M$是总引力质量,$R$是赤道圆周半径。采用绝热指数为$Γ=2$的绝热状态方程。在牛顿理论中,我们发现,恒星以上的$β\equiv T/W$(其中$T$是旋转动能和$W$的引力结合能)的临界值是动态不稳定的酒吧形成。对于我们所采用的恒星压缩和旋转轮廓的选择,$β= β_{dGR}$的临界值是$\sim 0.24-0.25$,仅略小于不可压缩麦克劳林球体的众所周知的牛顿值$\sim 0.27$。临界值仅很弱地依赖于我们所调查的中等范围的微分旋转的程度。所有不稳定的恒星都在动力学时间尺度上形成条。具有足够大的$β$的模型随后形成螺旋臂和喷射质量,将残留物驱动到动态稳定状态。具有中等大小$β\gtrsim β_{dGR}$的模型不会形成旋臂或喷射质量,但会调整以形成动态稳定的椭球状构型。如果棒模不稳定性在超新星坍缩或中子星合并中被触发,它可能是一个强大的可观测的引力波源。我们确定特征波的振幅和频率。
2000-05-18 astro-ph gr-qc
Presymplectic Geometry and the Problem of Time. Part 1
基于前辛几何,提出了一个处理广义相对论中无时间动力学“相空间图像”的有效数学框架。在广义相对论中,消失的标量哈密顿约束的存在导致了时间问题,这个问题可以通过采用无时间的形式主义来解决。这已经由Carlo Rovelli和Julian Bartheland等人完成。在本文中,我们提出了Bartheland理论的相空间重构。发展了一般的全约束、重参数化不变量理论的前辛动力学,并将其应用于Jacobi力学、关系粒子力学和自由相对论粒子动力学。
2012-10-02 gr-qc
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
Stiffness corrections for f-mode neutron star universal relations
Swarthmore College(斯沃斯莫尔学院)
本研究通过大样本参数化物态方程求解中子星f模,发现现有普适关系残差与物态方程刚度强相关,引入线性修正项后显著提升信噪比预测精度,而f模-潮汐形变度关系仍保持高度普适。
2026-09-25 astro-ph.HE gr-qc
Jacobi-like bar mode instability of relativistic rotating bodies
本文在广义相对论中对刚性旋转均匀流体的长期三轴不稳定性进行了数值研究。在牛顿极限下,这种不稳定性出现在马克劳林和雅可比序列之间的分歧点。在天体物理系统中,它可以由粘性耗散驱动。我们沿着几个恒定的重子质量序列的均匀旋转的轴对称体的压缩参数$M/R = 0-0.275$的不稳定性的开始。我们发现,广义相对论减弱了类Jacobi杆模不稳定性,但稳定化效果不是很强。根据我们的分析,压实参数的动能与重力势能绝对值之比$(T/|W|)_{\rm crit}$的临界值高达0.275,仅比牛顿值高30%。偏心率的临界值依赖于相对论的程度非常弱,$M/R=0.275$是只有2%以上的牛顿值在发病的长期酒吧模式不稳定性。我们比较我们的数值结果与最近的分析调查的基础上后牛顿膨胀。
2002-05-23 astro-ph gr-qc
(In)finiteness of Spherically Symmetric Static Perfect Fluids
本文研究了静态球对称理想流体在牛顿引力和广义相对论中的有限性问题。我们得到的正压状态方程的标准,保证相应的理想流体解具有有限/无限的程度。在牛顿情形下,对于大类单调状态方程,以及在广义相对论中,我们改进了以前的结果。
2002-04-08 gr-qc
Evolution of thin shells in D-dimensional General Relativity
本文考虑了嵌入在$D$维球对称体时空中的奇异类时球超曲面,该时空是具有宇宙学常数的Einstein方程的电真空解.我们分析了不同的可能性,关于标准的$r$坐标的梯度的方向与壳。然后,我们研究了满足主能量条件的任意物质的爱因斯坦方程的动力学。特别是,我们彻底分析了小壳半径和大壳半径限制的渐近动力学。我们还研究了满足主导能量条件的线性正压流体制成的壳的动力学的主要定性方面。最后,我们证明了这类解决方案的弱宇宙审查。
2018-08-12 gr-qc
Significance of Gravitational Nonlinearities on the Dynamics of Disk Galaxies
星系或星系团的可见质量与从它们的动力学推断的质量之间的差异是众所周知的。这个问题的主流解决方案是暗物质。在这里,我们表明,一个不同的方法,符合目前的粒子物理学标准模型和广义相对论,解释了最近观察到的星系重子质量和它的观测到的加速度之间的紧密相关性。使用直接计算的基础上广义相对论的拉格朗日,和参数自由星系模型,我们表明,非线性效应的广义相对论重子物质单独足以解释这一观察。
2020-05-18 astro-ph.GA gr-qc
R-mode oscillations of rapidly rotating barotropic stars in general relativity: Analysis by the relativistic Cowling approximation
我们发展了一个数值方法来获得快速旋转相对论恒星的$r$模式振荡。在本方案中,我们忽略了所有的度规扰动,只考虑未扰动恒星背景时空中流体的动力学(相对论性考林近似)。我们还假设恒星是正压的,即在绝热振荡的假设下对对流中性稳定。我们的数值方案是基于吉田-Eriguchi制定的分析广义相对论的f-模式振荡的考林近似和广义相对论的Karino-Yoshida-Yoshida-Eriguchi的数值方案获得快速旋转的牛顿恒星的振荡的推广。利用这个新的数值格式,得到了在恒星中心压力与总能量密度之比和多变指数保持不变的情况下,沿多变平衡星序列的$r$模振荡频率随转动能与引力能绝对值之比$T/|W|$的变化.发现无量纲振荡频率$σ/Ω$是$T/|W|$的线性递减函数,其中$σ$和$Ω$是在惯性系中测量的恒星在空间无限远处的振荡频率和角速度.我们还发现,$r$模式的振荡频率是高度依赖于相对论性因素$M/R$的明星已经发现在以前的研究中,已被使用的慢旋转近似。这里$M$和$R$分别表示恒星的质量和半径。
2004-12-25 astro-ph gr-qc
Evolution of equal mass binary bare quark stars in full general relativity: could a supramassive merger remnant experience prompt collapse?
我们已经发展了合并的等质量的二元夸克星,其总质量接近的质量脱落极限的均匀旋转的配置,在完全广义相对论流体动力学模拟,旨在调查合并后的结果。特别是,我们已经确定了合并后迅速形成黑洞的阈值质量,通过跟踪最小的失效函数,以及在合并模拟过程中喷出的物质的量。一个半解析调查的基础上所包含的合并残余物的角动量也进行了验证的结果。对于在这项工作中考虑的状态方程,TOV解决方案的最大质量为2.10 $M_\odot$,阈值质量之间的3.05和3.10 $M_\odot$。这一结果与由对称双星中子星合并的数值结果导出的普适关系是一致的(定量误差小于1%)。与中子星的情况相反,阈值质量接近均匀旋转夸克星的质量脱落极限。因此,我们发现,总质量相当于长寿命超大质量残留物(中子星)的夸克星双星,可以在几倍的动力学时间尺度内坍缩成黑洞,这使得夸克星成为通常被接受的中子星双星合并后的例外。我们对夸克星和中子星之间的相似性和差异性提出了解释。
2021-11-01 astro-ph.HE gr-qc
Point Electric Charge in General Relativity
利用适当的规范条件,导出了中心带电点源的Einstein-麦克斯韦方程组的静态球对称解。结果表明,场方程的解是一个依赖于开普勒质量$M$,电荷$Q$和裸质量$M_0$的三参数族。这一结果可以解释为对牛顿引力势和库仑电势的修正,这两个势在质量点所在的中心都是规则的。基于相应时空的非平凡拓扑,导出了对高斯定理的修正。
2004-06-09 gr-qc hep-th
Positive Mass in General Relativity Without Energy Conditions
针对为何观测质量总是正的问题,本文无需量子理论或能量条件,通过分析多种负质量恒星模型证明其动态不稳定,且任何正压负质量恒星必动态不稳定,为经典广义相对论排斥负质量提供证据。
2025-01-17 gr-qc hep-th
Stably stratified magnetized stars in general relativity
我们构造磁化星组成的流体稳定分层的熵梯度在广义相对论的框架内,假设理想的磁流体力学和采用正压状态方程。我们首先重温基本方程描述稳定分层静止轴对称恒星包含极向和环向磁场。作为样本模型,Ioka和Sasaki(2004)考虑的磁化星,其中磁场被限制,被修改为稳定分层的。在这项研究中新构建的磁化恒星被认为是更稳定的比现有的相对论模型,因为他们都有极向和环形磁场具有可比的强度,和磁浮力不稳定性附近的恒星,可以稳定的分层,被抑制。
2012-07-09 astro-ph.HE gr-qc
Universal I-Q relations for rapidly rotating neutron and strange stars in scalar-tensor theories
研究了标度化中子星的快速自转对归一化转动惯量$\bar{I}$和四极矩$\bar{Q}$之间关系的影响。人们必须回答的问题是,在这个制度下,EOS普适性是否被保留,以及与广义相对论的偏差是什么。我们的结果表明,$\bar{I}-\bar{Q}$关系是几乎EOS独立的标量快速旋转的恒星,但与纯爱因斯坦的理论相比,缓慢旋转的情况下增加的差异。一般来说,较小的标量场耦合参数$β$负值导致较大的偏差,但这些偏差低于未来天体物理观测的预期精度,如果一个人认为$β$的值与当前的观测约束。一个重要的注意是,尽管标量张量理论和广义相对论的归一化$\bar{I}-\bar{Q}$关系非常相似,但两个理论中的非归一化转动惯量和四极矩可能非常不同。这表明,尽管$\bar{I}-\bar{Q}$关系在某些方面可能非常有用,但在区分不同的引力理论时,它们可能无法很好地为我们服务。
2014-08-07 astro-ph.HE gr-qc
kiloHertz gravitational waves from binary neutron star remnants: time-domain model and constraints on extreme matter
中子星合并的残余恒星是预期的千赫兹引力波的响亮来源,它传达了极端密度下热物质状态方程的独特信息。对这种信号的观测受到地面干涉仪的光子散粒噪声的阻碍,并对引力波天文学提出了挑战。我们开发了一个分析的时域波形模型的合并后的信号告知数值相对论模拟。该模型完成了有效的单体波形准圆形nonspinning二进制在千赫制度。我们表明,基于模板的分析可以检测合并后的信号,最小的信噪比(SNR)为8,对应于GW 170817的第三代干涉仪的类似事件。使用贝叶斯模型选择和完整的inspiral-merge-postmerge波形模型,可以推断合并的结果是否是一个迅速崩溃的黑洞或残留的恒星。在后一种情况下,最大质量(最紧凑)的非旋转中子星的半径可以精确到千米。我们证明了利用数值相对论模拟推导出的准普适关系推断极端密度下状态方程刚度的可行性。
2020-01-20 astro-ph.HE gr-qc
Numerical models of irrotational binary neutron stars in general relativity
本文报道用广义相对论方法计算了圆轨道上零涡度双中子星的准平衡位形。这些配置预计将代表现实情况,而不是共转配置。在共形平坦的空间三维度规假设下(Wilson-Mathews近似)求解了爱因斯坦方程。恒星内部的速度场通过求解速度标量势的椭圆方程来计算。结果是恒定重子数序列(进化序列)。虽然中心密度随双星分离的减小比共转情况下小得多,但它仍然减小。因此,没有发现恒星在合并前个别坍缩成黑洞的趋势。
1998-12-18 astro-ph gr-qc
Einstein, Barcelona, Symmetry & Cosmology: The Birth of an Equation for the Universe
本文回顾爱因斯坦百年前唯一一次西班牙之行,阐述其经历如何促成爱因斯坦-弗里德曼之争,推动现代宇宙学成为物理理论,并探讨相对论原理与对称性破缺的深层联系。
2023-09-05 gr-qc hep-th physics.hist-ph
Dynamical mass ejection from the merger of asymmetric binary neutron stars: Radiation-hydrodynamics study in general relativity
在数值相对论中,我们对非对称双中子星合并进行了中微子辐射-流体动力学模拟。中子星是由软和适度刚性有限温度状态方程(EOS)。我们发现,动态喷出物的总质量,中子丰度分布,和特定的熵分布等属性依赖于一个独特的方式在一个给定的EOS的二元系统的质量比。对于软物态方程(SFHo),质量比对喷出物总质量的影响很小,但喷出物的平均每重子电子数($Y_e$)和比熵($s$)随质量不对称程度的增加而显著减小.对于刚性状态方程(DD 2),随着质量不对称程度的增加,喷出物总质量显著增加,而$Y_e$和$s$的平均值则适度减小。我们再次发现,只有软EOS(SFHo),总喷出物质量超过$0.01M_\odot$的质量比在本文中选择无关。喷出物具有各种不同的电子数,其平均值约在$Y_e \sim 0.2$和$\sim 0.3$之间,与所采用的状态方程无关,这非常适合r过程重元素(第二和第三峰)的产生,尽管其平均值随着质量不对称程度的增加而减小。
2016-03-07 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR