Smooth quantum gravity: Exotic smoothness and Quantum gravity
在过去的20年里，奇异光滑性（如奇异$\mathbb{R}^{4}$）与量子场论之间的许多意想不到的关系被发现，其中一些关系植根于与超弦理论和量子引力的关系。因此，我们可以预期奇异光滑性与广义相对论的量子化直接相关。在这篇文章中，我们将支持这一猜想，并通过使用具有奇异光滑结构的光滑四维流形，发展一种新的量子引力方法，称为\emph{smooth quantum gravity}。特别是，我们讨论了一个广泛嵌入的3-流形，我们确定一个量子态的外观。进一步，我们用叶理理论分析了这个量子态，并把它与算子代数中的一个元素联系起来。然后，我们描述了一组几何的，非交换的运营商，绞代数，它可以用来确定一个3-流形的几何。这个算子代数可以被理解为由完整性给出的经典泊松观测代数的变形量子化。这个算子代数的结构通过使用量子化的Connes演算来诱导作用。分析了该作用量的标度行为，得到了大尺度下的经典广义相对论。这种方法有一些明显的性质：有非线性引力子，与格点规范场理论的联系，以及从4D到2D的降维。一些宇宙学的后果，如暴胀阶段的外观也进行了讨论。最后，我们将得到一个简单的图像，从标准的$\mathbb{R}^{4}$到奇异的$R^{4}$的变化是几何的量子化。
2016-01-24 gr-qc hep-th math-ph
Exotic smoothness and particle physics
简要介绍了流形上奇异微分结构。这种数学好奇心可能的物理环境进行了讨论。这个话题虽然是推测性的，但很有趣。
1996-04-23 gr-qc hep-th
The modification of the energy spectrum of charged particles by exotic open 4-smoothness via superstring theory
在本文中，我们提出了一个模型，其中的修改朗道类能级的带电粒子在磁场中确定由于修改光滑的$\mathbb{R}^{4}$的闵可夫斯基时空的基础结构。然后将$\mathbb{R}^{4}$的标准光滑性变换为奇异的$\mathbb{R}_{k}^{4}$、$k=2p$、$p=1,2...$。超弦理论利用标准$\mathbb{R}^{4}$上几乎恒定的强磁场所引起的引力反作用来实现这一点。包含平坦$\mathbb{R}^{4}$的精确弦背景一致地由$SU(2)_{k}\times\mathbb{R}$的弯曲几何形状替换，作为修改的精确背景的一部分。这对应于$\mathbb{R}^{4}$上的平滑度从标准$\mathbb{R}^{4}$到某个外来$\mathbb{R}_{k}^{4}$的变化。谱的计算使用CFT边缘变形和Wess-Zumino-Witten（WZW）模型。边缘变形捕获了磁场的影响以及它的引力反作用。谱依赖于SU（2）上WZW的偶能级$k$。同时作为$H^{3}(SU(2),\mathbb{R})$元素的WZ项也决定了奇异光滑$\mathbb{R}_{k}^{4}$.作为结果，我们得到一个非零的质量间隙出现在光谱中诱导从一个外来的$\mathbb{R}_{k}^{4}$的存在。
2012-07-19 gr-qc hep-th math-ph
On 4-dimensional Lorentz-structures, Dark energy and Exotic smoothness
通常，4-流形$M$的拓扑被限制为允许全局双曲结构$Σ\times\mathbb{R}$。结果是通过使用两个条件获得的：洛伦兹结构的存在和因果关系（没有类时闭合曲线）。在本文中，我们研究的光滑结构的影响，以显示其独立的两个条件。然后我们得到了3-流形$Σ$保持同调不变的拓扑变换的可能性。我们将更仔细地研究具有奇异微分结构的例子$S^{3}\times\mathbb{R}$，以显示宇宙学的一些含义。特别地，我们得到了一个解释的过渡拓扑结构的暗能量。
2011-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the geometrization of matter by exotic smoothness
在这篇论文中，我们讨论了物质是如何从太空中出现的问题。为此目的，我们考虑时空的光滑结构作为物质几何模型的基础结构。对于一类很大的紧致4-流形，椭圆曲面，人们可以应用Fintushel和Stern的纽结手术来改变光滑结构。讨论了这种手术对爱因斯坦-希尔伯特作用量的影响。使用维尔斯特拉斯表示，我们能够表明，在结手术中使用的打结环面表示的旋量满足狄拉克方程，并导致一个无质量的狄拉克项中的爱因斯坦-希尔伯特行动。对于足够复杂的链环和纽结，存在引入规范场作用项的“连接管”（图流形、环面丛）。这两个术语都是真正的几何术语，其特征在于部件的平均曲率。我们还讨论了该理论的规范群为U（1）xSU（2）xSU（3）。
2012-07-26 gr-qc hep-th math-ph
Inflation and topological phase transition driven by exotic smoothness
在本文中，我们将讨论一个模型，它描述了通货膨胀的原因，拓扑转变。指导原则是为时空选择一种奇异的光滑结构。这里我们考虑一个拓扑为$S^{3}\times\mathbb{R}$的时空。在一个奇异的$S^{3}\times\mathbb{R}$的情况下，有一个变化的空间拓扑结构，从一个3-球的同源3-球，可以携带双曲结构。从物理观点出发，我们将讨论爱因斯坦-希尔伯特作用量关于时空分解的路径积分。边界项的加入产生了对配分函数的费米子贡献。一个面积的期望值（相对于某个曲面）呈指数增长，即我们得到暴胀行为。我们将计算这种增加的量作为拓扑不变量。然后，我们将描述这种转变的一个有效的模型，Starobinski或$R^{2}$模型，这是符合目前的测量普朗克卫星。还计算了光谱指数和其他观测量。最后我们得到了一个现实的宇宙学常数。
2014-01-20 gr-qc hep-th math-ph
Cosmological anomalies and exotic smoothness structures
人们似乎普遍认为，明显反常的宇宙学观测，如加速膨胀等，必然与标准的广义相对论和标准物质源不一致。根据Sjuadkowski的建议，我们指出，除了奇异理论和奇异物质，还有另一种可能性。我们指的是${\mathbb R}^4$上的奇异微分结构，它可能是观测到的异常的来源，而不会改变爱因斯坦方程或引入奇怪的物质形式。
2001-10-08 gr-qc
Exotic smoothness, noncommutative geometry and particle physics
我们研究如何异国情调的微分结构可能会揭示自己在粒子物理学。分析是基于A.康纳斯对标准模型的构建。它表明，如果时空流形的副本之一是配备了一个奇异的微分结构，紧凑的对象的几何起源可能存在，即使时空是拓扑平凡的。可能的影响进行了讨论。构造了一个$SU(3)\otimes SU(2)\otimes U(1)$规范模型。这个模型可能并不现实，但它表明了由于时空流形上奇异微分结构的存在，可能会出现什么样的物理现象。
1994-11-24 gr-qc hep-ph hep-th
Exotic Smoothness on Spacetime
本文评述了微分拓扑学的最新发现及其对时空模型和相关理论物理问题的可能意义。虽然不经常注意到，一个特定的光滑性（可微性）结构必须在一个拓扑流形之前，几何或其他结构的物理利益可以讨论。最近的发现感兴趣的是各种令人惊讶的“异国情调”光滑结构的拓扑平凡流形，如${S^7}$和${\bf R^4}$。由于没有两个这样的流形是相互同构的，所以每个这样的流形都代表了拓扑平凡时空的一个物理上不同的模型。也就是说，它们不仅仅是给定时空的不同坐标表示。通往这种结构的道路交织在数学和理论物理学的许多分支中（杨-米尔斯和其他规范理论）。提供了这些主题的概述，然后是有关此类流形的几何和物理的某些结果。虽然奇异的${\bf R^4}$的不能有效地表现出有限的建设，某些存在性和不存在的结果可以说明。例如，它示出的“异国情调”可以被限制在一个类时世界管，提供了一个可能的模型的异国情调的来源。最后提出未来研究的建议与构想。
1996-04-24 gr-qc
On the origin of inflation by using exotic smoothness
在这篇论文中，我们讨论了一个拓扑结构为S^3 x R的时空，但它具有不同的光滑结构，导致了一个暴胀的几何模型，称为几何暴胀。特别是这个时空是不是全球双曲，我们得到一个时间线的空间拓扑变化从3球的同源3球和回来。时空的拓扑保持不变。在这个时空的无限可能的光滑结构中，我们选择了一个由纽结8_{10}构造的具有双曲几何的同调3-球，即允许负标量曲率的齐次度量。我们讨论了FLRW宇宙学由于拓扑结构的改变而引起的加速膨胀。与其他膨胀模型不同，这个过程在有限的时间后停止。或者，拓扑变化也可以由SU（2）值标量场描述。然后我们计算膨胀率（超过60个e-折叠）和能量时间尺度。与物质的耦合也被几何地解释，并且自然地获得再加热过程（以及在膨胀期间的过冷膨胀）。该模型只依赖于一个参数，即同调3球的拓扑不变量，并假设一个普朗克尺度的S^3拓扑宇宙。讨论了模型对初始态的依赖性和量子涨落的几何解释。
2013-01-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A topological approach to Neutrino masses by using exotic smoothness
在本文中，我们将考虑一个具有两个拓扑跃迁的宇宙模型。该模型的光滑四维时空允许其三维切片的拓扑跃迁。整个方法的灵感来自于$S^{3}\times\mathbb{R}$上的一类奇异光滑结构。特别是，这类光滑结构诱导两个拓扑转变。然后，我们能够计算与这些拓扑转变相关的能量尺度。对于第一次跃迁，我们将得到GUT标度的值，第二次跃迁的能量在电弱标度。奇异的$S^{3}\times\mathbb{R}$的拓扑结构决定了尺度的能量和右手无菌中微子的存在。它是跷跷板机制的输入。其次，基于这个模型，我们能够计算出中微子的质量，这与实验符合得很好。最后，我们将再次基于拓扑学来推测为什么会有三代中微子以及中微子和反中微子之间的不对称性。
2019-04-04 gr-qc hep-ph hep-th
Exotic smooth R^4, geometry of string backgrounds and quantum D-branes
在本文中，我们向确定高维超弦理论的4维数据，并考虑这些作为理论的基础结构的第一步。首先，我们利用C* 代数探索R^4的奇异光滑化与NS和D-膜的某些构型之间的联系，包括经典的和（广义的）量子的。当局域在S^3上时，一些小的奇异R^4的效应对应于S^3上B场的弦几何。R^4的奇异光滑性充当S^3上的非零B场。SU（2）WZW模型中D膜在有限k下的动力学行为表明了环境R^4的奇异性。其次，基于奇异光滑R^4与SU（2）WZW模型的积分能级的关系，我们给出了横截于NS 5膜的世界体积的4-空间上的奇异光滑性与NS 5膜的个数之间的对应关系。讨论了全息对偶6维小弦论计算的关系。我们考虑了非交换C* 代数中对应于S^3的余维1叶理的广义量子D-膜，这些广义量子D-膜确定了非整数$[h]\in H^3(S^3,R)$情形下奇异光滑R_h^4的KK不变量。此外，奇异光滑R^4作为开子流形嵌入到某些奇异R^4中，对应于叶理的非交换C* 代数中的广义量子D-膜。最后，我们展示了IIA弦论中R^4的奇异光滑性是如何与D 6膜荷相关联的。在最后一节中，我们构造了球的任意嵌入，并将它们与D-膜荷以及KK理论联系起来。我们猜想量子D-膜是野生嵌入。然后，我们构造了一个量子D-膜的作用，并证明了经典极限（通常的嵌入）与Born-Infeld作用一致。
2010-06-14 gr-qc hep-th math-ph
Exotic Spinorial Structure and Black Holes in General Relativity
我们探索不同的（和互补的）旋量和他们的异国情调的同行的看法，链接到黑洞的存在。此外，我们调查的霍金辐射发射率的奇异项的影响，以及它的极端情况下，渐近平坦的黑洞解的广义相对论。我们表明，在某些情况下，排放率极端条件固定的方程，从该方程中可以推断出的外来项。
2018-10-16 gr-qc
Exotic Smoothness and Physics
根据最近的数学发现，拓扑平凡的时空模型，特别是最简单的时空模型${\bf R^4}$，具有丰富的多样性，其中没有两个结构是相互同构的，因而也没有两个结构是标准的，可微结构在物理学中起着重要的作用。这就意味着物理学有一整套新的结构可用于时空模型。这些可以被认为是新的全局特征的来源，但不是正确的拓扑特征。本文回顾了微分拓扑学的一些背景知识，并讨论了可微结构在任何物理理论的陈述中所起的作用，回顾了非同构是广义相对论原理的核心。一些关于发现外来物种的历史，非标准的、可区分的结构被审查。一些新的结果表明这种奇异结构的空间局域化的描述和推测的可能的机会，这种结构的物理理论的进一步发展。
1994-05-04 gr-qc
General Relativity Resolves Galactic Rotation Without Exotic Dark Matter
在广义相对论中，星系被模拟为静止的轴对称无压流体。对于所考虑的弱引力场，场方程和运动方程最终导致一个线性和一个非线性方程的角速度的流体密度。结果表明，银河系、NGC 3031、NGC 3198和NGC 7331的自转曲线与可见物质在扁平盘中的质量密度分布一致。因此，不需要一个巨大的外来暗物质晕。对于这些星系，我们确定发光阈值的质量密度为10^{-21.75} kg·m$^{-3}。
2005-07-26 astro-ph gr-qc hep-th
Localized Exotic Smoothness
Gompf的端和技术被用来建立一个无限的非同构流形的存在，所有具有相同的平凡${\bf R^4}$拓扑结构，但其中的异国情调的可微结构被限制在一个区域，这是空间有限的。因此，平滑度在拓扑上（但不平滑）为${\bf B^3}\times {\bf R^1}$的区域之外是标准的，其中${\bf B^3}$是紧凑的三球。该区域的外部与标准${\bf R^1}\times {\bf S^2}\times{\bf R^1}$同构。在时空图中，被限制的奇异性扫过一个世界管，它被证明可能是爱因斯坦方程某些非标准解的来源。结果表明，光滑的洛伦兹签名度量可以从适当定义的区域，包括外部（标准）区域上给出的度量在全球范围内继续。对于史瓦西解的Kruskal形式的拓扑${\bf S^2}\times {\bf R^2}$，也提供了类似的构造。这导致了爱因斯坦度量的存在，这是外部相同的标准黑洞的，但没有一个可以是全球性的标准对象的同构。柯西问题的某些方面也讨论了${\bf R^4_Θ}$ \models是“半标准”，说所有的$t<0,$，但其中$t$不能是全局光滑的。
1994-04-04 gr-qc
Exotic Differentiable Structures and General Relativity
我们回顾了微分拓扑学的最新发展，特别关注它们对物理理论，特别是广义相对论的可能意义。特别是，我们在这里关注的是发现非标准的存在，（“fake”或"exotic“）拓扑简单流形（如$S^7$、\R和$S^3\times {\bf R^1}.$）上的可微结构由于光滑情况中涉及的技术困难，我们从一个容易理解的玩具例子开始，看看复杂结构的选择在两个-空间真空静电学然后，我们简要地回顾了涉及到拓扑流形上的可微结构的数学形式，拓扑同态及其物理意义。我们总结了重要的工作米尔诺，弗里德曼，唐纳森，和其他人在发展中国家的奇异微分结构著名的拓扑流形。最后，我们讨论了这些结果的一些几何含义，并提出了一些可能的物理含义，这些新的流形，以前从未被认为是物理模型。
1992-12-03 gr-qc
Beyond general relativity: designing a template-based search for exotic gravitational wave signals
精确的波形模型，描述完整的演变紧凑的双星是至关重要的极大似然检测框架，测试的预测广义相对论（GR）和调查的可能性，一个替代理论的重力。与GR的偏差可以表现为GW信号的后牛顿（PN）定相系数的数值的细微变化。一旦搜索流水线确认了明确的信号检测，就常规地测量和报告各种PN阶的信号定相系数的偏差。由于搜索模板本身不包含任何偏离GR的信息，它们可能会错过与广义相对论有显著偏离的天体物理信号。我们提出了一个参数化的基于模板的搜索异国情调的引力波信号超越广义相对论，通过将偏差信号的相位系数在不同的后牛顿订单的搜索模板。我们提出了新的搜索的关键方面，如搜索量的改进及其对参数空间各个部分的影响。特别是，我们证明了一个因素x2的搜索灵敏度（在一个固定的误报率），超越GR异国情调的信号，通过使用搜索模板，承认一系列偏离广义相对论。我们还介绍了对LIGO O1数据的10天持续时间的重新分析结果，包括GW 150914事件的时间，突出了与标准搜索的差异。我们指出了未来研究的几个方向，包括如何使新的搜索计算更有效。
2022-07-21 gr-qc
Exotic compact objects and light bosonic fields
本文研究轻非规范玻色场对奇异致密天体外部时空的影响，指出除非假设其与标准模型或重场完全退耦，否则会导致对广义相对论黑洞时空的显著偏离。
2024-07-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Exotic solutions in General Relativity: Traversable wormholes and 'warp drive' spacetimes
广义相对论是一个非常成功的理论，至少对于弱引力场来说，它有很好的实验基础。它的预言范围从黑洞的存在、引力辐射到宇宙学模型，预言了一个原始的开始，即大爆炸。所有这些解都是通过首先考虑物质的合理分布，并通过爱因斯坦场方程确定几何的时空度规而得到的。然而，人们可以在相反的方向上求解爱因斯坦场方程，也就是说，人们首先考虑一个有趣的和奇异的时空度规，然后找到负责相应几何的物质源。通过这种方式，人们发现这些解决方案中的一些具有特殊的性质，即“奇异物质”，涉及违反零能量条件的应力-能量张量。这些几何也允许封闭的类时曲线，具有各自的因果关系违反。这些解决方案主要是有用的“gedanken-experiments”和作为理论家的广义相对论的基础探测，包括可穿越的虫洞和超光速的“曲速驱动”时空。因此，人们可能倾向于将这些几何表示为爱因斯坦场方程的“奇异”解，因为它们违反了能量条件并产生封闭的类时曲线。在这篇文章中，除了广泛探索有趣的功能，特别是这些“异国情调的时空”的物理性质和特点，我们还分析了其他非平凡的广义相对论几何生成封闭的类时曲线。
2007-10-24 gr-qc
Volume Integral Theorem for Exotic Matter
通过对违反平均内能条件的物质提出一个精确的积分量词，回答了广义相对论中关于奇异物质体积积分定理的一个重要问题。用已知的广义相对论的静态、球对称可穿越虫洞解与反号动力学项最小耦合标量场进行了检验。改进后的量词与可穿越的虫洞可以由任意少量的奇异物质支持的原理是一致的。
2004-12-17 gr-qc
Dyonic Simpson Visser black-bounce spacetime surrounded by an exotic Einstein cluster in general relativity
Universidad Surcolombiana（南哥伦比亚大学）；University of Malta（马耳他大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）
本文提出双荷辛普森-维瑟黑洞反弹时空作为广义相对论精确解，由爱因斯坦星团与电磁场共同提供源项，实现正则黑洞时空。
2026-10-30 gr-qc
Potentially observable cylindrical wormholes without exotic matter in general relativity
所有已知的爱因斯坦方程的解描述旋转圆柱形虫洞缺乏渐近平坦性，因此不能描述虫洞入口作为我们宇宙中的局部对象。为了克服这个困难，虫洞的解决方案加入到平坦的渐近区域在某些表面$Σ_-$和$Σ_+$。因此，整个配置包括三个区域，内部一个包含一个虫洞喉，和两个平坦的外部的，认为在旋转参考系。使用一种特殊的各向异性流体尊重弱能条件（WEC）作为重力源在内部区域，我们表明，这种配置的参数可以选择在这样一种方式，即在两个交界面上的物质$Σ_-$和$Σ_+$也尊重WEC。封闭的类时曲线被证明是不存在的建设在整个配置。这似乎是在广义相对论中获得的第一个规则的两次渐近平坦虫洞的例子，没有奇异物质，也没有封闭的类时曲线。
2019-05-10 gr-qc
An Axiom System for General Relativity Complete with respect to Lorentzian Manifolds
本文介绍了广义相对论的几个公理系统，并证明了它们相对于广义相对论的标准模型是完备的，即，到具有相应光滑性的洛伦兹流形。
2013-10-05 gr-qc math.LO
Exotic compact objects: a recent numerical-relativity perspective
本文从数值相对论视角综述奇异致密天体的研究，强调通过模拟评估其动力学稳定性并提取引力辐射，以判断其能否成为真实天体物理实体并与引力波观测对比。
2024-06-07 gr-qc
Numerical relativity surrogate models for exotic compact objects: the case of head-on mergers of equal-mass Proca stars
本文提出了等质量Proca星正面并合引力波信号的高精度代理模型，分为两阶段和整体两类，失配度低于$10^{-3}$，并成功应用于贝叶斯参数推断和GW190521分析。
2024-07-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Search for exotic gravitational wave signals beyond general relativity using deep learning
本文提出一个基于深度学习的框架，利用GR模板训练的神经网络探测超越广义相对论的奇异引力波信号，在GW150914事件上表现优异，为发现传统搜索遗漏的信号开辟新途径。
2025-07-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Exotic Black Holes
黑洞解可以用来阐明广义相对论和量子物理学中的一般问题。黑洞的头发，熵和裸奇点被认为是在这里，随着暴胀宇宙的情况下的一些影响。
1994-04-08 gr-qc
Comment on `Smooth and Discontinuous Signature Type Change in General Relativity'
Kossowski和Kriele推导了特征变化曲面上度量的边界条件。我们指出，它们的推导不仅基于某些光滑性假设，而且基于爱因斯坦场方程的假定形式。由于场方程在符号变化时不存在标准形，因此它们的结论不是不可避免的。我们在这里表明，一个较弱的配方是可能的，其中限制较少的光滑性假设，（略有不同的形式）的爱因斯坦场方程是满意的。特别是，在这个公式中，有可能有一个有界的能量动量张量在签名的变化，而不满足他们的条件，外在曲率消失。
1996-10-26 gr-qc
Generating gravitational waveform libraries of exotic compact binaries with deep learning
当前的引力波探测依赖于理论波形库的存在。因此，发现新的物理与全球变暖需要图书馆的非标准模型，这是计算上的要求。我们讨论了如何使用深度学习框架来生成从模拟数据集（例如，从数值相对论模拟）中“学习”的新波形。具体来说，我们使用生成对抗网络（GAN）的WaveGAN架构。作为一个概念的证明，我们提供了这个神经网络（NN）的样本（$>500$）波形的碰撞外来紧凑的对象（Proca星），从数值相对论模拟。将样本分为训练集和验证集，我们表明，在足够大的训练次数后，NN可以产生12%至25%的合成波形，与验证集的波形重叠匹配至少95%。我们还表明，神经网络可以用来预测重叠的匹配分数，90%的准确度，新的合成样本。这些都是令人鼓舞的结果，使用GANs的数据增强和插值的背景下，GWs，以覆盖整个参数空间，说，外来紧凑的二进制，而不需要密集的数值相对论模拟。
2022-03-02 gr-qc
A linear response relation in general relativity with applications to dense matter relativistic stars
本文提出受扰 Einstein 张量与应力-能量张量间的线性响应形式体系，借统计物理与随机过程研究相对论性恒星的介观尺度扰动，为星震学及极端条件观测提供新基础。
2025-07-26 gr-qc
General relativistic magnetohydrodynamic simulations of accretion onto exotic compact objects
本文综述了奇异致密天体吸积的广义相对论磁流体动力学模拟研究，涵盖非Kerr黑洞和无事件视界致密天体等多种对象，并展望了该领域的未来研究方向。
2024-09-04 astro-ph.HE gr-qc
Structure of neutron, quark and exotic stars in Eddington-inspired Born-Infeld gravity
我们考虑的结构和物理性质的特定类别的中子，夸克和“exoti”的恒星在Eddington启发Born-Infeld（EiBI）引力。后者在真空中简化为标准的广义相对论，但在物质存在时呈现出不同的引力场行为。本文导出了球对称位形（质量连续性和Tolman-Oppenheimer-Schmidoff）的平衡方程，并对中子和夸克物质的不同状态方程进行了数值求解。更具体地说，恒星模型，描述的刚性流体，辐射状，多方和袋模型夸克状态方程明确构建在广义相对论和EiBI引力，从而允许这两个引力模型的预测之间的比较。作为一个一般的结果，事实证明，对于所有考虑的状态方程，EiBI引力星的质量比他们的广义相对论同行。此外，球对称场方程的精确解EiBI引力，描述了一个“异国情调”的明星，减少压力，但增加能量密度，也得到。作为一个可能的天体物理学应用所获得的结果，我们建议，恒星质量的黑洞，质量范围内的$3.8M_{\odot}$和$6M_{\odot}$，分别可能是EiBI中子或夸克星。
2013-05-28 astro-ph.SR gr-qc hep-th
Magnetic Surfaces in Stationary Axisymmetric General Relativity
本文导出了一种构造具有非光滑甚至不连续Ernst势的定常轴对称电真空时空的电磁面源的新方法。这可以被看作是一些经典势理论结果的推广，因为势的连续性的缺乏与偶极子密度有关，而光滑性的缺乏与偶极子密度有关。特别是，这种方法对于构建磁场的偶极源很有用。这种形式主义涉及解决一个线性椭圆型微分方程的边界条件在无穷远。作为一个例子，两个不同的模型的表面密度的Kerr-Newman电真空时空。
2004-04-01 gr-qc
Shock Wave Interactions and the Riemann-flat Condition: The Geometry behind Metric Smoothing and the Existence of Locally Inertial Frames in General Relativity
我们证明了引力度规在GR中激波处的本质光滑性，即爱因斯坦方程弱解的PDE正则性问题，是由我们引入并命名为{ \it Riemann平坦条件}的几何条件决定的.黎曼平坦条件决定了引力度规的本质光滑性是否是比黎曼曲率张量更正则的两个全导数。这提供了一个几何框架的开放的问题，是否{ \it正则性奇点}（点的曲率是在$L^\infty$，但基本的光滑度的引力度量是唯一的Lipschitz连续）可以创建的激波相互作用在GR，或是否Lipschitz度量在冲击总是可以平滑一个级别的$C^{1,1}$通过坐标变换。作为推论的想法，我们给出了一个证明，局部惯性框架总是存在于一个自然的意义上的冲击波度量在球对称时空，独立的度量本身是否可以被平滑到$C^{1,1}$本地。后者的结果产生了一个明确的程序（类似于黎曼正常坐标在光滑时空）为Lipschitz度量构造局部惯性坐标，是一个新的正则性结果GR解决方案所构建的格里姆计划。
2019-10-28 gr-qc math.DG
Generation of Source Terms in General Relativity by differential structures
本文讨论了切丛中微分结构的选择与光滑联络的关系。对于奇异的$S^7$，我们得到了微分结构改变后的曲率修正，这是规范变换不能忽略的。在更有趣的情况下，四维我们得到一个修正的连接所构建的嵌入表面的交叉点。这种修正在广义相对论的方程中产生了一个源项，它可以被解释为嵌入表面的能量-动量张量。
1996-10-09 dg-ga gr-qc hep-th
Accounting for exotic matter and the extreme radial tension in Morris-Thorne wormholes of embedding class one
弯曲时空嵌入高维平坦时空一直是广义相对论中的一个有趣话题，例如诱导物质理论。本文讨论嵌入类1的时空，即，可以嵌入到五维平坦时空中的时空。爱因斯坦的理论允许第五维是类空的或类时的。通过假设后者，本文解决了两个基本问题，莫里斯-索恩虫洞，外来物质的起源和经常无法解释的巨大径向张力在喉部。
2022-01-31 gr-qc
Black holes in General Relativity and beyond
最近从黑洞双星系统中探测到的引力波与广义相对论的预言惊人地一致。在这篇教学性的迷你评论中，我将通过黑洞双星系统演化的不同阶段的物理学，对它们中的每一个提供定性的物理解释。我还将简要地描述，如果引力是用一个扩展或变形了广义相对论的理论来描述的，或者如果双星的组成部分被证明是比黑洞更奇特的致密物体，这些相位将如何被修改。
2019-06-14 astro-ph.CO gr-qc
Homogeneity, Isotropy, and Determinism Force a Quadratic Spacetime Interval: A Derivation of Relativity Without Light
本文通过光滑性、均匀性、各向同性和惯性运动决定论等物理原理，证明不变间隔函数必为二次型的幂，从而导出洛伦兹或欧几里得几何。
2026-06-25 gr-qc math-ph math.DG
The warp drive: hyper-fast travel within general relativity
它显示了如何，在广义相对论的框架内，没有虫洞的引入，它是可能的修改时空的方式，允许宇宙飞船以任意大的速度旅行。通过宇宙飞船后面的时空的纯粹局部膨胀和宇宙飞船前面的时空的相反收缩，在扰动区域之外的观察者所看到的比光速更快的运动是可能的。由此产生的扭曲让人想起科幻小说中的“曲速驱动”。然而，正如虫洞所发生的那样，为了产生像这里讨论的时空扭曲，需要奇异物质。
2000-09-05 gr-qc
Cosmological Tests of General Relativity with Future Tomographic Surveys
未来的弱透镜巡天将绘制出物质扰动和引力势的演化图，从而在宇宙尺度上对广义相对论进行新的检验。他们将探讨物质超密度，局部曲率和牛顿势之间的关系。这些关系可以在其他引力理论中或通过大质量中微子或外来暗能量流体的影响进行修改。我们引入两个函数的时间和规模占任何这样的修改的线性制度。我们使用主成分分析，找到这些功能的宇宙学数据将约束的本征模。约束模式的数量给出了一个独立于模型的预测，即有多少描述偏离广义相对论的参数可以被约束，以及$w(z)$。模式的尺度和时间依赖性告诉我们哪些理论模型将得到更好的检验。
2009-12-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A discontinuous Galerkin method with artificial viscosity geared toward numerical relativity applications
Florida Atlantic University（佛罗里达大西洋大学）；CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico IST, Universidade de Lisboa UL（里斯本大学高等技术学院物理系CENTRA研究中心）
本文提出一种带人工粘性的局部间断伽辽金方法，通过平滑度指示器仅在非光滑单元添加粘性，成功处理激波并首次在广义相对论流体动力学中演化单个中子星。
2026-10-07 gr-qc
Embedding procedure and wormhole solutions in $f(Q)$ gravity
在广义相对论（GR）中出现的一个有趣的解决方案是虫洞，但到目前为止还没有被观察到。这个奇异的解决方案描述了一个连接两个不同宇宙或同一宇宙中两个不同点的拓扑桥。已知可穿越虫洞解违反了广义相对论中的所有能量条件，导致其不稳定性。在这项工作中，我们将推出新的虫洞解决方案的$f(Q)$重力，其中$Q$是非度规标量，这是负责的引力相互作用。利用嵌入方法推导出了约束这些虫洞解的能量条件。这一过程包括重写广义相对论给出的解的密度和压力。然后，来自新的引力理论的非平凡贡献被嵌入到密度和压力的有效方程中。随着我们的方法，我们仔细分析了两个家庭的$f(Q)$模型，我们使用了两种不同的形状函数来建立虫洞的解决方案，这些$f(Q)$模型。我们将提出新的方案，在奇异物质的存在下，满足SEC或DEC能量条件的可穿越虫洞的可能性。
2022-07-12 gr-qc hep-th
Non-Stationary Wormholes and Matter Source Reconstruction in General Relativity
Universidade Federal do Ceará（塞阿拉联邦大学）
该研究在广义相对论框架下，结合类Simpson-Visser正则化与Cuscuton场构建非稳态虫洞，分析两类虫洞的物质源支撑条件，推导标度条件并揭示正则渐近平直虫洞的构造限制。
2026-11-04 gr-qc hep-th
Introducing Physical Warp Drives
阿尔库别雷曲速引擎是广义相对论中的一个奇特解决方案。它允许超光速旅行，代价是大量负质量密度的物质。因此，阿尔库别雷曲速引擎被广泛认为是非物质的。在这项研究中，我们开发了一个模型的一般翘曲驱动时空在经典相对论，包括所有现有的翘曲驱动的定义，并允许新的度量没有最严重的问题，目前在阿尔库比耶解决方案。我们提出了第一个一般模型亚光速的正能量，球对称翘曲驱动器;构建超光速翘曲驱动解决方案，满足量子不等式;提供优化的Alcubierre度规，减少两个数量级的负能量需求;并引入一个翘曲驱动时空中的空间容量和时间的速率可以选择在一个可控的方式。从概念上讲，我们证明了任何翘曲驱动器，包括Alcubierre驱动器，是一个壳的定期或异国情调的材料以一定的速度惯性移动。因此，任何曲速引擎都需要推进力。我们表明，一类亚光速的，球对称的翘曲驱动时空，至少在原则上，可以构建的基础上，今天人类已知的物理原理。
2021-02-17 gr-qc
Comments on the Non-Commutative Description of Classical Gravity
我们发现一个单参数家庭的拉格朗日描述的经典广义相对论的四分之一，这不是c-数。相反，它们服从奇异的对易关系。这些非对易性质在理论的度量部分消失了，在那里，克里斯多夫符号和黎曼张量是普通的对易对象，它们由度量张量的通常表达式给出。虽然度规张量不是一个c-数，我们认为，所有的测量可以在这个理论是与c-数，因此，我们的一个参数家庭的变形规范理论（零挠率的情况下）的共同不变部门是物理等价于爱因斯坦的广义相对论。
1998-05-07 gr-qc hep-th
On a class of stable, traversable Lorentzian wormholes in classical general relativity
众所周知，洛伦兹虫洞必须被违反零能量条件的物质穿过。我们唯象地描述这样的奇异物质的一般类微观标量场拉格朗日和制定的必要条件，洛伦兹虫洞的存在强加给他们。在相当一般的假设下，这些条件被证明是强限制性的。满足所有这些条件的最简单的拉格朗日量描述了一个具有反号动力学项的最小耦合无质量标量场。爱因斯坦方程的精确的、非奇异的、球对称的解来源于这样一个场，确实描述了可穿越的虫洞几何形状。这些虫洞的特征在于两个参数：它们的质量和电荷。其中，零质量的是特别简单的，允许我们解析地证明其稳定性下的任意时空依赖的扰动。我们将我们的论点扩展到非零质量的解决方案，并得出结论，这些解决方案中至少有一个非零的措施是稳定的。
2002-01-15 gr-qc
Exotic Low Density Fermion States in the Two Measures Field Theory: Neutrino Dark Energy
本文在双测度场论（TMT）中研究了宇宙学背景下的一种新的场论效应。TMT是另一种引力和物质场论，其中当费米子物质的能量密度远大于暗能量密度时，费米子物质的引力相互作用被简化为广义相对论的引力相互作用。在这种情况下，第五个力的问题也自动解决。在相反的极限中，费米子能量密度和标量场暗能量密度的大小变得相当，非相对论性费米子可以以一种非常不寻常的方式参与宇宙膨胀。在一个充满均匀标量场和均匀分布的非相对论中微子的晚时宇宙玩具模型中，这些态的一些特征是：中微子质量随m ~ a^{3/2}增加;中微子气体状态方程接近w=-1，即中微子表现为一种暗能量;总的中微子质量随m ~ a ^{3/2}增加而增加。（标量场+中微子）状态方程也接近w=-1;这样的宇宙的总能量密度小于它在仅充满标量场的宇宙中的能量密度。给出了一个解析解。暗能量的域结构似乎是可能的。我们推测CLEP态中微子的衰变可能既是宇宙射线的起源，也是宇宙后期超加速的原因。从这个意义上说，CLEP态在非常低的密度和非常高的粒子质量下同时展示了新的物理学。
2006-03-17 astro-ph gr-qc hep-th
Constitutive Geometry of the Effective Vacuum Sector of Pseudo-Complex General Relativity
San Diego State University（圣地亚哥州立大学）；University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）；Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS)（法兰克福高等研究所）；J.W. von Goethe Universität（约翰·沃尔夫冈·冯·歌德大学）；International Center for Relativistic Astrophysics Network (ICRANet)（国际相对论天体物理中心网络）；Universidade Federal do Rio Grande do Sul（南里奥格兰德联邦大学）
研究伪复广义相对论中有效真空的本构结构，将有效真空张量分解为各向同性与横向贡献，确定对数横向面积应变是最小标量本构坐标。
2026-10-09 gr-qc
Wormhole modeling in $R^2$ gravity with linear trace term
Morris和Thorne \cite{morris1}利用爱因斯坦广义相对论的概念提出了可穿越的虫洞，一种假想的连接工具。本文考虑广义相对论的修正（特别是Harko等人定义的引力理论$f(R,T)$），研究可穿越虫洞解。函数$f(R,T)$被认为是$f(R,T)=R+αR^2+βT$，其中$α$和$β$是控制参数。虫洞结构度规中出现的形状和红移函数对虫洞解的发展有重要贡献。我们考虑了具有对数形函数的可变和常数红移函数。能量条件进行了检查，几何配置进行了分析，并确定了喉的半径，以便在没有外来物质的情况下有虫洞的解决方案。
2020-04-30 gr-qc
How loud are echoes from exotic compact objects?
LIGO合作对引力波（GW）的首次直接观测激发了对广义相对论（GR）的不同测试，包括在GR波形之后寻找致密物体合并的额外脉冲。这些搜索的动机来自另一种建议，即最终的紧凑对象可能与黑洞（BH）不同，缺乏事件视界和中心奇点。在量子引力修正的推动下，理论预测无水平线的物体是引力坍缩的最后阶段。在这样一个假设的情况下，这个奇异的致密天体（ECO）将在$r_{\rm ECO}=r_{+}(1+ε)$呈现（部分）反射表面，而不是在$r_{+}$呈现事件视界。对于这类物体，入射波不会完全消失，会产生二次脉冲，最近的文献称之为回波。然而，在很大程度上未知的ECO反射率是决定性的信号的幅度，细节也取决于祖紧凑型二进制的初始条件。在这里，第一次，我们获得的第一个回波的可检测性的估计，使用扰动描述的inspiral合并器振铃波形和物理动机的ECO反射率。质量相当的双星会有更强的第一次回声，提高了探测的机会。对于类似GW 150914的情况，第一回波的检测将需要范围$\sim 20-60$中的最小振铃信噪比（SNR）。最乐观的回声探测方案可能已经在未来几年被LIGO探测到。随着灵敏度的预期提高，我们估计每年有一个或两个事件在O4期间具有第一次回波检测所需的SNR。
2021-01-13 gr-qc
Phantom fluid supporting traversable wormholes in alternative gravity with extra material terms
虫洞是连接时空中不同区域的隧道。它们最初是作为爱因斯坦的广义相对论理论的一种解决方案而获得的，根据这一理论，它们需要被一种奇异的各向异性物质填充。在目前的意义上，我们所说的“奇异物质”是指不满足能量条件的物质。在这篇文章中，我们提出了一个替代的重力理论，提出了一个额外的材料（而不是几何）在其引力作用的虫洞建模。我们的解决方案是从著名的特殊情况下的虫洞度规势，命名为红移和形状函数，并产生虫洞填充的幻影流体，即流体的状态方程参数$ω<-1$。在得到虫洞物质含量的解的基础上，我们还应用了能量条件。这些特点进行了仔细讨论。
2018-07-04 gr-qc
Black hole solutions of modified gravity theories
本论文的主要工作是在一个比广义相对论更一般的框架下，通过考虑宇宙学常数、高维数、奇异物质场或高曲率项的存在，探索多毛黑洞。这些对广义相对论的扩展可以在弦论的背景下推导出来。也正是通过研究对广义相对论的自然扩展，我们才能更深入地理解爱因斯坦的理论。首先，我们将展示广义相对论的理论，特别是它的基石，我们将给出我们之后需要的数学工具。然后，第一个扩展将详细介绍更高的维度和p-形式的字段，构成自然推广的电磁相互作用。我们将在这个框架中建立新的静态黑洞解，其中p型场允许塑造视界的几何形状。其次，我们将介绍爱因斯坦理论在任何维度上的一般推广，它产生二阶场方程：洛夫洛克理论。我们将确定在这方面的一大类解决方案，在6维的理论是减少到爱因斯坦-高斯-邦纳理论的存在下，p-形式的领域。第三，我们将研究广义相对论在四维中的推广，它的修正是由共形耦合的标量场引起的。我们将展示一个新的黑洞解与一个平坦的视界中存在的轴子场。在结束这篇论文之前，我们将研究这些引力理论的物理方面。这样，我们将能够确定这些新的解决方案的质量和电荷，我们将检查相变现象中存在的共形标量场。
2012-10-31 gr-qc
