Concise estimate of the expected number of detections for stellar-mass binary black holes by eLISA
研究了利用改进的激光干涉空间天线（eLISA）探测类似于GW 150914的河外双星黑洞的前景。我们发现，大多数检测到的二元黑洞将不会合并在合理的观测周期内的eLISA在任何配置。虽然长臂探测器是非常需要的，以促进多波段引力波天文学通过增加合并双星的检测，总检测的数量也可以通过改善加速度噪声增加。单色近似的工作原理，以及获得半定量的功能，观测前景的非合并双星，清楚地表明参数的依赖性。我们的估计还表明，在误差体积中的星系数量是如此之小，宿主星系可能是唯一确定的高置信度。
2016-08-29 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
eLISA: Astrophysics and cosmology in the millihertz regime
本文件介绍了欧洲新引力波天文台（NGO）任务（源自先前的LISA提案）将提供的令人兴奋的和全新的科学和天文学。该任务（我们将其非正式名称称为“eLISA”）将首次调查低频引力波波段（约0.1 mHz至1 Hz），具有足够的灵敏度来检测z = 15的有趣的单个天体物理源。eLISA飞行任务将以高灵敏度发现和研究各种宇宙事件和系统：星系合并而聚集在一起的大质量黑洞双星的合并;在分级星系和黑洞增长时期，早期质量较小的黑洞的合并;轨道上的恒星质量黑洞和致密恒星刚好掠过当代星系核中大质量黑洞的视界;我们银河系中极其紧凑的白矮星双星，是关于双星演化和未来Ia型超新星的丰富信息来源;可能最有趣的是，不确定和不可预测的来源，例如暴胀的遗迹和大爆炸后直接进入的破坏性时代。eLISA的测量将允许对这些具有高信噪比的信号进行详细的研究，解决欧空局的宇宙观方案在天体物理学和宇宙学领域提出的大多数关键科学问题。它们还将在强场动力学范围内对广义相对论进行严格的检验，这是其他任何方法都无法探测到的。该文件不仅描述了科学，而且概述了任务设计和轨道。
2012-01-17 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Numerical simulation of time delay interferometry for eLISA/NGO
eLISA/NGO是一个新的引力波探测方案，其臂长为10^6 km，在LISA的基础上缩小了一个干涉仪。就像LISA和ASTROD-GW一样，为了获得eLISA/NGO所需的灵敏度，激光频率噪声必须被抑制到低于二次噪声，如光路噪声，加速度噪声等。在以前的论文中，我们已经使用CGC 2.7星历对LISA和ASTROD-GW进行了单臂故障的时间延迟干涉测量（TDI）的数值模拟。结果远低于其各自的限制，激光频率噪声需要被抑制。在本文中，我们遵循相同的程序来模拟时间延迟干涉术的数值。为此，我们使用CGC 2.7星历框架，从2021年1月1日开始计算eLISA/NGO航天器的一组1000天优化任务轨道。然后，我们使用数值方法来计算剩余的光程差在第二代TDI解决方案，在我们以前的论文。对于计算的所有配置，最大路径长度差低于13 mm（43 ps）。它远低于eLISA/NGO要求抑制的激光频率噪声限值。我们比较并讨论了由于不同任务提案的不同臂长而产生的差异- eLISA/NGO，一个NGO-LISA类型的任务，标称臂长为2 x 10^6 km，LISA和ASTROD-GW。
2013-01-30 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Low-frequency gravitational-wave science with eLISA/NGO
我们回顾了新引力波天文台（NGO，a.k.a.）的预期科学性能。eLISA），这是欧洲航天局正在研究的一项任务，将于21世纪20年代初发射。eLISA将探测低频引力波天空（从0.1 mHz到1 Hz），检测和表征整个宇宙中各种各样的系统和事件，包括星系合并而聚集在一起的大质量黑洞的合并;恒星质量黑洞和致密恒星的螺旋进入银河系中央黑洞;银河系中有数百万个超紧凑的双星，它们既分离又有质量转移;还有可能是不可预见的来源，比如来自早期宇宙的残余引力波辐射。eLISA的高信噪比测量将为宇宙的结构和历史提供新的见解，并将在其强场动力学机制中测试广义相对论。
2012-09-12 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Improved analytic extreme-mass-ratio inspiral model for scoping out eLISA data analysis
天基引力波探测器eLISA已被选为欧空局L3任务，任务设计将在本十年末完成。为了准备未来几年的任务规划，将使用模拟数据挑战来解决数据分析中的几个悬而未决的紧迫问题，这些挑战来自2015年底发射的LISA探路者卫星的仪器测量。这些数据挑战将需要准确和计算上负担得起的波形模型，用于预期的来源，如恒星质量致密物体进入大质量黑洞的极端质量比吸入（EMRI）。以前的数据挑战利用了Barack和Cutler的著名分析EMRI波形，由于其不匹配的径向，极向和方位角频率，这些波形在数小时内生成速度非常快，但相对于更准确的波形而言是去相位的。在本文中，我们描述了一种增强的Barack-Cutler模型，该模型使用频率映射到正确的Kerr频率，以及更新的演化方程和简单的拟合到更精确的模型。增强的波形保持相位数月，并且可以在几乎没有额外计算成本的情况下生成。
2015-10-21 astro-ph.HE gr-qc
Supermassive Black Hole Tests of General Relativity with eLISA
由Yunes和Pretorius设计的参数化后爱因斯坦（ppE）方案，它引入了修正后牛顿系数的频域引力波形，以模拟替代理论的重力，我们计算分析时域波形，经过数值傅里叶变换，旨在代表（相位校正）ppE波形。在这种形式主义中，替代理论通过对相位和频率的修正来表现自己，正如广义相对论（GR）所预测的那样，在不同的后牛顿（PN）阶。为了提出一个通用的测试替代理论的重力，我们假设的耦合常数的每一个替代理论是明显的积极的，允许的GR波形的更正是积极的或消极的。通过探索大规模的黑洞二进制GR波形的检测和参数估计校正的时域ppE信号的能力，使用当前的eLISA配置（为欧空局宇宙视觉L3任务），我们证明，在高于1PN阶的相位和频率的校正，GR波形是足够的检测和估计替代理论信号的参数。然而，对于在0和0.5 PN阶引入校正的理论，GR波形不能覆盖整个参数空间，需要使用非GR波形进行检测和参数估计。
2015-01-16 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Testing Chern-Simons Modified Gravity with Gravitational-Wave Detections of Extreme-Mass-Ratio Binaries
从极端质量比（EMRI）双星中探测引力波，包括围绕大质量黑洞运行的恒星质量致密物体，是空间低频引力波探测器的主要目标之一，如激光干涉仪空间天线（LISA或eLISA/NGO）。这种系统发出的长持续时间引力波形编码了大质量黑洞的强场区域的结构，内旋发生在该区域。因此，EMRI的探测和分析将使我们能够研究大质量黑洞的几何形状，并确定它们的性质是否与广义相对论所预测的一样，甚至可以测试广义相对论是否是描述这些系统动力学的正确理论。为了实现这一点，需要在其他引力理论中建立EMRI模型来描述引力波的产生。在本文中，我们探讨在何种程度上EMRI观测与LISA或eLISA/NGO可能能够区分广义相对论和一个特定的修改，它被称为动态陈-西蒙斯修改重力。我们的分析是基于一个参数估计的研究，使用近似的重力波形通过辐射绝热方法获得的，并限制在一个五维子空间的EMRI配置空间。这包括一个陈-西蒙斯参数，它控制着引力偏离广义相对论的强度。我们发现，如果动力学陈-西蒙斯修正引力理论是正确的，像LISA甚至eLISA/NGO这样的天文台应该能够测量陈-西蒙斯参数，误差小于5%。如果广义相对论是真正的理论，这些天文台应该把这个参数的界限定在xi^（1/4）< 10^4 km的水平上，这比目前太阳系的界限好四个数量级。
2012-08-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Origin and Implications of high eccentricities in massive black hole binaries at sub-pc scales
本文概述了星系合并过程中形成的亚秒差距大质量黑洞双星的偏心率演化。在恒星和气体环境中，MBHB在进入引力波（GW）观测领域之前，预计会增长较大的轨道偏心率。我们重新访问预测的偏心率检测的空间激光干涉仪（作为拟议的ELISA/NGO）的两种环境。接近聚结时，许多MBHB仍将保持可检测的离心率，范围从<10^{-5}到<~ 0.5。恒星和气体驱动的动力学导致不同的分布，后者有利于更大的偏心率。在较大的二元分离，当发射的GWs将被观测到脉冲星定时阵列（PTA），预期的偏心率通常是相当大的，在0.01-0.7的范围内，这对信号建模和检测算法提出了一个重要的问题。在这个窗口中，大偏心率也有建议的电磁对应的GW信号，我们简要回顾的影响。
2011-11-16 astro-ph.CO gr-qc
The evolution of massive black holes and their spins in their galactic hosts
[摘要] [.]我们研究质量和自旋的大规模黑洞的演化在半分析的星系形成模型，遵循沿合并树的暗物质晕的演变，以及重子组件（热气体，恒星和气体凸起，恒星和气体星系盘）。这使我们能够研究质量和自旋演化的大规模黑洞在一个自洽的方式，考虑到气体存在于星系核的吸积阶段和合并过程中的影响。此外，我们提出的预测，作为一个函数的红移，为一部分的气体丰富的黑洞合并-其中合并前的自旋对齐由于所施加的环双星盘的重力-磁力矩-而不是气体贫乏的合并，其中合并前的自旋方向大致各向同性。这些预测可以通过LISA或类似的空间引力波探测器（如eLISA/NGO或SGO）进行测试。
2014-04-16 astro-ph.CO gr-qc
Post-Newtonian Evolution of Massive Black Hole Triplets in Galactic Nuclei: I. Numerical Implementation and Tests
大质量黑洞双星（MBHB）被认为是低频域引力波（GW）的主要来源，正在进行和即将进行的脉冲星定时阵列活动和未来的星载任务，如{ \it eLISA}。然而，在现实的天体物理环境中，许多低红移的MBHB可能无法达到足够小的分离，以允许显着的GW排放，而是在（子）pc尺度轨道上失速。这个“最后秒差距问题”可以通过第三个大质量黑洞（MBH）--“入侵者”--的出现得到缓解，在某些条件下，它的作用可以迫使内部的MBHB在一个非常偏心的轨道上，从而允许强烈的GW发射，最终导致合并。详细评估的过程中，最终驱动的诱导Kozai-Lidov振荡的MBHB轨道，需要一个广义相对论的治疗和列入外部因素，如牛顿进动的入侵者轨道在银河系的潜力和硬化散射了背景恒星。为了解决这个问题，我们开发了一个三体后牛顿（PN）代码框架中的一个现实的银河系的潜力，包括非耗散1 PN和2 PN条款，和耗散条款，如2.5PN效应，轨道硬化的外二进制，和影响的动力学摩擦的入侵者动力学的早期阶段。在这一系列的第一篇论文致力于研究从宇宙学的角度来看，MBH三胞胎的动力学，我们描述，测试和验证我们的代码。
2016-06-30 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Quantization of massive scalar fields over axis symmetric space-time backgrounds
在Schwinger-DeWitt近似下，分析了耦合到任意引力场位形的标量场的量子拉格朗日量和能量动量张量的重整化平均值，直到质量倒数的二阶.圆柱对称的情况被认为是。这些结果为研究与圆柱形标量场位形量子化有关的反作用问题的迭代解提供了出发点。由于Klein-Gordon场运动方程的齐次性，一般结果对于在零或非零平均场配置上执行量子化也是有效的。作为应用，本文导出了在黑弦时空背景下的量子平均拉格朗日量和能量动量张量的紧致解析表达式。
2007-01-24 gr-qc
Black hole formation from massive scalar fields
结果表明，存在一个参数范围，在这个参数范围内，球对称质量标量场的引力坍缩可以被看作是坍缩的尘埃。这意味着黑洞的形成取决于初始场的大小和质量以及标量场的质量。
1997-02-27 gr-qc
The Challenges in Gravitational Wave Astronomy for Space-Based Detectors
引力波（GW）宇宙包含了丰富的来源，这些来源经过适当的处理，将以前所未有的方式打开宇宙。通过观测到高红移的大质量黑洞双星，我们应该开始探索种子黑洞的形成过程，并跟踪星系演化到今天。对极端质量比的观测将使我们能够探索本地宇宙中的星系中心，同时也提供了对广义相对论的检验，并限制了哈勃常数的值。在我们银河系中探测到致密双星可能使我们能够模拟银河系中的恒星演化。最后，宇宙（超）弦和随机背景的探测将有助于我们约束宇宙学模型。然而，所有这些不仅取决于我们解决源和进行参数估计的能力，而且还取决于我们定义最佳数据分析策略的能力。在这次演讲中，我将研究欧空局L3宇宙视觉任务eLISA在GW天文学方面面临的挑战。
2014-06-26 astro-ph.IM gr-qc
Quantum stress tensor for massive vector field in the space-time of a cylindrical black hole
本文利用Schwinger-DeWitt近似解析计算了静态黑弦中耦合到引力场位形的大质量矢量场的重整化量子能量动量张量的分量。一般的结果被用来调查的量子化物质场的逐点能量条件，它表明，他们违反了在某些区域的时空，特别是黑洞的视界。
2010-08-07 gr-qc
Charged massive scalar field configurations supported by a spherically symmetric charged reflecting shell
用\it解析方法研究了与球对称带电反射壳线性耦合的束缚态带电质量标量场组态的物理性质。为此，我们在半径为$R$和电荷为$Q$的带电壳层的背景下，求解了具有适当质量$μ$、电荷耦合常数$q$和球谐指数$l$的静态标量场的Klein-Gordon波动方程。证明了无量纲不等式$μR<\sqrt{(qQ)^2-(l+1/2)^2}$给出了复合带电球壳层-带电双标量场组态存在性的一个上界。有趣的是，我们明确地表明，{ \it离散}频谱的壳半径$\{R_n(μ,qQ,l)\}_{n=0}^{n=\infty}$，可以支持静态的束缚态带电大质量标量场配置可以解析地确定。我们通过数值计算证实了我们的分析结果。
2017-03-15 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Vacuum polarization of massive spinor fields in static black-string backgrounds
本文利用Schwinger-DeWitt近似解析地计算了耦合到任意柱对称引力场组态的大质量旋量场的量子拉格朗日量和相应的能量动量张量分量的重整化平均值，直到质量倒数的二阶.利用这些一般性结果，在黑弦时空的特殊背景下，得到了量子平均拉氏量和能量动量张量的紧致解析表达式。
2007-09-02 gr-qc
Vacuum polarization of massive fields in the spacetime of the higher-dimensional black holes
在高维静态球对称黑洞时空中，构造并研究了具有一般曲率耦合参数的量子化质量标量场的真空极化$\langle ϕ^{2}\rangle_{D},$，重点研究了带电的Tangherlini解以及极值和超极值组态.对于$4 \leq D \leq 7$给出了真空极化的显式解析表达式。对于共形耦合场的应力-能量张量的轨迹和真空极化之间的关系进行检查，这需要在Schwinger-DeWitt展开的高阶项的知识。
2018-05-12 gr-qc
On the Possibility that Ultra-Light Boson halos host and form Super-massive Black Holes
一些观测表明在巨大星系的中心存在超大质量黑洞。然而，这些物体形成的机制仍然不完全清楚。在这项工作中，我们审查了另一种机制的形成银河SMBHs。这就是超轻标量场配置的崩溃，扮演着暗物质晕的角色。一些作品已经研究了这种情况下，并调查其可行性。关于玻色子星，标量场结构坍缩成致密物体的理论已经被广泛研究，在这项工作中，我们将这样的结果外推到托管中心SMBH的星系晕模型中。我们构造了一个最简单的超轻标量场位形，它位于Schwarzschild时空中，用于模拟具有准静态极限的SMBH的星系系统。这个模型适用于在吸积阶段后期脱离吸积阶段的系统，也适用于那些进入非常缓慢的吸积阶段的系统，例如一些早期型的巨型椭圆星系和星系核。另一方面，事件视界望远镜最近对人马座A的直接观测将开启一个探索银河系深内星系区域的时代，这将使我们能够测试和区分各种暗物质模型。因此，我们使用我们的模型向这个方向迈出了第一步。我们推导了这种暗物质引起的恒星运动学，以获得黑洞对星系深处可见物质速度场可观测特征的影响信息。因此，我们计算径向速度，加速度和速度分散密度的一些现实情况。
2017-04-24 gr-qc
Spectroscopy of Kerr black holes with Earth- and space-based interferometers
我们估计目前和未来的干涉引力波探测器的潜力，以测试克尔性质的黑洞通过“引力光谱学”，即测量多个准正规模式的频率从残余的黑洞合并。使用人口综合模型的恒星质量的黑洞双星的形成和演化，我们发现，旅行者级干涉仪将是必要的，以执行这些测试。局部宇宙的引力光谱学可能会成为爱因斯坦望远镜的常规，但像宇宙探索者这样40公里的设施是超越$z\sim 3$的必要条件。相比之下，类似ELISA的探测器每年应该进行几次--甚至数百次--这样的测试，这取决于大质量黑洞形成模型的不确定性。许多天基光谱测量将发生在高红移，测试克尔黑洞的强引力动力学，在宇宙学修正广义相对论的领域（如果它们发生在自然界）必须是显着的。
2016-09-05 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Reissner-Nordström black holes supporting non-minimally coupled massive scalar field configurations
最近已经证明，静态的空间规则的标量场，这是非最小耦合到一个带电的中心黑洞的电磁场，可以支持在黑洞时空的外部区域。本文利用{ \it解析}方法研究了无量纲大质量体系$μr_+\gg1$（$μ$和$r_+$分别是支撑标量场的固有质量和中心支撑黑洞的外视界半径）中外支撑线性化标量场组态（标量“云”）的物理和数学性质.特别地，我们导出了表征组合黑洞非最小耦合线性化标量场组态无量纲耦合参数的离散共振谱$\{α_n(μ;Q/M)\}_{n=0}^{n=\infty}$的一个非常紧凑的解析公式.这种共振谱的物理意义源于这样一个事实：对于给定的无量纲黑洞电荷$Q/M$，基本（最小）本征值$α_0(μ)$决定了复合黑洞-黑洞-质量场系统的临界存在线，这条边界线将非线性耦合的多毛带电黑洞-质量标量场组态与光秃秃的Reissner-Nordström黑洞分开。本文的分析结果得到了直接数值计算的证实。
2020-05-20 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Massive stealth scalar fields from field redefinition method
本文提出了一种标量场与引力耦合作用原理的单参数变形方法，该方法产生了具有大质量隐形场组态的新模型，即能量动量张量为零的模型。该方法适用于广泛的一类模型，我们提供了三个例子。特别是，我们观察到，在标准的大规模标量作用原理的情况下，各自的变形行动包含隐形配置，它保留了大量的未变形模型。我们还观察到，在后一个例子中，大质量（非隐形）场的能量-动量张量的影响可以被变形参数放大或阻尼，或者隐形场的质量。
2018-06-29 gr-qc hep-th
Stationary bound-state massive scalar field configurations supported by spherically symmetric compact reflecting stars
最近已经证明，渐近平坦的中性反射星的特点是一个有趣的无头发的财产。特别是，它已被证明，这些{ \it horizonless}紧凑的对象不能支持空间规则的{ \it静态}物质配置的标量（自旋0）场，矢量（自旋1）场，和张量（自旋2）场。在本文中，我们将明确证明，球对称紧凑的反射星可以支持{ \it静态}（而不是静态）的束缚态质量标量场在其外部时空区域。为此，我们解析地解决了Klein-Gordon波动方程的线性化标量场的质量$μ$和适当的频率$ω$弯曲的背景下的球对称紧凑的反射星的质量$M$和半径$R_{\text{s}}$。证明了这些稳态合成星场组态的存在状态可用简单的不等式$1-2M/R_{\text{s}}<(ω/μ)^2<1$刻画。有趣的是，在弱自引力星的$M/R_{\text{s}}\ll1$体系中，我们导出了一个非常紧凑的共振振荡频率离散谱$\{ω(M,R_{\text{s}},μ)\}^{n=\infty}_{n=1}$的{ \it解析}公式，该谱表征了静态组成的紧凑反射星线性化标量场位形。最后，我们用直接数值计算验证了解析推导的合成星场组态共振公式的准确性。
2018-07-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Anisotropic Fluid Model for Massive Boson Stars: Spherically Symmetric Configurations
Montana State University（蒙大拿州立大学）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）
本文提出一个各向异性唯象流体模型，用于高效构建球对称大质量玻色子星，通过拟合各向异性轮廓和有效状态方程，将计算成本降低约10倍，并提供Python求解器。
2026-10-08 astro-ph.HE gr-qc
Charged reflecting stars supporting charged massive scalar field configurations
最近发表的Hod，Bhattacharjee和Sarkar的无毛定理揭示了一个有趣的事实：无水平线的致密反射星{ \it不能}支持由标量场、矢量场和张量场组成的空间规则构形。在本论文中，我们明确证明了在这些研究中观察到的有趣的无毛行为不是致密反射星的一般特征。特别地，我们将证明带电反射星{ \it}可以在它们的外部时空区域支持{ \it带电}大质量标量场组态。为此，我们解析求解的特征Klein-Gordon波动方程的线性化带电标量场的质量$μ$，电荷耦合常数$q$，球谐指数$l$的背景下的球对称紧凑的反射星的质量$M$，电荷$Q$，半径$R_{\text{s}}\gg M,Q$。有趣的是，证明了支持带电质量标量场组态的恒星半径离散集$\{R_{\text{s}}(M,Q,μ,q,l;n)\}^{n=\infty}_{n=1}$由合流超几何函数的特征零点决定。根据这个简单的观察，我们推导出一个非常紧凑的分析公式的离散光谱的恒星半径在中间制度$M\ll R_{\text{s}}\ll 1/μ$。通过直接数值计算证实了解析推导的共振谱。
2018-03-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Primordial inhomogeneities from massive defects during inflation
我们考虑暴胀期间局部大质量缺陷的印记，如黑洞或大质量黑洞。大量的缺陷破坏了背景的均匀性。我们考虑缺陷的物理史瓦西半径远小于暴胀哈勃半径的限制，因此允许进行微扰分析。计算了标量和引力波功率谱中的不均匀性。我们得到了曲率扰动功率谱中偶极、四极和八极各向异性的振幅，并确定了缺陷与CMB球的相对构型，在该构型中可以产生大的可观测的偶极不对称性。我们观察到一个奇怪的反射对称性，其中的配置中的缺陷是内部的CMB同动球具有相同的不均匀方差作为其镜像配置中的缺陷是外部的CMB球。
2016-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gauss-Bonnet black holes supporting massive scalar field configurations: The large-mass regime
最近已经证明，具有空间规则视界的黑洞可以支持外部标量场（标量毛状配置），这些场与弯曲时空的高斯-邦纳不变量非最小耦合。组成的黑洞标量场系统的特征在于临界存在线$α=α(μr_{\text{H}})$，对于给定质量的支持标量场，标志着自发标量化现象开始的阈值[这里$\{α,μ,r_{\text{H}}\}$分别是场论的无量纲非最小耦合参数，标量场的固有质量和中心支持黑洞的视界半径]。在本文中，我们使用分析技术，以探讨的物理和数学性质的边缘稳定的组合黑洞线性标量场配置的程函制度$μr_{\text{H}}\gg1$大场质量。特别是，我们推导出一个非常紧凑的分析公式的临界存在线$α=α(μr_{\text{H}})$的系统，从组成的毛茸茸的（标量化）黑洞场配置分离裸史瓦西黑洞时空。
2021-01-06 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Numerical simulation of time delay interferometry for new LISA, TAIJI and other LISA-like missions
LISA Pathfinder在证明LISA无阻力要求方面的成功为利用空间飞行任务探测低频和中频全球引力波铺平了道路。新的LISA GW任务建议使用2.5 Gm（1 Gm = 106 km）的臂长。TAIJI GW任务建议使用3 Gm的臂长。为了获得所需的灵敏度，激光频率噪声必须被抑制到低于次级噪声，如光路噪声，加速度噪声等。在以前的论文中，我们已经进行了数值模拟的时间延迟干涉（TDI）的原始LISA，ASTROD-GW和eLISA，以及一个LISA类飞行任务，标称臂长为2 Gm，使用CGC2.7/CGC2.7.1星历框架。在本文中，我们遵循相同的程序来模拟新的LISA任务和太极任务的时间延迟干涉术的数值与LISA的臂长1，2，4，5和6 Gm的任务。计算得到的第二代TDI的光程差为新的LISA，TAIKI，和LISA类任务或臂长1，2，4，5和6 Gm远低于其各自的限制，激光频率噪声需要被抑制。然而，对于第一代X、Y和Z TDI配置，原始要求需要放宽3至30倍才能满足。对于新的LISA和TAIJI，大约一个数量级的弛豫将是好的，并推荐;鉴于激光稳定性的最新进展，这可以根据激光稳定性要求来承担。与X、Y和Z相比，X+Y+Z配置确实具有良好的路径长度差消除，并且可以用作空字符串检测检查。我们编译和比较各种TDI配置的差异，由于不同的臂长的各种LISA样的任务建议和ASTROD-GW任…
2017-12-10 astro-ph.IM gr-qc
Gravity induced entanglement of multiple massive particles with large spin
本研究探讨多自旋大质量粒子系统中的量子纠缠生成率，通过广义斯特恩-格拉赫干涉仪分裂粒子轨迹，考虑牛顿势引力相互作用，数值找到三、四粒子系统最优自旋极角，发现纠缠量随粒子数和自旋增加而增加，中心有粒子的棱镜配置纠缠率最佳。
2025-11-12 gr-qc quant-ph
Structure of neutron stars in massive scalar-tensor gravity
我们计算了具有大质量标量场的二阶导数标量-张量引力理论中的球对称中子星模型族。我们提出的数值方法，使我们能够计算所产生的时空无限半径使用松弛算法上的紧化网格。我们讨论了由此得到的中子星模型的弱标化分支和强标化分支的结构，以及它们对理论的标量扇区和张量扇区之间的线性和二次耦合参数$α_0$、$β_0$以及标量质量$μ$的依赖性。对于高度负值的$β_0$，我们遇到的配置类似于“引力原子”，由一个高度紧凑的重子星周围的标量云。基于结合能计算的稳定性分析表明，这些配置是不稳定的，我们希望他们迁移到模型与径向减少重子密度{ \it和}标量场强度。
2020-08-31 astro-ph.HE gr-qc
Massive white dwarfs in $f(R,L_m)$ gravity
本文研究了大质量白矮星（MWD）在修正引力（$f(R,L_m)$引力）下的平衡位形，其中$R$代表Ricci标量，$L_m$代表拉格朗日物质密度.我们关注的是特定病例$f(R,L_m) = R/2 + L_m + σRL_m$，即，我们已经考虑了重力场和物质场之间的非最小耦合，其中$σ$是耦合常数。这是第一次将该理论应用于白矮星，特别是研究大质量的白矮星，这是近年来人们非常感兴趣的话题。平衡构型预测的最大质量是在Ekrasekhar质量极限之上。该理论最重要的影响是显著增加半径小于2000公里的恒星的质量。我们发现，该理论可以容纳不同的恒星组成的超白矮星白矮星。除此之外，该理论恢复了半径大于3000 km的恒星的广义相对论结果，与$σ$的值无关。
2022-06-18 astro-ph.HE gr-qc
Ringed accretion disks: evolution of double toroidal configurations
本文研究了由两个环构成的环形吸积盘，它们围绕中心超大质量Kerr黑洞的赤道平面旋转。根据Paczynski力学平衡破坏，讨论了宏观位形（环状盘）中每个环的不稳定相的出现。在完整的广义相对论处理，我们认为在这些配置的演变的表征相关的克尔时空的几何形状的影响。在不同时空中的环的稳定性的讨论，使我们能够确定特定类别的中心克尔吸引子依赖于他们的无量纲自旋。作为这种分析的结果，我们设置的环形磁盘的环的形态和它们的旋转相对于中央黑洞和彼此的进化方案的限制。该系统的不稳定相动力学对于与活动星系核（AGN）中超大质量黑洞吸积有关的高能现象和类星体中X射线辐射中可观测到的极高能现象具有重要意义。
2017-04-13 astro-ph.HE gr-qc
Possible formation mechanism of multistate gravitational atoms
本文提出了薛定谔-泊松（SP）系统两个平衡基态解在正交态下的碰撞，作为SP系统具有球分量和第一偶极分量的混合态解的形成机制.通过数值求解两个正交状态的SP系统来模拟碰撞，考虑迎面相遇，并使用具有不同迎面动量的初始配置之间的各种质量比。结果表明，质量较小的组态夹断质量较大的组态，并沿碰撞轴重新分配其密度。这两个状态的时间平均密度类似于单极和偶极贡献的双态平衡配置的物质分布。
2022-06-30 astro-ph.GA gr-qc
RADs energetics and constraints on emerging tori collisions around super-massive Kerr Black Holes
我们提供了可能的配置和相互作用的两个共面环面围绕中心克尔黑洞（BH）的限制，依赖于它的无量纲自旋。两个环面的配置可以直接链接到目前的模型具有银河BH X射线发射的遮蔽。讨论了各个环面不稳定相的出现，并研究了环面碰撞。第一个简单的质心能量的评估证明，碰撞能量效率的无量纲BH自旋增加。我们探讨的现象学方面的共转和反转环面通过分析性质的轨道环形配置相关的流体焓通量，质量通量，质量吸积率，和尖点光度在两种情况下的共转和反转流体依赖于SMBH自旋。分析最终导致了共转与反转环面的性质的比较研究，表明两个吸积环面只能在非常特定的条件下围绕中心克尔吸引子运行。我们的结果还表明，这些双环系统的不稳定相的动力学对于在X射线发射中可以观察到的高能现象以及活动星系核和类星体中的极高能现象具有重要意义。
2019-03-14 astro-ph.HE gr-qc
Bayesian Analysis of Massive Boson Star Models for Sagittarius A* Using Near-Infrared Astrometry Data
Beihang University（北京航空航天大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）
本文通过近红外视差数据对Sagittarius A*进行贝叶斯分析，比较了玻色星与黑洞模型，发现两者在现有数据下无法区分。
2026-05-10 astro-ph.HE gr-qc
No hair for spherically symmetric neutral black holes: nonminimally coupled massive scalar fields
证明了球对称渐近平坦中性黑洞不能支持由与引力非最小耦合的大质量标量场构成的空间规则静态位形。有趣的是，我们的紧凑无毛定理是有效的通用值的无量纲物理参数$ξ$的量化之间的耦合强度的标量场和时空曲率。
2020-02-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Determining the surface density distribution in massive galactic disks with a central black hole
本文提出了一种有效的方法，它可以计算中心有孤立质点的平衡圆盘构型中的表面密度分布，该平衡圆盘构型对应于已知的角速度分布。我们证明了存在的上限比“质量的银河盘/质量的中央黑洞”，这基本上取决于旋转曲线的形式。
2002-11-01 astro-ph gr-qc
Casimir Effect and Gravitational Balance: a Search for Stable Configurations
TU Wien（维也纳工业大学）；Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Pontificia Católica Universidad de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）；Silesian University in Opava（奥帕瓦西里西亚大学）；Universitat Politècnica de València（巴伦西亚理工大学）
本文研究了Casimir力在对抗引力收缩中的作用，探讨了在弱场极限下实现稳定平衡配置的可能性。
2026-02-02 gr-qc hep-th
Stellar equilibrium configurations of white dwarfs in the $f(R,T)$ gravity
本文研究了白矮星在修正的引力理论$f(R,T)$引力下的平衡位形，其中$R$和$T$分别代表Ricci标量和能量动量张量的迹.考虑函数形式$f(R,T)=R+2λT$，以$λ$为常数，得到了该理论的流体静力平衡方程。导出了白矮星的质量、半径、压强和能量密度等物理性质及其与参数$λ$的关系。当$λ$值为负值时，当它减小时，会发现质量更大、体积更大的白矮星。平衡组态预测了白矮星的最大质量极限，略高于克拉塞卡极限，与标准重力结果相比，具有更大的半径和更低的中心密度。$f(R,T)$理论对大质量白矮星最重要的影响是与GR和$f(R)$的结果相比半径增加。通过与大质量白矮星的观测数据比较，我们还发现了$λ$的一个下限，即$λ>- 3\times 10^{-4}$。
2017-11-24 astro-ph.SR gr-qc hep-th
Massive Vector Particles Tunneling From Noncommutative Charged Black Holes and its GUP-corrected Thermodynamics
本文研究了带电大质量玻色子$W^{\pm }$（自旋为1的粒子）从非对易带电黑洞如带电RN黑洞和带电BTZ黑洞中的隧穿过程.应用WKB近似和Hamilton-Jacobi方程，我们导出了这些黑洞组态的隧穿速率和相应的Hawking温度。此外，我们还利用GUP证明了量子引力对非对易RN黑洞Hawking温度的影响。隧穿率表明，辐射偏离纯热性，是符合一个潜在的酉理论。
2016-04-26 gr-qc hep-th
Off-Diagonal Deformations of Kerr Black Holes in Einstein and Modified Massive Gravity and Higher Dimensions
我们发现一般的非对角时空度量和物质来源的一般参数化在广义相对论（GR）和修改后的重力场方程解耦时，某些类型的非完整参照系。当基本几何/物理对象的系数依赖于所有时空坐标时，这使我们能够通过相应的生成和积分函数和/或常数类来构造各种类型的精确解。这样的（修改）时空显示Killing和non-Killing对称性，描述非线性真空配置和宇宙学和相互作用常数的有效极化。我们的方法可以扩展到更高的维度，简化了一些嵌入和非完整约束的四维配置的证明。我们重现克尔解决方案，并展示了如何变形成新的类的通用的非对角解决方案依赖于3-8时空坐标的非完整。精确解的某些例子进行了分析，并确定的贡献，新类型的相互作用与源的大质量重力和/或修改的f（R，T）重力。我们的结论是，通过考虑一般的非对角非线性参数的相互作用在GR它是可能的，以模仿各种效果在大规模和/或修改的重力，或区分某些类别的“通用”修改的重力解决方案，不能在GR编码。
2014-10-26 gr-qc hep-th
Axisymmetric, stationary collisionless gas configurations surrounding black holes
讨论了黑洞周围的静止气体云的性质，假设气体是由遵循史瓦西时空中空间约束测地线轨道的无碰撞全同质量粒子组成。考虑了单粒子分布函数的几种模型，导出了描述相关宏观观测量的基本公式，如电流密度四矢量和应力-能量-动量张量。这是通过将这些可观测量重写为对运动常数的积分以及对积分范围的仔细分析来实现的。特别是，我们提供了有限的总质量和角动量的配置。这些配置和他们的非相对论对应的牛顿势之间的差异进行了分析。最后，我们的配置相比，其流体动力学类似物，“波兰甜甜圈”。
2022-09-12 astro-ph.HE gr-qc
Spinning Kerr black holes with stationary massive scalar clouds: The large-coupling regime
本文研究了与自旋克尔黑洞线性耦合的静态大质量标量场的Klein-Gordon波动方程。特别地，利用WKB近似，我们导出了描述大耦合区$Mμ\gg1$（这里$M$和$μ$分别是中心黑洞的质量和标量场的本征质量）中静态组合Kerr黑洞质量标量场组态的标量场质量离散谱的一个简洁公式.我们确认我们的解析推导公式的克尔标量场质谱的数值数据，最近出现在文献中。
2016-11-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Finite Energy of Black Holes in Massive Gravity
在GR中，自引力物体的静态引力势在大距离处为1/r，任何较慢的下降都会导致无穷大的能量。我们证明了在一类四维质量引力理论中存在具有有限总能量的球对称解，其渐近行为慢于1/r，一般形式为$r^γ$ .这表明具有非标准渐近性的构形很可能是物理的。这种效应是由于一个只与引力耦合的额外场，它允许物质产生的静电势发生变化，同时平衡了明显无限的能量预算。
2011-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Three-dimensional general relativistic Poynting-Robertson effect. III. Static and non-spherical quadrupolar massive source
本文研究了一个非球形的紧致物体产生的引力场和辐射场中的一个测试粒子的三维运动，该物体具有由Erez-Rosen度规描述的质量四极矩，而辐射场包括广义相对论的Poynting-Robertson效应，来自于位于紧致物体外部的刚性旋转的球形发射源.在弱场近似下，恢复了二维描述，导出了受辐射场影响的试验粒子的运动方程。这个动力学系统承认存在一个临界超曲面，即引力和辐射力平衡的区域。显示不同输入参数集的选定测试粒子轨道。临界超曲面上的可能构型可以是向赤道环的纬向漂移，也可以是悬浮轨道。通过一种简单的计算方法讨论了多个超曲面解的存在性。我们还以图形方式证明了临界超曲面在李雅普诺夫理论中是稳定的配置。
2020-06-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Acoustic black-hole bombs and scalar clouds in a photon-fluid model
克尔黑洞背景中的大质量玻色子场可以触发超辐射不稳定性（黑洞炸弹），也可以形成对应于纯束缚态的平衡构型，称为静止标量云。在这里，类似的现象出现在一个旋转的光子流体模型的波动动力学。在适当的涡旋流存在下，密度涨落由具有能区和事件视界的（2+1）弯曲时空上的大质量Klein-Gordon方程控制。我们报告超辐射不稳定性起源于准束缚声子态被困的涡旋背景，显着的，在同步旋转的视界中的固定模式的存在。这些代表了天体物理标量云的声学对应物。我们的系统提供了一个很有前途的平台，模拟重力实验的超辐射不稳定性的大质量玻色子和黑洞场平衡位形。
2021-02-09 cond-mat.quant-gas gr-qc physics.optics
Exact Supersymmetric Massive and Massless White Holes
我们研究了真空模空间中的特殊点，在这些点上杂化弦论的超对称电解变得无质量。我们专注于配置的超对称非重整化定理是有效的。它们是10维超对称弦波和具有SO（8）完整群的广义基本弦。从这些，我们发现饱和的BPS约束，特别是在附近的点的消失ADM质量的四维球对称配置。这类非平凡的无质量超对称态只存在于非阿贝尔向量场中，我们还发现了一类新的超对称质量解，它与无质量解密切相关。所有这些物体，无论是无质量的还是有质量的，都有一个独特的性质，那就是引力排斥的存在。它们反射所有具有非零质量和/或角动量的粒子，因此它们可以被称为白洞（斥力），与倾向于吸收所有种类粒子的黑洞相反。如果这样的物体能够存在，我们将第一次认识到万有引力，万有引力排斥所有粒子，其强度与它们的质量成正比，因此可以与反引力联系起来。
1995-10-10 astro-ph gr-qc hep-ph
Lower bound on the proper lengths of stationary bound-state charged massive scalar clouds
本文针对Kerr-Newman黑洞支持的稳态带电大质量标量云，证明其有效固有长度存在普适下界 $\ell/M>\ln(3+\sqrt{8})$，该结果对所有自旋、电荷及标量场参数均成立。
2025-07-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
How short can stationary charged scalar hair be?
现在已经确定的是，带电旋转的Kerr-Newman黑洞可以支持由最小耦合质量标量场组成的束缚态带电物质配置。本文证明了外支定态带电标量组态{ \it}不能是任意紧的.特别地，对于由带电旋转近极值Kerr-Newman黑洞支撑的线性化带电质量标量场，我们导出了外部带电标量“云”有效长度的非常紧凑的下界$(r_{\text{field}}-r_+)/(r_+-r_-)>1/s^2$ [这里$r_{\text{field}}$是静止标量位形的径向峰值位置，和$\{s\equiv J/M^2, r_{\pm}\}$分别是中心支撑Kerr-Newman黑洞的无量纲角动量和视界半径]。值得注意的是，这个下界是普适的，因为它与所支持的带电标量场的物理参数（固有质量、电荷和角动量）无关。
2022-06-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
