Thin accretion-disc transfer functions in the q-metric spacetime: quadrupolar lensing signatures
Al-Farabi Kazakh National University（阿尔法拉比哈萨克国立大学）；Kazakh National Women’s Teacher Training University（哈萨克国立女子师范大学）；Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）；Università di Roma “La Sapienza”（罗马第一大学）
本文在q-度规时空中用反向光线追踪研究薄盘图像，构造转移函数，发现四极形变主要引起亮度分布位移和展宽，通量差异不超过2.4%。
2026-09-09 gr-qc
Chaotic dynamics of a spinless axisymmetric extended body around a Schwarzschild black hole
我们研究了史瓦西几何中无自旋扩展体的长期轨道动力学，并表明测试体形状的周期性偏离球对称可能会引发混沌的发生。我们这样做是通过应用狄克逊的形式主义在四极为了一个近球形的身体，其形状之间的振荡长和扁球体。最后用Melnikov方法验证了系统的混沌行为。
2022-07-09 gr-qc nlin.CD
Gravitational signatures beyond Newton: exploring hierarchical three-body dynamics
本文将分层三体中的伴星影响建模为四极微扰，比较牛顿、Schwarzschild与后牛顿轨道进动贡献，并指出其在Sgr A*附近恒星及太阳系小天体观测中的潜在可探测条件。
2025-09-29 astro-ph.HE gr-qc
Strong-gravity precession resonances for binary systems orbiting a Schwarzschild black hole
本研究针对绕超大质量黑洞运行的双星系统，探究其近星点进动与绕黑洞轨道频率的进动共振，发现强引力下相对论潮汐效应使共振谱更丰富，为引力波天文学提供新观测特征。
2025-10-28 astro-ph.GA gr-qc hep-th
Gravitational capture cross-section in Zipoy-Voorhees spacetimes
该研究针对含独立四极参数$q$的Zipoy-Voorhees时空（$q$-metric），分析测试粒子测地线、有效势、轨道参数、俘获截面及光子逃逸角，结果可退化为Schwarzschild时空情形，可用于现实致密天体研究。
2024-12-09 gr-qc
Schwarzschild Black Hole Quantum Statistics from Z(2) Orientation Degrees of Freedom and its Relations to Ising Droplet Nucleation
将以前关于Schwarzschild黑洞的量子引力结果从4维推广到D > 3维，得到能谱E_n = alpha n^{（D-3）/（D-2）} E_P，n= 1，2，.，α = O（1），其中E_P是该时空中的普朗克能量。这个谱意味着D-2维视界的量化面积A_{D-2}（n）普遍具有A_{D-2} = n a_{D-2}的形式，其中a_{D-2}本质上是D维普朗克长度的（D-2）次方。假设基本面积量子根据其两个可能的取向自由度具有Z（2）简并度，则对于第n个能级，简并度d_n = 2^n。具有这种简并的能谱导致量子正则配分函数，其与原始Ising液滴成核模型的经典巨正则配分函数相同，用于D-2空间维度中的一阶相变。与这个模型的类比表明，E_n表示n个视界量子的“液滴”的表面能。利用该模型中所谓的临界液滴的众所周知的性质，可以立即得到史瓦西黑洞的霍金温度和贝肯斯坦-霍金熵。温度和熵的值似乎与描述亚稳态的配分函数的虚部密切相关
2000-05-04 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Through a Black Hole Singularity
我们表明，Kantowski-萨克斯模型的史瓦西黑洞内部可以稍微推广，以适应不同方向的空间度量，并在此制定的运动方程承认一个变量的重新定义，使系统经常在奇点。然后这个系统将以确定性的方式穿越奇点（信息将通过它保存），并演化成时间反演和方向翻转的史瓦西白洞内部。
2021-09-22 gr-qc hep-th
Spin-geodesic deviations in the Schwarzschild spacetime
通过对测地线偏差概念的推广，研究了史瓦西时空中自旋粒子的轨迹对圆测地线的偏差。在Mathisson-Papapetrou-Dixon模型中，假设自旋参数足够小，使得在自旋变量以及测地线偏差中线性化运动方程是有意义的，自旋曲率力向附近测地线所满足的线性常微分方程的二阶系统添加了额外的驱动项。选择测地线运动的初始条件导致的解决方案的偏差完全是由于自旋曲率力，人们发现，自旋粒子的位置为一个给定的固定的总自旋振荡大致在一个椭圆内的平面垂直于运动，而方位角运动经历类似的振荡加上一个额外的长期漂移随自旋方向而变化。
2014-08-21 gr-qc
Gravomagnetic Lensing by NUT Space
利用NUT空间中的零测地线位于空间锥上的事实，我们考虑了光线通过NUT偏转器时的重磁透镜效应。我们表明，这种效果改变了所观察到的形状，大小和方向的源。与史瓦西透镜相比，由于重磁场剪切源的形状，存在额外的剪切（围绕透镜轴的微分扭曲）。因此，重磁单极子可以通过它们在透镜图案中产生的螺旋来识别。在这种情况下获得的所有结果（放大因子、图像方向、图像多重性等）依赖于$Q$，即用NUT度规表示的重磁的强度。通过使该因子等于零，可以恢复通常的史瓦西透镜效应的结果。
1998-12-30 gr-qc
Asymptotic expansions of the Cotton-York tensor on slices of stationary spacetimes
我们讨论了无限远附近的任意片的平稳时空的科顿-约克张量的扩展。从这些扩展它直接遵循的一个必要条件存在的共形平坦片在固定的解决方案是消失的一定数量的四极性质（障碍）。对于克尔解，阻塞不为零。因此，克尔度规不允许共形平坦切片。对Cotton-York张量展开式中高阶解的分析表明，只有史瓦西族解才是允许共形平坦切片的固定解。
2004-05-21 gr-qc
Mathisson-Papapetrou-Dixon equations in the Schwarzschild and Kerr backgrounds
在Kerr背景下，在Mathisson-Pirani条件的假设下，得到了描述自旋粒子运动的精确Mathisson-Papapetrou-Dixon方程的一个新的表示，它不包含坐标的三阶导数.为此，使用自旋粒子的能量和角动量的积分以及Mathisson-Papapetrou-Dixon方程的微分关系。这些方程的形式是适应其计算机集成的目的是调查的影响，自旋曲率相互作用对粒子的行为在引力场没有限制其速度和自旋取向。一些数值例子的史瓦西背景。
2011-10-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quadrupole effects on the motion of extended bodies in Kerr spacetime
根据狄克逊模型，在克尔背景下研究了具有偶极和四极结构的物体的运动，扩展了以前在史瓦西背景下所做的分析。在自旋和四极张量的坐标系分量均为常数的简化假设下，在质心沿赤道圆轨道运动，四个总动量与之一致的条件下，求解了整个演化方程，发现由于天体内部结构的原因，天体的运动偏离了测地线，导致了可测量的效应.假设银心是一个克尔超大质量黑洞，讨论了对绕银心运行的密近双星系统轨道周期测地值的修正.
2009-10-15 gr-qc
Spin-induced motion in black hole spacetime
基于协变哈密顿形式，我们研究了Kerr时空和Schwarzschild时空中自旋测试体的动力学。首次在不截断粒子或黑洞自旋的情况下，导出了Kerr平面中圆轨道的精确解。利用世界线微扰理论得到了一类非圆束缚轨道。结果表明，自旋天体具有倍频特性，因此，除了角位移外，近星点的径向变化与自旋的排列和大小成正比。利用稳定性分析的方法，我们预测了最内层稳定圆轨道（ISCO）的半径与粒子和黑洞自旋的关系。此外，在史瓦西时空中扩展自旋一般取向的微扰技术导致非平面束缚轨道的发展和轨道平面的完全相对论性进动频率的预测。
2021-09-21 gr-qc
Nonequatorial circular orbits of spinning particles in the Schwarzschild-de Sitter background
本文研究了描述Schwarzschild-de Sitter背景中自旋粒子非赤道圆轨道的Mathisson-Papapetrou方程的解析解，并强调了宇宙学常数的作用。它示出，一般来说，一个高度相对论性的速度的粒子是沿这种类型的轨道的运动的必要条件，与位于接近的位置的静力平衡，其中低速度的轨道是可能的。根据粒子的自旋取向与轨道速度之间的相关性，一些可能的非赤道圆轨道是由于自旋-引力耦合对粒子的排斥作用而存在的，另一些则是由于吸引作用而存在的，并分析了相应轨道上粒子的能量值。
2018-12-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Massless polarized particle and Faraday rotation of light in the Schwarzschild spacetime
我们提出了一个无质量极化粒子的显协变拉格朗日量，这意味着所有的动力学和代数方程作为这个变分问题的极值条件。该模型允许与引力场的最小相互作用，导致方程，符合麦克斯韦方程组的几何光学近似。该模型还允许广泛的非最小相互作用，这表明了一种替代的方式来研究电磁辐射的领先秩序以外的几何光学。作为一个具体的例子，我们在史瓦西时空中构造了一个曲率相关的相互作用，预测了偏振平面的法拉第旋转，线性依赖于波的频率。结果，史瓦西时空产生了一种光的角度彩虹：不同频率的波，最初在一个方向上线性偏振，当沿着同一条射线传播时，它们的偏振平面会获得不同的取向。
2021-04-26 gr-qc hep-th math-ph
Gravitational ultrarelativistic interaction of classical particles in the context of unification of interactions
本文研究了史瓦西场中具有自旋的超相对论粒子对随动观测器测得的重磁分量的响应。研究了粒子的自旋轨道加速度与洛伦兹γ因子和自旋取向的关系。半径r= 3 m的具体圆形超相对论轨道被认为是Mathisson-Papapetrou方程的部分解，也是Dirac粒子的高能量子态。给出了黑洞附近质子和电子的数值估计。本文讨论了在超相对论速度下引力和电磁相互作用的定量化趋势
2005-07-07 gr-qc
Detection of intrinsic source structure at ~3 Schwarzschild radii with Millimeter-VLBI observations of SAGITTARIUS A*
我们报告的结果从甚长基线干涉（VLBI）观测的超大质量黑洞在银河系中心，Sgr A*，在1.3毫米（230 GHz）。这些观测是在2013年3月使用夏威夷，加利福尼亚，亚利桑那和智利的六个VLBI站进行的。与早期的观测相比，智利APEX望远镜的增加几乎使阵列中最长基线长度增加了一倍，在南北方向提供了额外的{ \it uv}覆盖范围，并使Sgr A* 的空间分辨率达到$\sim$ 30 $μ$ as（$\sim$ 3 Schwarzschild半径）。即使在最长的基线上，也能探测到辐射源，其可见度振幅为总通量密度的$\sim$ 4-13%。我们认为，这样的通量密度不能单独从星际折射散射，但表明存在紧凑的内在源结构的尺度上的$\sim$ 3史瓦西半径。测得的非零闭合相位排除了点对称发射。我们在简单几何模型的背景下讨论了我们的结果，这些模型捕捉了盘主导模型和喷流主导模型的基本特征和亮度分布，并表明两者都可以重现观测数据。这些模型的共同点是亮度不对称性、方向和特征尺寸，它们与黑洞阴影的预期尺寸相当。未来的1.3毫米VLBI观测具有扩展的阵列和更好的灵敏度，将允许更详细的地平线尺度结构的成像，并承担在黑洞边界的物理过程的深入了解的潜力。
2018-05-23 astro-ph.GA gr-qc
Tidal invariants along the world line of an extended body in the Kerr spacetime
围绕致密天体运行的伸展天体在背景引力场的作用下会发生潮汐形变。由黎曼张量及其沿物体世界线的导数建立的潮汐不变量是研究潮汐相互作用的几何和物理性质的重要工具。例如，我们可以通过构造一个物体固定坐标系来确定物体附近的潮汐势，这需要将费米型坐标系附加到物体本身，而费米型坐标又与时空度规和沿着所考虑的世界线的曲率有关。同样，在有效场论描述的扩展机构有限尺寸的影响被考虑到通过添加到质点行动某些非最小的耦合，其中涉及积分的潮汐不变量沿轨道的身体。在这两种情况下，都需要进行这样的潮汐张量计算。在这里，我们考虑的情况下，自旋体也赋予了非零的四极矩在克尔时空。根据Mathisson-Papapetrou-Dixon模型，在四极阶截断，通过围绕“质心线”的多极展开来模拟身体的结构。四极张量被假定为二次自旋，占旋转变形。当物体沿圆形轨道运动时以及在任意（赤道）运动的情况下，根据规范不变量讨论了电和磁类型的潮汐不变量的行为。通过检查潮汐张量的相关特征值和特征向量完成分析。史瓦西解的极限情况也探讨了在强场制度和弱场限制。
2018-06-20 gr-qc
Time-like geodesic structure for the K-essence Emergent Barriola-Vilenkin type spacetime
对于一个特殊类型的{ \bf k-}本质标量场，{ \bf k-}本质突现引力度规精确地映射到Gangopadhyay和Manna建立的Schwarzschild背景下的Barriola-Vilenkin（BV）型度规上.基于S.我们报告的令人兴奋的功能的时间样测地线结构的存在下，暗能量在紧急重力的情况下，这个Barriola-Vilenkin型度量。在暗能量存在的情况下，我们追踪了{ \bf k-}本质涌现的Barriola-Vilenkin时空的类时测地线的不同轨迹，它与Schwarzchild时空在基本取向上是相同的，但远日点和近日点距离的允许范围有很大的不同.对于一个固定的暗能量密度值，绘制了束缚和非束缚轨道。
2020-04-07 gr-qc hep-th
Absorptive Effects in Black Hole Scattering
本文定义吸收性康普顿振幅，用于计算黑洞散射中的吸收效应，通过Kosower-Maybee-O'Connell形式得到质量变化，并重现后牛顿功率损失，适用于一般自旋和物理Kerr参数。
2025-01-22 gr-qc hep-th
Is it possible to measure new general relativistic third-body effects on the orbit of Mercury with BepiColombo?
最近，威尔计算了水星近日点经度$\varpi$岁差的额外贡献，其量级为$\dot\varpi_\textrm{W}\simeq 0.22$ $\textrm{milliarcseconds per century}$（$\textrm{mas cty}^{-1}$）。这部分是由于某些1 pN的第三体加速度进入行星运动方程的直接结果，部分是由于在用高斯方程分析计算长期近日点进动时，标准的1 pN质点加速度与牛顿$N$ -体加速度同时相互作用的间接混合效应。我们批判性地讨论了混合效应相对于直接效应的实际可测量性。目前太阳角动量$S_\odot$的大小和自转轴${\boldsymbol{\hat{S}}}_\odot$的方向的不确定性影响了由太阳四极质量矩和角动量通过透镜-瑟林效应引起的岁差$\dot\varpi_{J_2^\odot},~\dot\varpi_\textrm{LT}$，使得几乎不可能测量$\dot\varpi_\textrm{W}$，即使假设它完全来自上述1 pN的第三体加速度。另一方面，从Lense-Thirring效应本身的观点来看，由于${\boldsymbol{\hat{S}}}_\odot$中的不确定性导致的错误模型化的四极进动$δ\dot\varpi_{J_2^\odot}$对应于相对论性四极进动的$\simeq 9\%$的偏差。由此产生的模拟误建模的范围和…
2022-12-14 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
On the effect of the light bending phenomenon for a pulsar in a binary with a Kerr black hole
该研究分析 Kerr 黑洞双星中光线弯曲对脉冲星信号、脉冲形状与延迟的影响，发现自旋效应多为纳秒级，而超大质量黑洞可使弯曲延迟提高约三个数量级。
2025-06-06 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
On the Euler-type gravitomagnetic orbital effects in the field of a precessing body
本文解析推导了第一后牛顿近似下，中心体自旋缓慢进动产生的时变引力磁加速度对测试粒子轨道的影响，发现所有轨道要素均存在长期变化，且在恒星-超大质量黑洞场景中效应显著。
2024-09-18 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
The short-period S-stars S4711, S62, S4714 and the Lense-Thirring effect due to the spin of Sgr A$^\ast$
最近，在Sgr A $7.6\,\mathrm{yr}\leq P_\mathrm{b}\leq 12\,\mathrm{yr}$中发现了一些围绕超大质量黑洞（SMBH）运行的短轨道周期S星（S4711，S62，S4714）。它们可以用来测量由SMBH的角动量$\boldsymbol{J}_\bullet$引起的升交点$\mathitΩ$轨道的广义相对论Lense-Thirring（LT）进动。事实上，所提出的数值估计仅在$\boldsymbol{J}_\bullet$与视线完美对齐的特定情况下才成立，但情况似乎并非如此。此外，还倾角$I$和围黑子$ω$的论点进行LT进动的任意取向的$\boldsymbol{J}_\bullet$在空间中。我们明确地显示了解析表达式的$\dot I^\mathrm{LT},\,\dot{\mathitΩ}^\mathrm{LT},\,ω^\mathrm{LT}$在SMBH的自旋极角$i^\bullet,\,\varepsilon^\bullet$通过找到的范围内的值为他们每个人在弧秒每年（$^{\prime\prime}\,\mathrm{yr}^{-1}$）。对于每一颗恒星，相应的$i^\bullet_\mathrm{max},\,\varepsilon^\bullet_\mathrm{max}$和$i^\bullet_\mathrm{min},…
2022-12-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Spin Precession in magnetized Kerr spacetime
本研究解析分析磁化克尔时空中测试陀螺仪的自旋进动，发现磁场会修正进动频率的衰减规律，其特征差异可用于区分黑洞与裸奇点，为强磁环境下的黑洞观测提供可检验预言。
2025-07-16 astro-ph.HE gr-qc hep-th
