Wave-optical study of the Einstein cross formed by a quadrupole gravitational lens
本文研究了点源在四极引力透镜作用下的成像,重点研究了成像望远镜像敏元件上爱因斯坦十字的形成和演化。我们使用一种新型的衍射积分,我们开发研究通用的,不透明的,弱非球面引力透镜。为了评估这个积分,我们使用的方法,产生一个四次方程相对于观察员的位置矢量的笛卡尔投影相对于矢量的碰撞参量的固定相。由此产生的四次方程可以使用卡尔达诺在1545年首次发表的方法解析求解。我们发现,由此产生的解决方案提供了一个很好的近似的电磁(EM)场几乎无处不在的图像平面,产生众所周知的星形焦散的四极透镜。唯一的例外是焦散边界附近,衍射积分的数值处理产生更好的结果。我们还卷积的四次解的电磁场的图像平面上的点扩散函数的薄透镜成像望远镜。通过这样做,我们能够探索电磁场的四次解的代数性质之间的直接关系,星形焦散线的几何形状,以及出现在薄透镜望远镜的像平面上的爱因斯坦十字的几何形状。新的四次解决方案导致显着的改善,在数值模拟作为评估这种解决方案是计算远低于新的衍射积分的直接数值处理昂贵。在太阳引力透镜(SGL)的情况下,新的结果大大提高了与系外行星高分辨率成像背景下进行的灵敏度分析相关的数值模拟的速度。
2021-11-29 gr-qc
Gravitational wave turbulence: a multiple time scale approach for quartic wave interactions
本文采用多次时间尺度方法推导引力波湍流的动力学方程,验证了与既有结果的兼容性,并揭示了系统对初始条件的记忆特性。
2024-02-08 gr-qc
NNNLO gravitational quadratic-in-spin interactions at the quartic order in G
利用引力自旋物体的有效场论(EFT),首次计算了在后牛顿(PN)展开下,在$G^4$上的N个$^3$ LO引力自旋平方相互作用.这个结果有助于在$5$ PN顺序为最大自旋紧凑的对象,添加自旋的情况下,静态扇区在这个PN精度。这个部门需要扩展EFT的自旋粒子超出线性秩序的曲率,包括高阶运营商的曲率平方,在这个PN顺序相关。我们在世界线图中使用图解扩展,并依赖于我们最近升级的\texttt{EFTofPNG}代码,我们进一步扩展该代码以处理该部门。类似的自旋轨道部门,我们发现,贡献的三圈图引起的分歧,pumps,和超越数。然而,在这一部分,所有这些特征共同抵消了最终的结果,它只包含有限的合理条款。
2021-07-19 gr-qc hep-th
Gravitational origin of dark matter and Majorana neutrino mass with non-minimal quartic inflation
我们提出了一个最小的框架,以解决成功的四次膨胀,暗物质(DM)的生产在早期宇宙和非零微小的马约拉纳中微子质量从一个共同的引力起源的观点。在这种设置中,四次暴胀通过暴胀子与重力的非最小耦合成功地恢复,而DM的产生则通过未对准机制从纯粹的重力效应发生。轻Majorana中微子质量的产生是通过包含暴胀子场的非零真空期望值(VEV)的Planck抑制算子来实现整体轻子数对称性的显式破缺。我们提出了一个详细的研究DM产量存在的非最小通货膨胀,考虑度量和Palatini形式主义的重力在适当的情况下。我们在DM部门达到了一些有趣的和不同的结果相比,在类似的方向与最小的通货膨胀背景的早期作品。限制到轻DM制度($\mathcal{O}(1)$千电子伏- $\mathcal{O}(100)$兆电子伏),其中经典生产预计占主导地位的量子生产,我们数值预测DM质量通过改变DM四次和非最小耦合,以符合遗物密度要求。我们还获得了DM现象学对通货膨胀部门的一些相关参数的一些非平凡的依赖性{ \it e.g.}非最小耦合和膨胀VEV。为了进一步探索对暴胀参数的依赖性,我们还估计了DM遗迹使用相同的机制与最新数据一致的其他两个暴胀模型,并观察到这些模型之一预测DM质量的不同范围高达数百TeV。
2021-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Tail of Gravitational Radiation and Coulomb Final-State Interaction
我们提出了一个简单直观的推导引力辐射强度的修正,由于所谓的尾巴效应。
1997-12-09 gr-qc
Gravitational-wave tails of memory at 4PN order
本文研究了4PN阶引力波中由尾效应和记忆效应组合而成的新颖三次非线性效应“记忆尾”,其结果与直接计算一致并包含非平凡的类尾项。
2024-02-15 gr-qc
Gravitational-wave tails of tails
引力波的尾部是由线性波散射到源的总质能产生的时空曲率上引起的。很自然地,波尾的尾部是由波尾本身的曲率散射引起的。尾的尾部与两个质量矩之间的立方非线性相互作用有关,并且主要与源的质量四极矩有关。在本文中,我们确定在大距离的辐射场的源,这种特殊的双极-双极-四极相互作用。我们发现,尾巴的尾巴出现在第三后牛顿(3 PN)的订单超出通常的四极辐射。出于对精确模板的需要,用于未来的引力波探测器的数据分析,我们计算的贡献的尾巴,尾巴的尾巴,到3.5 PN顺序的能量通量产生的吸入紧凑的双星。
2005-05-27 gr-qc
Tail terms in gravitational radiation reaction via effective field theory
引力辐射反应影响引力束缚双星系统的动力学。在这里,我们专注于领先的“尾巴”长期修改二进制动力学在第四后牛顿秩序,首先计算的布兰谢和达穆尔。我们重新产生这个结果使用有效场论技术的拉格朗日形式主义的框架内适当扩展到包括耗散效应。我们恢复已知的对数尾项,一致的质量参数中的对数尾项的重整化群效应的系统的Bondi质量的最近的解释。
2012-12-24 gr-qc
Constraining self-interactions of a massive scalar field using scalar gravitational waves from stellar core collapse
本研究通过数值模拟恒星核坍缩产生的引力波,发现三次与四次自相互作用导致系统性谱差异,且该差异不依赖标量场质量与共形因子,从而可用未来探测器约束自相互作用类型。
2023-08-29 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-wave tails of memory
本文研究了引力波中三次“记忆尾迹”与“自旋四极尾迹”效应,揭示了它们在四阶后牛顿(4PN)阶次上对渐近波形的贡献。
2024-02-15 gr-qc
Observations of compact stars and fermion-boson stars with a quartic self-interaction
本研究探讨了致密星可由具有四次自相互作用的费米-玻色星描述的可能性,通过调节多方状态方程参数、玻色子质量和自相互作用参数构建平衡构型,发现玻色子部分的加入及正自相互作用更符合NICE、NICER/XMM-Newton和LIGO的观测约束。
2024-02-19 gr-qc
Tail-induced spin-orbit effect in the gravitational radiation of compact binaries
引力波包含尾部效应,这是由于线性波在源周围的弯曲时空几何中的后向散射。本文通过计算尾效应引起的自旋轨道项,提高了对两体螺旋后牛顿动力学和引力波信号的认识和精度。值得注意的是,我们推导出这些项在3PN阶的引力波能流,和2.5PN和3PN阶的波极化。然后,这是用来推导的自旋轨道尾效应的相位通过3PN顺序。我们的结果可以用来进行更精确的比较与数值相对论模拟,并提高精度的分析模板,旨在描述整个过程的螺旋,合并和衰荡。
2011-09-12 gr-qc
Tail contributions to gravitational conservative dynamics
我们计算尾贡献的保守动力学的一个通用的自引力系统,为每一个多极秩序,无论是电和磁宇称。当引力辐射被源本身产生的静态曲率后向散射并被重吸收时,就会产生这种贡献。尾过程与从后牛顿第四阶开始的紧致二元动力学研究有关。在此背景下,我们解决了最近出现的差异,在第五后牛顿秩序之间的有效场论和自作用力的结果。
2021-12-30 gr-qc
Black holes in quartic-order beyond-generalized Proca theories
具有二阶运动方程的广义Proca理论可以健康地推广到一个更一般的框架中,其中传播自由度的数量保持不变。在超越广义Proca理论中出现的与引力的四阶非最小耦合的情况下,在一定条件下,Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker(FLRW)宇宙学背景下引力波$c_t$的速度可以与光$c$的速度相等.通过单独使用这个条件,我们表明,在静态和球对称黑洞附近的引力波的速度也相当于$c$沿径向和角向传播的奇宇称扰动。作为一个副产品,在我们超越广义普罗卡理论中产生的黑洞既不受鬼不稳定性的困扰,也不受奇宇称扰动的拉普拉斯不稳定性的困扰。我们证明了由四阶耦合引起的带有矢量毛的黑洞解的存在性。
2018-06-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quasinormal modes and late-time tails in the background of Schwarzschild black hole pierced by a cosmic string: scalar, electromagnetic and gravitational perturbations
本文研究了被宇宙弦穿透的Schwarzschild黑洞中标量、电磁和引力微扰的准正规模和尾行为。虽然度规与史瓦西黑洞的度规在局部是相同的,所以弦的存在不会在测试粒子的运动中留下印记,但我们发现,准正规模和晚时尾可以反映宇宙弦的物理特征。与纯量场和电磁场相比,引力微扰的衰减速度较慢,这对于揭示这种背景下的弦效应可能更有趣。
2008-08-23 gr-qc
Gravitational-wave amplitudes for compact binaries in eccentric orbits at the third post-Newtonian order: Tail contributions and post-adiabatic corrections
计算了后广义相对论第三阶偏心轨道上紧双星的引力波模振幅的尾部贡献。我们将它们与已有的瞬时件相结合,并包括充分考虑辐射反作用力对运动的影响所需的绝热后修正。我们将小偏心率极限下的波形与圆形波形进行比较,发现完全一致。
2019-09-22 gr-qc
Tail effects of self-interacting scalar fields
研究共形耦合标量场的四次自相互作用对双星系统的影响,发现其对广义相对论的保守层面偏离及辐射部分的尾相互作用导致近星点进动微小提前。
2024-12-19 gr-qc
Comment on "High-order contamination in the tail of gravitational collapse''
我们面对S的预言。Hod,Phys. Rev. D 60,104053(1999),用数值数据计算黑洞扰动的晚期衰变率。具体来说,我们问两个问题:第一,价格尾部的修正是否如Hod所预测的那样,由对数项主导?第二,如果有对数校正项,它们是否采取Hod论文中预测的特定形式?这两个问题的答案都是“不”。''
2006-07-19 gr-qc
High-Order Contamination in the Tail of Gravitational Collapse
众所周知,引力坍缩的晚期行为是{ \it支配}的,它是由一个逆幂律衰减的尾部所支配的。我们计算了球对称引力坍缩中这种幂律行为的{ \it高阶修正}。占主导地位的“污染物”在后期以$M^2t^{-4}\ln(t/M)$的形式消失。该衰减速率比迄今为止所考虑的要慢{ \it}得多。这意味着,例如,在$\sim 1 %$范围内的幂指数的“精确”(数值)确定需要极长的$10^4 M$阶积分时间。我们证明了黑洞电荷{ \it电荷}的首阶指纹是$Q^2t^{-4}$阶.
1999-07-13 gr-qc
The 2PM Hamiltonian for binary Kerr to quartic in spin
本文从自旋粒子S矩阵提取双自旋黑洞至自旋四阶的2PM保守势,利用指数化引力Compton振幅,并通过匹配低阶结果及eikonal相位与MPD方程计算验证哈密顿量有效性。
2024-02-13 gr-qc hep-th
Late-Time Tails in Gravitational Collapse of a Self-Interacting (Massive) Scalar-Field and Decay of a Self-Interacting Scalar Hair
本文研究了Reissner-Nordström时空中自相互作用(大质量)标量场的初值问题。根据无毛定理,我们研究了自相互作用(SI)头发衰减的动力学物理机制。我们表明,SI扰动的中间渐近行为是由一个振荡的逆幂律衰减尾巴。我们表明,在后期的SI头发的衰减速度比任何幂律。我们通过数值模拟证实了我们的分析结果。
1998-10-06 gr-qc
First Law of Compact Binary Mechanics with Gravitational-Wave Tails
我们推导出二进制点粒子力学的第一定律的通用绑定(即偏心)轨道在第四后牛顿(4PN)顺序,占非局部性的动态由于发生的引力波尾效应在该顺序的时间。使用这第一定律,我们展示了如何的近星点推进的二进制系统可以与平均红移的两个机构之一的一个稍微非圆形的轨道,在极限的偏心率消失。结合这个表达式与现有的分析自平均红移的结果,我们恢复已知的4PN表达式的圆形轨道近星点的进步,线性顺序的质量比。
2017-07-24 gr-qc
Gravitational radiation from a particle in circular orbit around a black hole. V. Black-hole absorption and tail corrections
质量为$μ$的粒子在质量为$M$的非旋转黑洞的圆形轨道上运动。在$μ/M \ll 1$和$v \ll 1$的约束下,考虑了这样一个双星系统的引力波辐射,其中$v$是轨道速度。我们计算了$\dot{E}$,即引力波从系统中带走能量的速率。总能量损失由$\dot{E} = \dot{E}^\infty + \dot{E}^H$给出,其中$\dot{E}^\infty$表示被带到无穷远的那部分引力波能量,而$\dot{E}^H$表示被黑洞吸收的那部分。我们证明了黑洞的吸收是一个很小的效应:$\dot{E}^H/\dot{E} \simeq v^8$。我们还比较了波产生的形式主义,它来自微扰理论的后牛顿形式主义的布兰谢和Damour。除其他事项外,我们考虑的渐近引力波场,这是由于波传播(尾部)的影响。
1994-12-08 gr-qc
How pure is the tail of gravitational collapse ?
在弯曲时空中传播的波会产生尾巴。特别是,已经确定的是,引力坍缩的晚期动力学是由$Mt^{-(2l+3)}$形式的幂律衰减尾部所主导的,其中$M$是黑洞质量。然而,应该强调的是,在一个典型的演化场景中,有一个相当大的时间窗口,在这个时间窗口中,信号不再由黑洞准正规模式主导,但首阶幂律尾还没有接管。高阶项可能对这些中间时间的信号有相当大的贡献。因此,分析这些高阶修正的主导阶幂律行为是有意义的。我们发现,高阶污染项死亡的后期时间为$M^2t^{-4}\ln(t/M)$的球形扰动,和$M^2t^{-(2l+4)}\ln^2(t/M)$的非球形$(l\neq0)$扰动。这些结果意味着,领先的顺序幂律尾成为“纯”(即,小于1%的污染),只有在非常晚的时间的顺序$10^4M$。
2009-02-02 gr-qc
Exact plane gravitational waves in the de Rham-Gabadadze-Tolley model of massive gravity
我们证明了de Rham,Gabadadze和Tolley的非线性质量引力模型存在精确的平面引力波解,其波形服从二维Helmholtz方程.该解对三次项和四次项系数的任意值都是有效的。在无质量的极限下,解简化为广义相对论中的Aichelburg-Sexl度规。
2011-11-26 gr-qc hep-th
Next-to-leading tail-induced spin-orbit effects in the gravitational radiation flux of compact binaries
引力波传播中的非线性印记-尾部效应-是自旋黑洞双星的新自旋贡献的能流和轨道相位的原因。自旋-轨道(线性自旋)对这种效应的贡献目前已知在领先的后牛顿阶,即3 PN的最大自旋黑洞在准圆形轨道。在目前的工作中,我们推广这些尾部起源的自旋轨道项的下一个领先的4PN顺序。这需要特别是扩展以前的结果的动态演变的进动紧凑的二进制文件。我们表明,尾巴代表唯一的自旋轨道项在该顺序的准圆轨道,我们发现完美的协议与已知的结果为测试粒子围绕克尔黑洞,微扰理论计算。BH层吸收项必须加到这里计算的PN结果中。我们的工作完成的知识的自旋轨道效应的相位的紧凑的双星的4PN顺序,并允许建立更忠实的PN模板的黑洞双星的螺旋相位,提高地基和天基引力波探测器的能力。
2013-12-23 gr-qc
Third post-Newtonian spin-orbit effect in the gravitational radiation flux of compact binaries
引力波包含尾部效应,这是由于线性波在源周围的弯曲时空几何中的后向散射。最近,通过计算3PN阶引力波能流中由尾效应引起的自旋轨道项,两体螺旋后牛顿(PN)动力学和引力波信号的知识和精度得到了提高。在这里,我们勾勒出这个推导过程,它产生的相位公式,包括SO尾效应通过相同的3PN阶。这些结果可以用来提高分析模板的准确性,旨在描述整个过程的螺旋,合并,和振铃。
2012-10-02 gr-qc
Tail effects in the third post-Newtonian gravitational wave energy flux of compact binaries in quasi-elliptical orbits
远区能量通量包含遗传(尾部)贡献,它取决于源的整个过去历史。使用多极后闵可夫斯基波生成形式主义,我们提出并实现了一个半分析方法在频域计算这些贡献的一个二进制系统的紧凑的物体在准椭圆轨道上移动的inspiral相位高达3PN顺序。该方法明确使用的准开普勒表示的椭圆轨道在1PN顺序,并利用双周期性的运动平均的3PN通量的二进制的轨道。连同在配套文件中评估的瞬时(非尾部)的贡献,它提供了关键的投入,为建设准备使用的模板紧凑的二进制准椭圆轨道上移动,一个有趣的一类源的地基引力波探测器,如LIGO和处女座,以及空间为基础的探测器,如LISA。
2008-04-11 gr-qc
Breaking the degeneracy of non-canonical quartic inflation by reheating considerations
University of Kurdistan(库尔德斯坦大学)
本文研究非正则幂律拉格朗日框架下的四次暴胀模型,通过引入再加热考量破除标量谱指数与非正则参数的简并性,结合约束限定暴胀$e$-折叠数范围,并验证对应遗迹引力波能谱在探测器灵敏度范围内。
2025-05-09 gr-qc hep-th
No persuasive evidence yet of gravitational-wave tails from perturbers along the line of sight in LVK observations
Kenyon College(肯扬学院);Washington University, St. Louis(华盛顿大学(圣路易斯));Oregon State University(俄勒冈州立大学);Case Western Reserve University(凯斯西储大学)
该研究通过贝叶斯模型比较在LVK观测的致密双星并合事件中搜索引力闪光,未找到相关证据,估计了闪光概率上限以约束微扰体性质,且对第四次观测运行能探测到闪光持乐观态度。
2026-07-15 gr-qc
Scalar-Induced Gravitational Waves from Ghost Inflation and Parity Violation
本文在幽灵暴涨理论中计算标量诱导引力波能量密度,纳入功率谱与四点函数贡献及宇称破坏算符,发现宇称奇信号虽小但非简并,可作为探测幽灵暴涨和宇称破坏物理的探针。
2023-11-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Generating tailored high frequency features in core collapse supernova gravitational wave signals applicable in LIGO interferometric studies
提出基于受随机强迫阻尼谐振子解析模型的核心坍缩超新星高频瞬态引力波生成方法,以低计算成本产生与 LIGO 数据及 s15.nr 三维模拟相符的可扩展信号。
2024-07-02 gr-qc
Gravitational wave memory and its tail in cosmology
研究了具有物质和宇宙学常数的FRW宇宙学模型中的引力波记忆效应。由于背景是弯曲的,引力辐射在沿着观察者过去的光锥传播的主信号之后形成了一个尾部。首先我们讨论了双星系统中的一阶引力波,发现其尾部的记忆可以忽略不计,这与前人的结果一致。然后,我们研究了在宇宙学距离上传播的一阶引力辐射所产生的感生引力辐射的非线性记忆效应。在感生引力波的光锥部分,我们发现了一个在以往的宇宙记忆效应研究中遗漏的新项。此外,我们表明,诱导的引力波有一个尾巴的一部分,慢慢积累后,光锥部分已经通过,并增长到一个相当大的幅度在宇宙学的时间尺度。这种尾部的记忆效应将是随机引力波背景中的一个新成分。
2022-11-01 gr-qc hep-th
Higher-order tail contributions to the energy and angular momentum fluxes in a two-body scattering process
对越来越精确的引力波模板的需求要求考虑双星系统对引力辐射发射的所有可能贡献。因此,在多极后闵可夫斯基框架内工作,以描述源多极矩的引力波场,主要的瞬时效应应补充由多极之间的非线性相互作用产生的遗传贡献。后者的影响被称为尾巴被描述的积分取决于过去的历史来源。我们计算高阶尾(即,尾的尾和尾平方)的贡献,能量和角动量通量和它们的平均值沿双曲线轨道在领先的后牛顿近似,使用调和坐标和工作在傅立叶域。由于最近在确定两体系统中的散射角的几种互补的方法,知识的准确性水平的提高,这些条款将提供有用的信息,比较不同的形式化的结果。
2022-03-16 gr-qc
Unpolarized Low-Frequency Tail of Causal Chiral Gravitational Waves
Leibniz University Hannover(汉诺威莱布尼茨大学);Max Planck Institute for Gravitational Physics, Albert Einstein Institute(马克斯·普朗克引力物理研究所,爱因斯坦研究所)
本研究证明有限时间宇称破缺源产生的引力波背景低频尾部普遍无偏振,手征性分数随频率线性下降,并归因于大尺度上两种螺旋度产生效率几乎相同。
2026-09-25 astro-ph.CO gr-qc
Towards an interpretation of MOND as a modification of inertia
我们探讨的可能性,米尔格罗姆的修改牛顿动力学(MOND)是在小加速度的惯性修改的表现。与塔利-费雪关系相一致,在小加速度域的动力学可能源于能量(动量)的四次(三次)速度依赖性,而引力势相对于质量保持线性。这种解释的自然框架是芬斯勒几何。最简单的静态各向同性芬斯勒度规的引力质量,结合塔利-费舍尔关系在小加速度是与时空间隔,这是一个齐次四次根的多项式的本地位移或简单的根的有理分数。我们确定的低能量引力方程,并发现芬斯勒时空产生的塔利-费舍尔关系需要修改的引力势。对于孤立质量,牛顿势$Mr^{-1}$由$Ma_0\log (r/r_0)$代替,其中$a_0$是MOND的加速度标度,$r_0$是尚未确定的距离标度。轨道能量与质量成线性关系,但角动量与$ M^{3/4}$成正比。由时间曲率引起的渐近光偏转类似于奇异等温球的光偏转,这意味着空间曲率必须是静态芬斯勒时空中偏转的主要来源,这可能是通过出现在引力势渐近形式中的距离尺度$r_0$的存在。芬斯勒度规的四次性质暗示了描述时空有效结构的潜在面积度规的存在。
2015-06-08 astro-ph.GA gr-qc
First Look at Quartic-in-Spin Binary Dynamics at Third Post-Minkowskian Order
本研究通过双圈振幅与自旋插值法等,首次得到后闵氏三阶、自旋四次方下自旋-无自旋黑洞散射的保守与辐射反作用可观测量,验证了已知结果,推进了自旋二元动力学研究。
2025-07-30 gr-qc hep-ph hep-th
Wave Propagation in Gravitational Systems: Late Time Behavior
众所周知,在史瓦西时空中传播的波的主要晚时行为是幂律尾;其他时空的尾也被研究过。本文提出了一个系统的处理尾部现象的广泛的一类模型,通过格林函数形式主义,并建立以下。(i)尾部由频率格林函数$\tilde G(ω)$沿$-$ ~Im~ $ω$轴的切割决定,推广了史瓦西结果。(ii)切割的$ω$依赖性是由空间的渐近结构而不是局部结构决定的。特别地,它与视界的存在无关,并且对于恒星也具有相同的形式。(iii)根据空间渐近性,后期时间衰减不一定是时间上的幂律。史瓦西的情况下,具有幂律尾巴是例外的一类具有对数空间依赖性的潜力。(iv)的振幅和时间依赖性的尾巴的广泛的一类模型得到解析。(v)分析结果与数值计算结果吻合较好。
1995-07-14 gr-qc
Gravitational Wave Tails and Transient Behaviors of Quantum-Corrected Black Holes
Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS(杭州高等研究院,中国科学院大学);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所)
本文研究了量子修正对黑洞引力波尾迹的影响,发现其振幅和暂态特性受黑洞动力学细节影响。
2026-01-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational-Wave Inspiral of Compact Binary Systems to 7/2 Post-Newtonian Order
本文从四极辐射以外的7/2后牛顿(3.5PN)级研究了引力辐射反应驱动的致密双星的内旋。本文概述了3.5PN精度双星质心能量和辐射引力通量的推导过程。分析始终包括相对论效应的二进制的运动方程和多极矩,以及尾巴的贡献,尾巴,在波区。然而,由于点粒子模型和相关的阿达玛型自场正则化在3 PN阶存在一些物理上的不完整性,结果并不完全确定。轨道相位的先验知识是搜索和分析螺旋信号的关键,从标准的能量平衡参数计算。
2005-05-27 gr-qc
Spin Dependent Gravitational Tail Memory in $D=4$
我们导出了自旋相关的引力尾记忆,它出现在第二个后闵可夫斯基(2 PM)阶,并且对于大的延迟时间$u$表现为$u^{-2}$.这个结果是由经典的$ω\lnω$阶的软引力子定理作为频率为$ω$的引力波的低频展开式得到的。首先,我们从量子软引力子定理的经典极限出发,在软展开的次-次领先阶下,推导出了一个不涉及软引力子定理的经典散射过程的结果。直接推导得到的重力波形结果与修正结果完全一致。
2021-12-13 gr-qc hep-th
Gravitational radiation from radial infall of a particle into a Schwarzschild black hole. A numerical study of the spectra, quasi-normal modes and power-law tails
计算一个粒子落入史瓦西黑洞时所发出的引力辐射,是20世纪70年代已经研究过的经典问题。在这里,我们提出了一个详细的数值分析的情况下,径向下降开始在无穷远,没有初始速度。我们计算的辐射波形,频谱和能量的多极l = 6,显着提高现有结果的数值精度。这是通过使用格林函数方法在频域中积分Zerilli方程来完成的。由此产生的波表现出“衰荡”阶段,其主要贡献是黑洞的准正常模式的叠加。数值精度使我们能够通过拟合波的那一部分来恢复这些模式的频率。与直接计算准简正模相比,对每个多极子的前两个泛频,我们达到了\sim 10^{-4}到\sim 10^{-2}的精度。我们的数值精度也使我们能够显示幂律尾波的发展后,衰荡已呈指数截止。这种贡献的振幅比波的典型尺度小\sim 10^2到\sim 10^3倍。
2010-12-17 gr-qc
Suppression of gravitational radiation
我们考虑了一个四极引力辐射爆发的存在下,一个大的静态质量$M$位于其源。一些辐射从大质量的静态场反向散射,形成波尾。爆发后,尾部是一个纯粹的入射波,携带能量返回源。我们计算这个能量,并在一个数值例子中,将其与输出波能量进行比较。如果$M$足够大,则入射能量可以等于出射能量,这表明主出射波被完全抑制。
1997-03-05 gr-qc
Classical Amplitudes in Gravitational-Wave Physics
本论文研究引力波物理中尾效应及尾的尾效应的经典发射振幅,修正异常并计算保守贡献,扩展后牛顿展开至5PN及更高阶。
2023-09-02 gr-qc
Primordial black holes in non-canonical scalar field inflation driven by quartic potential in the presence of bump
本文在非正则幂律暴胀框架中引入带微小凸起的四次势,通过参数调节增强小尺度标量功率谱以产生三类PBHs,并预言可探测的次级引力波信号。
2024-03-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-linear multipole interactions and gravitational-wave octupole modes for inspiralling compact binaries to third-and-a-half post-Newtonian order
本文的动机是需要提高后牛顿(PN)的振幅精度的波形引力波产生的吸入紧凑的双星,无论是用于数据分析和后牛顿近似和数值相对论计算之间的比较。它提出:(i)3.5PN以下一般后牛顿物质源多极矩之间的非线性耦合,包括尾、尾之尾和非线性记忆效应的贡献;和(ii)源质量型八极矩(非自旋)紧致双星达到3 PN阶,这允许完成八极模(3,3)和(3,1)重力波形的阶数为3.5PN。在这种情况下,我们重新确认通过独立的计算,我们以前的结果有关的源质量型四极矩订购3 PN。文中还讨论了因子分解后的波形和对数对高阶的贡献。
2015-02-04 gr-qc
A new approach to electromagnetic wave tails on a curved spacetime
本文提出了一种构造弯曲时空上源项为任意阶多极子的电磁波方程的精确解和近似解的方法。所开发的方法是基于高阶格林函数的波动方程被定义为分布,满足波动方程与相应的阶协变导数的狄拉克δ函数作为源项。构造的解决方案适用于各种几何效应的产生和传播的电磁波尾巴的黎曼张量的一阶的研究。一般来说,接收到的辐射尾发生在一个时间延迟之后,该时间延迟表示由中心引力源的几何后向散射。它表明,真正的非局部波传播校正(尾项)采取的是一个普遍的形式,这是独立的多极阶。在特定情况下,如果辐射脉冲是由源在有限时间间隔内产生的,则主脉冲后的尾项完全由引力场源的能量-动量矢量决定:尾项的形式与引力源的多极结构无关。我们将结果应用到一个紧凑的二元系统,并得出结论,在一定条件下,尾能量可以是一个显着的分数的主要脉冲能量。我们认为,波尾应仔细考虑在这样的系统的能量计算。
2000-09-22 gr-qc
Limit structure of Future Null Infinity tangent -topology of the event horizon and gravitational wave tail-
我们研究了引力波在后期的行为与未来零无穷切线的极限结构之间的关系,它将决定事件视界在遥远未来的拓扑结构。在本文中,我们主要考虑具有两个黑洞的时空。虽然在大多数情况下,黑洞并合,其事件视界在拓扑上是一个单一的球在遥远的未来,有几种可能性,黑洞永远不会并合,这些精确的解决方案作为例子。在我们的公式中,未来零无穷远的切向量,在共形嵌入下,通过庞加莱-霍普夫定理与遥远未来的黑洞的数量有关。在共形嵌入下,遥远未来的事件视界的拓扑结构将受到未来零无穷的几何结构的影响。在这篇文章中,我们将外尔曲率的行为与未来零无穷大的生成向量的极限行为联系起来。我们表明,如果外尔曲率衰减足够慢,在未来的零无穷大附近的后期时间,两个黑洞永远不会合并。
2005-12-12 gr-qc
Primordial gravitational waves in DHOST inflation
本文研究了具有移位对称性的DHOST暴胀模型,发现其对单场暴胀一致性关系的强烈违反及平坦张量微扰谱,为未来mHz实验探测原初引力波提供了可能。
2025-05-29 astro-ph.CO gr-qc
Finite-Size Effects On The Self-Force
在弯曲时空中,电磁辐射和线性引力辐射并不只在3+1维的零锥上传播,这与它们在平坦时空中的众所周知的行为相反。它们在零锥内的额外传播被称为尾部效应。一个紧凑的物体将产生一个信号,其尾部将与其未来的世界线相互作用,从而产生一个尾部诱导的自作用力。我们提出了新的结果尾诱导标量,电磁和引力的自我力量的测试质量在轨道上围绕一个中心质量,包括该机构的内部结构的影响。
2020-05-15 gr-qc
Gravitational Radiation from Post-Newtonian Sources and Inspiralling Compact Binaries
本文评述了在广义相对论背景下孤立系发射引力波问题的理论研究现状。文章的A部分涉及一般的后牛顿来源。源的外部场的分析后闵可夫斯基和多极近似相结合的方式进行调查。在远区的源的物理观测值描述了一组特定的辐射多极矩。通过将外解与后牛顿源在近区的度规相匹配,得到了源多极矩的显式表达式。辐射矩和源矩之间的关系涉及许多非线性多极相互作用,其中包括与引力波的尾(和尾之尾)有关的相互作用。文章的B部分致力于应用到紧凑的二进制系统。我们提出的二元运动方程,以及相关的拉格朗日和哈密顿量,在第三后牛顿(3PN)阶牛顿加速度以外。引力波的能量通量,始终考虑到相对论修正的二进制时刻,以及各种尾巴的影响,通过3.5PN阶的四极形式主义。双星的轨道相位,其先验知识是至关重要的搜索和分析的信号,从能量平衡参数推导。
2006-06-06 gr-qc
Inflationary gravitational wave background as a tail effect
本文证明用于约束暴胀模型的引力波背景完全源自传播子中的尾部分,而非光锥部分,揭示了其亚光速信号本质。
2023-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Causality in gravitational theories with second order equations of motion
本文考虑了具有二阶运动方程的引力与物质耦合的同态不变理论。这包括爱因斯坦-麦克斯韦和爱因斯坦-标量场理论(在场重新定义后)最一般的宇称对称四阶导数有效场论修正。一个规范不变的方法是用来研究与物理自由度在任意背景解决方案的特点。确定了由同态不变性和作用原理产生的主符号的对称性。对于重力耦合到一个单一的标量场(即Horndeski理论),它表明,因果关系是由一个特征多项式的程度$6$分解成一个产品的二次和四次多项式。前者是根据“有效度规”定义的,并且与“纯引力”偏振相关联,而后者一般涉及引力场和标量场偏振的混合。“最快”的自由度与四次多项式相关联,其定义了类似于晶体光学中的菲涅耳表面的表面。与光学相反,这个表面一般是非奇异的,除了时空中的某些表面。它表明,一个杀人地平线是这样的表面的一个例子。本文还证明了Killing视界满足黑洞力学的第零定律。特征多项式定义余切空间中的锥和切空间中的对偶锥。后者用于定义因果关系的基本概念,并在这些理论中提供动态黑洞的定义。
2021-03-09 gr-qc hep-th
Late-time evolution of the Yang-Mills field in the spherically symmetric gravitational collapse
我们研究了自引力背景下的杨-米尔斯场的晚期演化:史瓦西时空和Reissner-Nordström时空。晚期幂律尾在未来类时无穷远、未来零无穷远和黑洞视界三个渐近区域中发展。然而,在这两种背景下,后期的演变却存在着质和量的差异。在Schwarzschild黑洞背景下,杨-米尔斯场的晚时尾与多极矩l=1的中性无质量标量场的晚时尾相同.时空曲率控制了晚期演化。当背景为Reissner-Nordström黑洞时,晚时尾不仅具有较小的幂律指数,而且具有振荡因子.后期的演化是由杨米尔斯场的自相互作用项。找出了造成差异的原因。
1999-10-20 gr-qc