The energy-momentum complex in non-local gravity
本文利用平移不变性和 Noether 定理，将爱因斯坦引力能量-动量赝张量推广到含 $\Box^{-1}$ 解析函数的非局域引力，并证明其局域守恒及弱场形式。
2023-04-05 gr-qc hep-th
Energy in an Expanding Universe in the Teleparallel Geometry
本文的主要目的是明确地验证在广义相对论（TEGR）的遥平行哈密顿结构中建立的引力场的能量动量张量和角动量张量的一致性。为了达到这些目的，我们得到了Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）封闭宇宙的总能量和角动量（物质加引力场）。将所得结果与Einstein和Landau-Lifshitz的赝张量作了比较。我们还应用了场方程（TEGR）在一个不断扩大的FLRW宇宙。考虑理想流体的应力能动量张量，我们找到了广义相对论（GR）Friedmann方程的一个远程平行等价。
2009-12-07 gr-qc
On the Energy Problem in General Relativity
在广义相对论公理不一致的背景下分析了广义相对论的能量问题。EP根据其局部和全局方面进行分类。EP的局部性质包括引力场的能量-动量赝张量（EMPT）的非协方差性、EMPT的非唯一性、EMPT的不对称性和消失的度规能量-动量张量。全球方面的EP涉及到缺乏积分守恒定律，由于一般困难，在确定不变的积分张量在非欧几里德空间。这些困难与GR中的参考系缺乏精确定义有关。这里将参考系定义为具有仿射联络的微分流形。由此产生的唯一分解列维-奇维塔连接到其仿射和非度量的部分允许一个协变定义的引力能量动量张量。指出拉格朗日量（或作用泛函）的不变性是保证拉格朗日-欧拉场论协变性的必要但非充分条件。给出了微分流形上拉格朗日场结构的严格定义。本文得到了线性空间系统Noether第一定理的协变推广。讨论了EP的不同方法。
2004-03-25 gr-qc
Energy and Angular Momentum Densities in a Godel-Type Universe in the Teleparallel Geometry
本研究的主要范围包括评估能量动量（引力场加上物质）和引力角动量密度在宇宙与全球旋转，考虑到哥德尔-奥布霍夫度规。为此，我们使用的哈密顿形式主义的远程平行等价的广义相对论（TEGR），这是合理的协变表达式所考虑的数量。我们发现用TEGR方法计算的总能量密度与文献中其他作者用赝张量计算的结果一致。发现角动量密度的结果取决于预期的旋转参数。我们还明确地表明，TEGR和爱因斯坦方程（RG）的场方程之间的等价性，考虑一个完美的流体和Godel-Obukhov度规。
2009-12-07 gr-qc
New approach to calculating the News
我们考虑的问题，找到引力辐射输出，或新闻，在一个时空的数值模拟的背景下，通过零锥，或特征，数值相对论的方法。我们开发了一种方法来计算新闻，使用一个明确的坐标变换到一个坐标系，满足邦迪条件。该方法已在计算上实现。我们目前的结果应用该方法的某些测试问题，展示二阶收敛的新闻的分析值。
2003-06-05 gr-qc
Accurate black hole evolutions by fourth-order numerical relativity
我们提出的技术，成功地进行数值相对论模拟的二元黑洞与四阶精度。我们的模拟是基于一个新的编码框架，目前支持高阶有限差分的BSSN制定爱因斯坦方程，但其目的是很容易适用于广泛的一类制剂。我们将我们的技术应用于一组标准的数值相对论测试问题，证明了四阶精度的解决方案。最后，我们将我们的方法应用到二进制黑洞头上的碰撞，计算产生的引力辐射的波形，并展示了显着的改善，波形的精度比二阶方法通常可实现的数值分辨率。
2005-07-27 gr-qc
Post-Newtonian Conservation Laws in Rigid Quasilocal Frames
在最近的工作中，我们基于刚性准定域标架（RQF）的概念，构造了广义相对论中扩展系统的能量、线动量和角动量的完全一般守恒律。我们从根本上论证了这些RQF守恒定律优于基于物质的局部应力-能量-动量张量的守恒定律，因为（1）它们不依赖于时空对称性，（2）它们正确地解释了物质和引力效应。此外，他们提供了简单，准确的，业务表示的通量的引力能和线和角动量。在本文中，我们推导出这些法律的形式在一般的第一后牛顿（1 PN）近似，然后应用这些近似法律的引力潮汐相互作用的问题。我们得到的潮汐加热和潮汐扭矩的公式，同意与文献，但不诉诸于使用伪张量。我们描述这些潮汐相互作用的物理机制，而不是在传统的牛顿引力的条款，但在一个更简单的和普遍的机制，是一个精确的，准本地表现的等效原理在广义相对论。作为具体的例子，我们看看木星的卫星木卫一的潮汐加热和角动量转移在地月系统，导致地球和月球的衰退逐渐自旋。在这两个例子中，我们发现与观察一致。
2014-01-10 gr-qc
Solving the Darwin problem in the first post-Newtonian approximation of general relativity
在广义相对论的第一后牛顿近似下，解析计算了不可压缩流体共转双星的平衡序列。通过计算系统的总能量和总角动量随轨道间距的变化，研究了共转双星的最内层稳定圆轨道（我们称之为ISCCO）。结果表明，在第一PN效应的作用下，双星在ISCCO处的轨道间距随着各星的致密度的增大而减小，从而导致双星在ISCCO处的轨道角速度增大。这些行为与以前的数值计算结果一致。
1997-05-13 gr-qc
Energy-momentum and angular momentum of Goedel universes
本文讨论了广义相对论中的爱因斯坦能量动量复合体和Bergmann-Thomson角动量复合体，并对时空均匀的Goedel宇宙进行了计算。的计算进行了尘埃因果模型和标量场因果模型。结果表明，爱因斯坦赝张量是无迹的，不对称的，引力能是“密度”为负的，引力坡印廷矢量为零。值得注意的是，非因果模型的总能量（引力和物质）密度为零，而因果模型的总能量密度为负。伯格曼-汤姆逊角动量复合体在两个哥德尔模型中都不为零。
2004-05-17 astro-ph gr-qc hep-th
Numerical-relativity surrogate modeling with nearly extremal black-hole spins
数值相对论（NR）模拟的双黑洞（BBH）系统提供了最准确的引力波的预测，但在高计算成本-特别是当黑洞有接近极端的自旋（即自旋接近理论上限）或非常不平等的质量。最近，降阶建模（ROM）的技术已经能够构建在现有的NR波形集上训练的代理模型。替代模型使得能够快速计算BBH发射的引力波。通常，这些模型用于插值，以计算质量比和自旋在训练集范围内的BBH的重力波形。由于具有接近极端旋转的模拟在技术上具有挑战性，因此代理模型几乎总是依赖于仅具有中等旋转的训练集。在本文中，我们探讨如何以及代理模型可以外推到近极端的自旋时，训练集只包括适度的自旋。为了简单起见，我们专注于在具有相等质量和相等对齐自旋的BBH的NR模拟上训练的一维代理模型。我们评估的代理模型的性能在较高的自旋幅度通过计算外推的代理模型波形和NR波形之间的失配，通过计算残余黑洞质量的外推和NR测量之间的差异，并通过测试如何代理模型提高训练集扩展到更高的自旋。我们发现，虽然在这种一维情况下的外推是可行的当前探测器的灵敏度，下一代探测器的代理模型应该使用的训练集，扩展到近极端的自旋。
2022-08-04 gr-qc
Scattering Amplitudes and N-Body Post-Minkowskian Hamiltonians in General Relativity and Beyond
我们提出了一个一般的框架，计算后Minskowskian，经典的，保守的哈密顿量的$N$非自旋机构在广义相对论相对论散射振幅。$N>2$的新功能，包括减法树状迭代的贡献和计算的非平凡的多体傅里叶变换积分需要构建位置空间的潜力。基于区域法，提出了一种新的积分计算方法。作为一个明确的例子，我们介绍了广义相对论中的$\mathcal{O}\left(G^2\right)$三体动量空间势以及爱因斯坦-麦克斯韦中的带电体。结果表明，在$\mathcal{O}\left(G^2 v^4\right)$以前的广义相对论的后牛顿计算是完全一致的。此外，在适当的范围内，该结果与多中心极值黑洞背景中的相对论性探测散射和模空间近似下的慢运动极值黑洞散射完全一致.
2022-10-31 gr-qc hep-th
Solving the Darwin problem in the first post-Newtonian approximation of general relativity: compressible model
利用密度位形的椭球模型，在广义相对论第一后牛顿近似下，计算了多方状态方程的共转双星平衡序列.在我们通过与以前的数值结果进行比较来校准这个模型之后，我们通过计算作为轨道分离的函数的系统的能量和角动量来进行稳定性分析。我们发现，在能量和/或动量的最小值的轨道角速度的增加，每个明星的紧凑性的增加，这一事实成立的多方指数无关。这些特征与以往的数值计算结果一致。我们还表明，由于来自伴星的潮汐场的影响，每个恒星的中心密度略有下降。
1997-05-13 gr-qc
Inferring black-hole orbital dynamics from numerical-relativity gravitational waveforms
双星黑洞的动力学不可能通过一个恒定的延迟时间与由此产生的引力波信号联系起来。这是由于源和信号之间的非平凡动力学时空曲率。在数值相对论模拟中，黑洞动力学也存在一些模糊性，这取决于爱因斯坦方程数值解中所用的规范（坐标）选择。先前已经证明，可以从引力波信号中计算出双星随时间变化的轨道角动量$\mathbf{\hat{L}}(t)$的方向。这通过计算使四极$(\ell=2,|m|=2)$发射最大化的方向来完成。方向取决于我们使用的是外尔标量$ψ_4$还是引力波应变$h$，但是这些方向对于给定的双星组态是不变的。我们将基于$ψ_4$的方向视为$\mathbf{\hat{L}}(t)$的代理。我们调查如何以及二进制的轨道相位，$ϕ_{\rm orb}(t)$，也可以从信号估计。为此，我们定义了一个与$ϕ_{\rm orb}(t)$一致的量$Φ(t)$。一个应用是将数值相对论波形注入引力波探测器数据的研究。
2018-07-17 gr-qc
Accurate calculation of gravitational wave memory
引力波记忆是广义相对论的一个重要预言。对引力波存储器的探测可以用来检验广义相对论和推断引力波源的性质。定量模型对于这种检测和信号解释是重要的。以往关于引力波存储器的工作都是利用引力波的能流来计算存储器。这种引力波能量与记忆的关系只有在后牛顿近似下才能得到验证。关于引力波存储的数值相对论结果还不确定。精确计算内存的要求很高。本文提出了一种计算引力波记忆的新方法。该方法基于Bondi-Metzner-Sachs理论。因此，我们的方法不需要慢运动和弱场条件的引力波源。在已知非记忆波形的情况下，我们的新方法可以准确地计算记忆。作为一个例子，我们将我们的方法与成熟的关于双黑洞合并的非记忆波形的数值相关性结果相结合。我们计算出的波形可以用于记忆探测和引力波源的理解。我们的计算结果证实了关于记忆的数值相关性的初步结果。研究了两个自旋对齐的黑洞的质量比和自旋对记忆振幅的影响。
2023-02-06 gr-qc
Gravitational-wave memory: waveforms and phenomenology
非线性引力波记忆效应是广义相对论的一个预言，在广义相对论中，测试质量会被引力辐射永久地移动。我们实现了一种方法来计算预期的内存波形振荡引力波的时间序列。我们使用这种方法来探索引力波记忆的现象学使用数值相对论代理模型。以前的方法计算的内存只考虑了占主导地位的振荡（$\ell=2$，$m=|2|$）模式的球谐分解或后牛顿展开。我们探讨了高阶模式的贡献，并揭示了一个更丰富的现象比是明显的$\ell=|m|=2$模式单独。我们还考虑“记忆的记忆”，其中记忆本身是记忆的来源，这导致对记忆波形的小的$O\left(10^{-4}\right)$校正。该方法在python包{ \tt \sc GWMemory}中实现，该包已公开提供。
2018-08-29 astro-ph.HE gr-qc
Grand canonical ensembles in general relativity
我们开发了一个形式主义的广义相对论，巨正则系综在时空类时的杀戮场。利用这种形式，我们导出了理想气体定律，并说明了它们如何依赖于特定时空的几何形状。给出了一类时空的牛顿极限的系统计算方法，并以克尔时空为例进行了说明。此外，我们还证明了反德西特时空中一类相互作用势的无限体积Gibbs测度的唯一性和不存在相变。
2012-02-29 gr-qc math-ph math.MP
Numerical Relativity Simulations of Precessing Binary Neutron Star Mergers
我们提出了第一套数值相对论模拟的二进制中子合并，包括自旋旋进效应，并与多个分辨率的演变。我们的模拟采用了广义相对论中一致的初始数据，具有不同的自旋组态和无量纲自旋幅度$\sim 0.1$。它们以$\sim392$ ~Hz的引力波频率开始，并覆盖超过$1$的岁差周期和大约15个轨道，直到合并。我们讨论的自旋进动动力学分析坐标轨迹，准本地自旋测量，和能量，通过比较自旋对齐，反对齐，和无旋配置。通过计算旋进后期引力波形对的失配，比较了不同自旋组态的引力波形。我们发现，旋进效应是无法区分的nonprecessing配置对齐的自旋约面对双星，而后者是区分从nonspinning配置。相反，自旋进动效应对于近似边缘的双星是清晰可见的。对于这里考虑的参数，岁差不会显着影响特征合并后的引力波频率，也没有质量喷射。我们的研究结果为模拟双星中子星事件引力波形中的自旋进动效应铺平了道路。
2017-12-08 astro-ph.HE gr-qc
A moving black hole in TEGR as a moving matter ball
本文在广义相对论的远平行等价理论（TEGR）框架下，将协变形式体系应用于匀速运动的史瓦西黑洞解，构造出不变的全局守恒质量与动量，验证了该方法的有效性。
2023-05-04 gr-qc
Numerical Relativity Simulations of Dark Matter Admixed Binary Neutron Stars
本研究首次通过数值相对论模拟暗物质混合双中子星并合，发现暗物质形态（核心或晕）影响并合结果，且晕构型导致引力波信号偏离标准模型，需改进潮汐形变率计算。
2025-09-07 astro-ph.HE gr-qc
The Field-Theoretic Approach in General Relativity and Other Metric Theories. A Review
GR和其他度量理论的重力制定与任意辅助弯曲背景的拉格朗日形式主义。一个新的草图，如何包括旋量领域。守恒量使用Noether定理获得，并表示为反对称密度的发散，将局部扰动与准局部守恒量联系起来。背景的任意性与所谓的引力能的非定域性（无限定域性）相匹配。形式主义有两个部分重叠的用途：纯GR的实际应用（虚构的背景）和基础的考虑，其中背景因果关系有利于量化。史瓦西解是一个主要的应用。给出了使用表面积分计算质量的各种可能性。给出了从空间无穷远到视界甚至到真奇点的场论弯曲时空。在史瓦西几何中，测试粒子的轨迹是规范相关的，因为即使在视界处的崩溃也可以被朴素规范变换抑制（或产生）。这一事实说明了辅助性质的背景度量和需要一些概念的最大扩展-多与坐标变换的几何GR。一个连续崩溃的质点的场论框架。本文将场论方法推广到$D$维的任意度规理论。结果在Lovelock引力框架下得到发展，并应用于计算类Schwarzschild黑洞的质量.双度规形式使得考虑引力子质量是自然的。Babak和Grishchuk的数值工作和非微扰工作揭示了大质量纯自旋2的（不）连续无质量极限和自旋2/自旋0理论的经典（不）稳定性问题。
2020-04-20 gr-qc hep-th physics.hist-ph
