Gauge invariant perturbations of self-similar Lemaître-Tolman-Bondi spacetime: even parity modes with $l\geq 2$
在本文中,我们考虑规范不变的线性扰动的度量和物质张量描述的自相似Lemaintre-Tolman-Bondi(类时尘埃)时空包含一个裸奇点。我们分解的角度部分的扰动的球谐函数,并进行梅林变换,以减少一组常微分方程的奇异点的扰动方程。我们固定的初始数据,使扰动是有限的轴上和过去的零锥的奇异性,并遵循扰动模式的柯西地平线。在那里,我们认为,某些标量形成的模式的扰动仍然是有限的,表明线性稳定的柯西视界。
2009-03-18 gr-qc
Boost-rotation symmetric type D radiative metrics in Bondi coordinates
研究了具有增强旋转对称性和Petrov型D的Einstein-麦克斯韦方程组解的渐近性质。我们发现一系列的解决方案,适用于后期的时间描述的坐标系中的相关方程组,这是非常适合的描述时空的辐射特性(邦迪坐标)。通过计算时空的总电荷、Bondi质量、NUT质量和Newman-Penrose常数,给出了解的自由参数的物理解释。通过这种方式,讨论了所考虑的时空的渐近性和辐射性质的其他相关方面,例如引力场和电磁场的可能偏振态。
2000-03-13 gr-qc
Bondi-type accretion in the Reissner-Nordström-(anti-)de Sitter spacetime
在本文中,我研究的静态,球对称吸积流体到一个带电黑洞的存在下的宇宙学常数。对于某些等温状态方程,有可能得到解析解。在辐射流体的情况下,我指出了层位和声波(临界)点之间的联系。在特定情况下,解在速度与半径的相图中形成封闭的、类似双目的轨迹。
2015-10-11 gr-qc
Bondi Accretion in the Spherically Symmetric Johannsen-Psaltis Spacetime
Johannsen-Psaltis时空显然违反了无毛定理。它描述了旋转的黑洞与标量头发的形式参数偏离克尔度规。原则上,任何修正引力理论中的黑洞解都可以用约翰森-普萨尔蒂斯度规来表示。我们研究气体在这个时空的静态极限上的吸积。我们利用最近提出的伪牛顿制定的动态周围任意静态,球对称时空。我们得到一个潜在的,概括的Paczyorski-Wiita潜在的静态Johannsen-Psaltis度量。我们还进行了一个完整的相对论性分析的静态Johannsen-Psaltis时空中的测地线方程。我们发现,正值的标量头发参数,$ε_{3}$,降低吸积率,反之亦然。类似地,正(负)$ε_{3}$值减小(增加)径向下落的大质量粒子的重力加速度。
2019-03-05 gr-qc
Shell crossing in generalized Tolman-Bondi spacetimes
研究了在非零宇宙学常数存在下球形弱电荷尘埃坍缩中壳层穿越的发生。我们发现,壳层穿越总是发生在一般的时间对称的规则的初始数据,附近的中心的物质配置。对于非时间对称的初始数据,对于给定的质量和电荷分布,壳交叉的发生或缺乏由初始速度剖面确定。物理上合理的初始数据不可避免地导致在达到最小反弹半径之前壳交叉(在中心附近)。
2001-07-26 gr-qc
The Kerr-de Sitter spacetime in Bondi coordinates
我们在Kerr-de Sitter时空中使用零角动量零测地线来变换广义Bondi坐标系中的度规。我们显式地写出度量分量。接下来,我们选择径向坐标作为面坐标,并将渐近度规写在邦迪-萨克斯规范中。
2021-08-02 gr-qc hep-th
Generalized Lemaitre-Tolman-Bondi Solutions with Pressure
利用ADM方程,我们推导出一个度量和约化场方程描述一般的,球对称的理想流体。度规描述了在一个单一的坐标补丁的内部完美流体区域和外部真空史瓦西时空。外时空处于广义Painleve-Gullstrand坐标系中,这是一个无限大的坐标系。在静态极限下,系统内部与外部在史瓦西坐标系中简化为Tolman-Oppenheimer-Schwarzschild方程。我们显示的坐标变换的非静态的情况下,共动坐标,度量被看作是一个直接推广的勒梅特-托尔曼-邦迪时空,包括压力。
2006-09-21 gr-qc
A positive Bondi--type mass in asymptotically de Sitter spacetimes
研究了渐进de Sitter时空共形边界$\mathscr{I}^+$的一般结构。首先,我们表明,彭罗斯的准本地质量,与切${\cal S}$的共形边界,可以为零,即使在存在传出的引力辐射。另一方面,Witten-型旋量证明,我们表明,一个类似的表达式的基础上的Nester-Witten形式是有限的,只有当Witten旋量场解决了2-表面扭转方程的${\cal S}$,它产生一个积极的功能上的2-表面扭转空间的${\cal S}$,提供的物质场满足主导能量条件。此外,该泛函为零当且仅当在割${\cal S}$中与$\mathscr{I}^+$相交的类空超曲面的依赖域与de Sitter时空局部等距。对于非扭曲的削减这一功能产生一个不变量类似的邦迪质量。
2015-08-31 gr-qc
Relationship between Bondi-Sachs quantities and source of gravitational radiation in asymptotically de Sitter spacetime
引力辐射在天体物理学中占有重要地位。基于我们的宇宙是膨胀的这一事实,在正宇宙学常数的情况下,引力辐射的研究最近采用了两种不同的方法,一种是Bondi-Sachs(BS)框架,其结果由渐近零结构中的BS量表示,另一种是微扰方法,其结果由源的四极子表示。因此,用源的信息来解释渐近零结构中的量是值得的。本文研究了这一问题,得到了渐近de Sitter时空中BS量关于源的四极子的显式表达式。我们还估计了源有多远,宇宙学常数可能会影响引力波的探测。
2018-03-15 gr-qc
Bondi Accretion in Trumpet Geometries
描述气体径向流入非旋转黑洞的邦迪解,为数值相对论代码提供了强有力的检验。然而,Bondi解通常是在史瓦西坐标系中导出的,这并不适合于动力学时空演化。相反,许多目前的相对论数值代码采用移动穿刺坐标,这使得黑洞在喇叭几何。在这里,我们将邦迪解转换成喇叭坐标,这导致了延伸到黑洞内部的流体流动的正则表达式。我们还发展这些解决方案的数值和证明其有用的测试和校准数值代码。
2017-01-24 gr-qc
Hyperbolically symmetric versions of Lemaitre-Tolman-Bondi spacetimes
我们研究了具有双曲对称性的流体分布,它与Lemaitre-Tolman-Bondi(LTB)解具有许多共同的特征(例如,它们是测地线,剪切,非共形平坦和能量密度不均匀)。因此,它们可以被认为是LTB的双曲对称版本,其中球面对称被双曲对称取代。我们首先考虑纯尘埃模型,然后我们扩展我们的分析耗散模型与各向异性压力。在前一种情况下,复杂性因子必然是非零的,而在后一种情况下,则发现了复杂性因子为零的模型,值得注意的是,所有满足复杂性为零条件的解必然是非耗散的,并且满足刚性状态方程。
2021-10-05 gr-qc
Redshift drift in radially inhomogeneous Lemaître-Tolman-Bondi spacetimes
我们提供了一个估计Lemaître-Tolman-Bondi(LTB)球对称宇宙中红移及其长期变化(红移漂移)的公式。我们计算了LTB模型的红移漂移的标度,该模型预测的哈勃图与标准宇宙学模型,平坦的$Λ$冷暗物质($Λ$ CDM)模型的红移漂移没有区别。我们发现,这些退化的LTB模型的红移漂移通常是不同的预测在$Λ$ CDM的情况。我们还强调和讨论了一些非常规的红移漂移信号中出现的LTB宇宙,并给他们鲜明的特点相比,标准模型。我们认为,红移漂移是一个度量观察,允许减少自由度的球对称模型,使他们更具有预测性,从而证伪。
2021-12-16 gr-qc
Constraint preserving boundary conditions in Bondi-Sachs gauge: a numerical study of stability of pure AdS spacetime
在Bondi-Sachs规范下,将具有宇宙学常数的Einstein方程与球对称的标量场耦合,转化为一阶强双曲方程,其中的时滞和位移是基本变量.在该方程组中,位移和位移是输入特征场,而标量场有三种模式:输入模式、输出模式和静态模式。利用Bianchi恒等式构造了一个保约束的初边值问题。利用这个方案,我们发现在足够远的边界处,标量场的任何微小扰动都能引起纯AdS时空的坍缩,并为视视界的形成提供了数值证据.数值演化是用标准的线方法,在空间和时间上的二阶。演化采用标准的二阶龙格-库塔法,空间离散导数采用二阶中心差分,四阶人工耗散。
2023-01-13 gr-qc
The Tolman-Bondi Model in the Ruban-Chernin Coordinates. 1. Equations and Solutions
Tolman-Bondi(TB)模型被定义为对共同移动坐标进行某种变换,但变换不是固定的。使用任意的共同移动坐标系导致依赖于在应用中独立选择的三个函数$f, F, {\bf F}$的解决方案。本文研究了由不变质量定义所给出的变换规则。结果表明,除了TB模型的定义的转换规则导致分离的功能($f, F$)的夫妇成不相交的类。证明了每个类都仅由$F$对$f$的依赖性来刻画,并与唯一的同动坐标系相联系.证明了Ruban-Chernin坐标系对应于恒等变换。利用初始密度和能量分布研究了Bonnor解对Ruban-Chernin坐标$M$的依赖性。结果表明,最简单的平坦的解决方案减少到一个明确的依赖于坐标$M$。研究了初始条件和变换规则的几个例子。
1997-05-07 gr-qc
A lower bound of the Trautman-Bondi energy
在Bondi-Sachs形式下,得到了零曲面$u=const$上的一个能量不等式.我们证明了,对于一个充分规则的事件视界$H$有一个仿射径向坐标是恒定的$H$。然后将能量不等式推广到视界上,给出了一个与Penrose不等式密切相关的估计。我们测试它的克尔解决方案写在弗莱彻-伦坐标。
2016-02-10 gr-qc
Bondi Mass, Memory Effect and Balance Law of Polyhomogeneous Spacetime
Hunan First Normal University(湖南第一师范学院);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Fudan University(复旦大学)
本文研究了多项齐次时空中的 Bondi 质量、引力辐射记忆效应及平衡定律,发现对数项不影响平衡定律形式。
2026-01-09 gr-qc math.DG
Tolman-Bondi-Lemaître spacetime with a generalised Chaplygin gas
本文研究了具有由$p = -\frac{A}{ρ^α}$给出的广义Chaubergin气体状态方程的Tolman-Bondi-Lemaittre型非均匀时空,其中$ α$为常数.在宇宙的早期,我们得到一个非均匀的时空,但在宇宙的晚期,通过适当的径向坐标变换,这种非均匀性消失了。对于大尺度因子,我们的模式表现出类似于$Λ$ CDM类型,这与最近WMAP的研究结果一致。我们计算了$\frac{\partial ρ}{\partial r}$,发现它对$α> 0$是负的,这与观测分析一致。与查伯金气体($ α= 1$)的一个显著区别在于,通过任何适当的坐标变换,我们的度规都不能像查伯金气体那样被约化为爱因斯坦-德西特型的均匀时空。我们还研究了有效减速参数,发现\emph{flip}的理想特征出现在宇宙晚期。可以看出,翻转时间明确地取决于$α$。我们还发现,翻转是不同步发生在外壳,从而提供了一个自然的路径对发生著名的壳交叉奇点。这与完美气体的托尔曼-邦迪情况不同,在这种情况下,人们必须施加严格的外部条件来避免这种类型的奇点。我们进一步观察到,如果采用分离变量法求解场方程,物质分布的不均匀性消失了。最后利用Raychaudhury方程讨论了这一问题,并与前人的结果进行了比较。这项工作是我们上一篇文章的概括,我们已经采取了$α=1$。
2019-11-06 gr-qc
Global solutions to the spherically symmetric Einstein-scalar field system with a positive cosmological constant in Bondi coordinates
本文考虑Bondi坐标系中具有正宇宙学常数的爱因斯坦(无质量)标量场系统的特征初值问题,初始数据在未来零锥上给出。我们证明了,对于小数据,这个系统有一个唯一的全球经典解决方案,这是因果测地线完整的未来和衰减多项式半径和指数在邦迪时间,接近德西特解决方案。
2020-12-28 gr-qc math.AP
On a choice of the Bondi radial coordinate and news function for the axisymmetric two-body problem
在邦迪制定的轴对称真空爱因斯坦方程,我们认为,“表面积”的坐标条件确定的“径向”坐标可以被认为是初始数据的一部分,并应选择的方式,提供信息的物理问题的解决方案是寻求。对于两体问题,我们通过施加一个条件来选择这个坐标,该条件允许它在无穷大附近被解释为牛顿势的(逆)。这样,两个指定问题的量-两个粒子的分离和它们的质量比-从一开始就进入方程。的渐近解(近无穷大)获得和自然识别的邦迪“新闻功能”的源参数的建议,导致不同的标准四极公式,但同意最近的非线性计算的辐射能量的表达式。当选择描述两粒子分离的自由时间函数以使新表达式与经典结果一致时,得到了封闭形式的解析表达式,所得度规随时间逼近Schwarzschild解.由于所有的物理量都是相对于无穷远处的平坦度规来定义的,所以这个解的物理解释强烈地依赖于这些定义如何扩展到近区,特别是近区中的“时间”函数如何与邦迪零坐标相关。
2006-05-17 gr-qc
Note on post-Minkowskian expansion and Bondi coordinates
本文将类点物体系统在后闵可夫斯基展开中的线性阶度规转换至Bondi坐标,证明Bondi 4-动量与角动量同相对论定义一致,且类光无穷远处的角动量无超平移歧义。
2025-09-10 gr-qc hep-th
Gauge structure of the Einstein field equations in Bondi-like coordinates
特征初(边)值问题在广义相对论(GR)中有许多应用,涉及数值研究,并且通常使用Bondi坐标来表示。最近,它表明,这种类型的几个原型配方只有弱双曲。现在我们来分析一下造成这一结果的根本原因。在线性分析中,我们确定了规范,约束和物理块的主要部分的爱因斯坦场方程在这样的规范,并表明,子系统的规范变量只是弱双曲。在许多情况下,整个系统的弱双曲性随之而来。我们明确地证明了这一点,在具体的例子中,从而认为,邦迪类规范的结果在弱双曲自由演化系统在相当一般的条件下。因此,在这些规范的GR的特征初始(边界)值问题是呈现不适定的最简单的规范之一,希望采用。找到好的替代规范,其中适定性实现的可能性,进行了讨论。因此,出于动机,我们提出了数值收敛性测试与实施全GR证明弱双曲性在实践中的效果。
2022-05-02 gr-qc
Lemaitre-Tolman-Bondi dust spacetimes: Symmetry properties and some extensions to the dissipative case
我们考虑Lemaitre-Tolman-Bondi(LTB)时空的耗散情况下的扩展。为此,我们对LTB进行了系统的研究。本研究是基于两个不同方面的LTB。一方面,LTB的对称性将被提出。另一方面,将给出用黎曼张量正交分裂中出现的一些基本标量函数(结构标量)对LTB的描述。我们将把那些承认与LTB类似的对称性的度量,或者那些共享对度量具有类似依赖性的结构标量的度量,视为LTB(以下简称GLTB)的“自然”推广。
2010-07-16 astro-ph.CO gr-qc
Homogeneous projective coordinates for the Bondi-Metzner-Sachs group
本文在齐次投影坐标下线性化Bondi-Metzner-Sachs群变换,重表达度规、Killing矢量和超平移生成元,并计算积分曲线,为渐近平直时空微分几何应用奠基。
2024-07-22 gr-qc hep-th
Numerical validation of the Kerr metric in Bondi-Sachs form
Pretorius和Israel已经得到了一个表示Kerr几何的度量。我们在这个度量上做一个坐标变换,从而使它成为Bondi-Sachs形式。为了验证度量,我们在新坐标的规则网格上对其进行数值计算。然后计算不同离散化下的Ricci张量,并发现其收敛于零。我们还调查的对称轴附近的度量的行为,并确认正则性。最后,我们调查的Bondi-Sachs表示的克尔几何报告的弗莱彻和伦,我们确认数字,他们的度量是里奇平坦的,但发现它有一个不规则的行为在极点。
2005-06-13 gr-qc
A Fortran Code for Null Geodesic Solutions in the Lemaitre-Tolman-Bondi Spacetime
本文介绍了Fortran 77代码SIMU,版本1.1,设计用于数值模拟的观测关系,沿过去的零测地线在勒梅特-托尔曼-邦迪(LTB)时空。SIMU的目的是寻找平均密度的尺度不变解,但由于其完全模块化,它可以很容易地适应于任何需要LTB的零测地线解的应用。在1.1版中,数值输出可以由GNUPLOT绘图软件包读取,以产生完全的图形输出,尽管其他绘图例程可以很容易地适应。详细的代码的子程序进行了讨论,并显示了其输出的一个例子。
2002-05-22 astro-ph gr-qc
The Bondi-Metzner-Sachs group in five spacetime dimensions
我们研究渐近平坦的时空在五个时空维的哈密顿方法,专注于空间的无穷大,并保持所有渐近相关的非线性的变换律和电荷发生器。精确的边界条件,导致一致的变分原理。我们表明,代数的渐近对称性,这还没有被发现之前,是一个非线性变形的洛伦兹代数的半直积的阿贝尔代数涉及四个独立的(而不仅仅是一个)任意函数的角度上的$3$ -球在无穷远,与非平凡的中心荷。非线性发生在泊松括号的升压发电机与自己和其他发电机。在线性处理无穷大时,它们是不可见的。
2021-11-18 gr-qc hep-th
Quasi-local mass at null infinity in Bondi-Sachs coordinates
关于零无穷远处的Trautman-Bondi质量,有两个重要的陈述:一个是正性,另一个是Bondi质量损失公式,它们都是整体性质的。本文计算了Bondi-Sachs坐标系下渐近平坦时空中零无穷远处单位球上Wang-Yau准定域质量的极限。准定域质量导致了在零无穷远处纯粹引力的辐射的定域描述。特别是,准本地质量的Bondi-Sachs坐标的新闻功能的方面进行评估。
2019-01-21 gr-qc math-ph math.DG
Spacetime near Kerr isolated horizon
孤立视界理论提供了一个准定域框架来研究平衡态黑洞视界附近的时空几何,而不涉及远离视界的结构。虽然Kerr-(A)dS和更一般的代数特解的几何性质最近在孤立视界形式主义中引起了很大的兴趣,但它们的视界度量从未在适应的Bondi类坐标系中明确地写下来。按照Krishnan的方法,并假设视界对称性扩展到一定的顺序,在这篇文章中,我们提出了一个一般的方法来计算度规函数的顺序径向4维邦迪样坐标从一个小的内在数据集-连接和Newman-Penrose自旋系数$π$上指定的视界横截面。应用这种一般方法,我们然后提出了非极值Kerr dS在Bondi-类坐标的水平度量。对于不含宇宙学常数的纯Kerr情形,我们也明确地给出了一阶度规函数。
2018-09-13 gr-qc
Null cone evolution of axisymmetric vacuum spacetimes
我们提出的渐近平坦,轴对称时空的全局演化算法的细节,基于一个特征的初始值制定使用零锥作为演化超曲面。我们确定了一个新的静态解决方案的真空场方程提供了一个重要的测试床的特征演变代码。我们还展示了如何线性化的解决方案的邦迪方程可以产生的标量波动方程的解决方案,从而提供了一套完整的测试床在弱场制度。这些工具被用来建立该算法是二阶精度和稳定的,受一个Courant-Friedrichs-Lewy条件。此外,数值版本的邦迪质量和新闻功能,计算在scri上的紧致网格,满足邦迪质量损失方程的二阶精度。这证明了数值演化保持了Bianchi恒等式。数值演化的结果证实了Christodoulou和Klainerman的定理,即在真空中,弱初始数据演化到平坦时空。对于类的渐近平坦,轴对称真空时空,其中没有非奇异的解析解是已知的,该算法提供了高精度的解决方案,在整个政权中,既没有焦散线也没有地平线的形式。
2000-06-22 gr-qc
Tilted Lemaitre-Tolman-Bondi Spacetimes: Hydrodynamic and Thermodynamic Properties
我们从倾斜观察者的角度考虑勒梅特-托尔曼-邦迪时空,即流体相对于其径向运动的观察者。详细研究了倾斜观察者所看到的不完美流体及其四速度所描述的一致性。它示出,从这样的倾斜的观察者的角度来看,流体演化不可逆(即与非零熵产生率)。斜同余的非测地性质与四维熵流的散度的非零性有关。我们确定了与能量密度不均匀性的存在有关的因子,并描述了它的演化,这些结果与非倾斜观测者的结果进行了比较。最后,我们展示了一个特殊的情况下,非倾斜的同余可能是不稳定的。
2011-09-27 astro-ph.CO gr-qc
Accurate extraction of the News
我们提出了一个新的方案提取引力辐射的时空的特征数值模拟。这种方法是类似的概念,我们以前的工作,但分析和数值实现是不同的。该方案基于直接变换到Bondi坐标系,通过计算Bondi坐标系中的Bondi新闻函数来提取引力波。在$\mathcal I^+$上使用均匀Bondi角网格时,整个计算是以一种便于实现的方式进行的。采用统一的Bondi网格进行数值计算,其优点是不必求解偏微分方程,而只需求解常微分方程。对于测试问题,这个新方案使我们能够更准确地提取引力辐射比以前的计划。
2006-09-14 gr-qc
Simulations of gravitational collapse in null coordinates: I. Formulation and weak-field tests in generalised Bondi gauges
本研究提出一套零坐标下的黑洞坍缩数值模拟代码,采用广义Bondi径向坐标,搭配可降低小半径角分辨率的新数值方案提升效率,并通过弱场收敛性测试验证了有效性。
2024-06-24 gr-qc
Multipole Expansion of Gravitational Waves: from Harmonic to Bondi coordinates
我们将多极后闵可夫斯基近似中孤立物质源的度规从简谐(de Donder)坐标变换到辐射Newman-Unti(NU)坐标。为了线性化的顺序,我们得到的NU度规作为源的质量和电流多极矩的功能,有效的整个外部区域的源。施加适当的边界条件,我们恢复广义Bondi-van der Burg-Metzner-Sachs剩余对称群。对于二次阶,在质量-四极相互作用的情况下,我们确定了引力波尾在NU度规中的贡献,并证明了度规的半径展开对所有阶都是正则的.质量和角动量方面,以及邦迪剪切,从公制读出。它们由包括尾项的辐射四极矩给出。
2021-02-04 gr-qc hep-th
Trautman-Bondi Mass for Scalar Field and Gravity
以闵可夫斯基时空中无质量标量场为例,给出了零无穷远处的能量。也讨论了爱因斯坦引力。特别地,示出了辐射状态中的能量损失的各个方面。
1999-10-25 gr-qc
Accelerating Photons with Gravitational Radiation
在一个包含违反强等效原理的相互作用的有效理论中,讨论了光子在引力场中超光速传播的性质,该引力场描述了一个与时间相关的孤立源(Bondi-Sachs度规)的辐射。例如,这种相互作用是由弯曲时空中传统QED中的真空极化产生的。解释了由此产生的光锥修正与邦迪-萨克斯时空的剥离定理的关系。
2000-12-17 gr-qc
Bondi-Sachs metrics and Photon Rockets
研究了具有非零宇宙学常数的Bondi-Sachs火箭。我们观察到,系统的加速自然产生的(反)德西特时空的渐近对称性。假设先前在渐近平坦时空中引入的能量和质量概念是有效的,我们发现在某些特殊的邦迪-萨克斯火箭族中,纯辐射能的发射平衡了邦迪质量的损失,因此在这些火箭族中不存在引力辐射。
2011-05-17 gr-qc hep-th math.DG
Geometric action for extended Bondi-Metzner-Sachs group in four dimensions
首先对几何作用量进行约束哈密顿分析,然后将其应用于四维扩展Bondi-Metzner-Sachs群.对于任何与扩展的BMS $_4$生成元相关的哈密顿量,这个作用提供了一个2 + 1时空维的场论,其Noether荷的泊松括号代数实现了扩展的BMS $_4$李代数。泊松结构的模型包括经典版本的算子乘积展开,已出现在背景下的天体全息。此外,该模型再现了零无穷远处无辐射渐近平坦时空的演化方程。
2022-11-14 gr-qc hep-th
Lensing in the Geodesic Light-Cone coordinates and its (exact) illustration to an off-center observer in Lemaître-Tolman-Bondi models
本文提出了测地线光锥规范在弱透镜计算中的一个新应用。使用有趣的属性,这个规范,我们推导出一个精确的表达式的放大矩阵-涉及收敛,放大和剪切-和变形矩阵-涉及光学标量。这些表达式是简单的和非微扰的,只要没有焦散创建在过去的光锥,并通过建设,从薄透镜近似自由。我们将这些一般表达式应用于具有偏心观测器的Lemaintre-Tolman-Bondi(LTB)模型的例子,并获得作为GLC和LTB坐标之间的非微扰变换的直接结果的透镜量的显式形式。我们显示了它们的演化红移后的数值积分,欠密和过密的LTB模型,并解释其各自的变化在简单的非曲率的情况下。
2015-01-12 astro-ph.CO gr-qc
On the spherically symmetric Einstein-Yang-Mills-Higgs equations in Bondi coordinates
我们将D. Christodoulou和D.本文讨论了爱因斯坦-标量场和爱因斯坦-麦克斯韦-希格斯方程的整体解。本工作的新颖性是双重的。首先,改进了自相互作用势的假设。另一方面,解释了为什么这里得到的解和Chae证明的Einstein-Maxwell-Higgs的解比Christodoulou在自引力标量场的情况下建立的解衰减得慢。实际上,后一种现象源于Einstein-Maxwell-Higgs和Einstein-Yang-Mills-Higgs模型中的非零局域电荷。
2012-03-15 gr-qc math.AP
Kerr-Newman black hole in the formalism of isolated horizons
平衡状态下一般黑洞的近视界几何可以方便地用弱孤立视界的形式主义以类邦迪展开式(Krishnan B,Class.\量子引力29,205006,2012)。虽然Kerr-Newman黑洞的内禀几何在弱孤立视界框架下得到了广泛的研究,但Krishnan所采用的Bondi类系统的视界外描述还没有被研究。我们扩展Krishnan的工作,明确的,非微扰建设的邦迪四分体在完整的Kerr-Newman时空。也就是说,我们构造了Bondi型四分体,它沿着一个横截于视界的无扭零测地线汇传播,并提供了与这个四分体相关的所有Newman-Penrose标量。这项工作完成了对弱孤立视界形式的克尔-纽曼时空的描述,是研究变形黑洞的起点。
2017-09-26 gr-qc
Fermi coordinates in Schwarzschild spacetime: closed form expressions
费米坐标被构造为围绕史瓦西时空赤道平面中的静态观测者的世界线的史瓦西坐标的精确函数,该函数模单个碰撞参量被隐式地确定为后者坐标的函数。这说明了在高度对称时空中,即使沿着简单的世界线,也很难构造明确的精确费米坐标。
2014-08-21 gr-qc
Bounds on the Bondi Energy by a Flux of Curvature
我们考虑在真空时空中的光滑零锥,扩展到未来的零无穷大。对于这样的锥,是无剪切传出零锥在史瓦西时空的扰动,我们证明的邦迪能量,动量和能量损失率的界限。边界取决于给定锥与史瓦西时空中相应锥之间的接近程度,纯粹用锥上时空曲率的某些加权$L^2$ -范数与它们所源自的球面几何之间的差异来衡量。在本文中的一个关键步骤是建设一个家庭的渐近圆切我们的锥,相对于邦迪能量的测量。
2016-08-05 gr-qc math-ph math.AP
Higher Dimensional Bondi Energy with a Globally Specified Background Structure
最近,gr-qc/0304054在共形无穷大和哈密顿形式化的框架内提出了更高维(偶时空)的Bondi能量的推广。然而,在gr-qc/0304054中用来推导邦迪能量表达式的规范条件是特殊的,因为该规范所指定的零无穷大截面是各向异性的,实际上是非紧的。因此,在一般渐近平坦的辐射时空中,这个规范很难用于明确计算邦迪能量。在这种规范条件下,我们也不清楚高维和四维的Bondi能量表达式之间的明显差异是由于规范的选择,还是由于高维引力和四维引力的性质不同。在本文中,我们认为,高斯零共形规范作为一个更自然的规范条件,承认一个全球规范的背景结构与紧凑,球形横截面的零无穷大。相应地,我们修改了以前高维新闻张量的定义,使它在高斯零共形规范中得到了很好的定义,并推导出真空解的新规范选择中的邦迪能量-动量表达式,它在大于或等于4的任意(甚至时空)维中具有普遍形式。
2008-06-22 gr-qc hep-th
Kottler Spacetime in Isotropic Static Coordinates
各向同性坐标系中的Kottler时空是已知的,其中度规是依赖于时间的。在本文中,Kottler时空是在各向同性静态坐标(即,度量分量是与时间无关的)。该度量是通过坐标变换从史瓦西-(反)德西特度量的雅可比椭圆函数。在正则坐标中,已知Kottler时空和Schwarzschild时空的非参数化空间投影零测地线重合。我们表明,在各向同性的静态坐标,Kottler和史瓦西的折射率是不成比例的,产生空间投影的零测地线是不同的。
2021-11-19 gr-qc
Exact Fermi coordinates for anti-de Sitter and other spacetimes
这篇论文已经被作者撤回,一个改进的版本,标题为“一类时空的精确费米坐标”,arXiv:0912.2779,取代了它。
2010-01-07 gr-qc
Foliation of the Kottler-Schwarzschild-De Sitter Spacetime by Flat Spacelike Hypersurfaces
Reissner-Nordstrom(RN)黑洞时空存在类Kruskal坐标,它们在坐标奇点处是正则的。对于极端RN黑洞时空,这种坐标是不存在的,这已经被证明了。此外,卡特坐标可用于极端情况下是不明显的规则的坐标奇点,因此,数值程序开发,以获得自由降落测地线和平坦的叶理极端RN黑洞时空。Kottler-Schwarzschild-de Sitter(KSSdS)时空几何与RN几何相似,在这个意义上,就像RN的情况一样,当存在两个不同的坐标奇点时,存在非奇异坐标。对于极端的KSSdS情况,没有明显的正则坐标。本文通过引入一个非奇异时间坐标,得到了KSSdS时空的所有情形的平坦类空超曲面的叶理。
2011-11-30 gr-qc
On the Physical Meaning of the Robinson-Trautman-Maxwell Fields
我们在两个密切相关的坐标系中研究Robinson-Trautman-Maxwell场,即原始的Robinson-Trautman(RT)坐标(在更一般的情况下,通常称为NU坐标)和Bondi坐标。特别是,我们确定的RT变量之一,作为一个速度,然后从邦迪能量动量4矢量,我们发现运动学的质量和动量的表达式在这个速度。从这些运动学表达式和能量-动量损失方程,我们得到令人惊讶的运动方程的“质量质心”的源的运动发生在四维庞加莱平移子群的BMS组。
2006-07-19 gr-qc
Schwarzschild-de Sitter Spacetimes, McVittie Coordinates, and Trumpet Geometries
喇叭形几何在黑洞时空的数值模拟中起着重要的作用,而数值模拟通常是在渐近平坦性假设下进行的。然而,我们的宇宙不是渐近平坦的,这激发了对渐近de Sitter时空中黑洞的数值研究。首先将史瓦西时空的静态最大喇叭形切片推广到史瓦西-德西特时空的静态常平均曲率喇叭形切片,得到了史瓦西-德西特时空中喇叭形几何的解析表达式.然后,我们切换到共动各向同性径向坐标,这导致类似于McVittie坐标的坐标系。在距离黑洞很远的地方,所得到的度规渐近于一个具有指数扩展标度因子的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker度规。虽然McVittie坐标有另一个渐近de Sitter结束径向坐标为零,使他们概括的概念“虫洞”的几何形状,我们的新坐标接近地平线穿透喇叭几何在相同的限制。我们的解析表达式阐明了宇宙学背景下喇叭形切片的时间依赖性、边界条件和坐标条件的作用,并为渐近de Sitter时空中的黑洞模拟提供了一个有用的测试。
2017-11-30 gr-qc
FRW Universe Models in Conformally Flat Spacetime Coordinates. I: General Formalism
宇宙模型的三维空间是在一定的时间尺度上定义的。因此,空间取决于使用的时间。我们发现了一个一般公式,产生所有已知的,也有一些新的变换共形平坦的时空坐标。推导出了退移速度的一般公式。
2011-03-24 gr-qc
Asymptotic Expansions and Bondi Positivity in Higher Dimensional Relativity
邦迪质量的正性已经在4维中得到了证明,但在更高的维度中这个问题仍然是开放的。本文件的形式主义已经发展到调查这一点,是非常适合于高维的情况。在零无穷远处,我们在共形高斯零坐标中对度规分量进行渐近展开,并利用真空爱因斯坦方程求解展开系数。我们发现简单的坐标公式的邦迪质量,新闻和通量的度量组件的膨胀系数。我们还对渐近对称的生成元作了展开,并得到了它的展开系数与度量分量的展开系数的表达式。我们对四维情形下的狄拉克方程的一个解作了旋量渐近展开,并用它给出了四维情形下邦迪质量为正的一个清楚的证明。对高维的推广已经被研究过了,但还没有解决:实际上,旋量质量在高维的情况下似乎是发散的,因为在无穷远处的极限中似乎是奇异的。这种明显的奇异项在我们的许多计算中是常见的,但在取极限之前一般可以证明为零。然而,目前还不清楚这是否可以在更高维度的旋量质量的情况下完成,因此需要进一步的研究。
2013-07-09 gr-qc
Quasi-local mass at the null infinity of the Vaidya spacetime
关于零无穷远处的Trautman-Bondi质量[1,8,5]有两个重要的陈述:一个是正性[7,6],另一个是Bondi质量损失公式[1],它们都是全局的。准局部质量的正性可能导致零无穷远处的局部描述。这一点在本笔记中的Vaidya时空中得到了证实。我们研究了Vaidya时空零无穷远处固定尺寸表面上的Wang-Yau准局域质量。最佳嵌入方程的明确解决和准本地质量的Vaidya时空的质量方面的功能进行评估。
2016-08-22 gr-qc math.DG
On the limits of Brans-Dicke spacetimes: a coordinate-free approach
本文利用无坐标技术研究了标量场耦合常数ω趋于无穷大时Brans-Dicke时空的极限。我们得到了一些已知精确解的极限。结果表明,这些限制可能不符合类似的解决方案,在广义相对论理论。
1993-04-20 gr-qc
Symmetry-seeking spacetime coordinates
在数值上构造一个具有近似类时基灵矢量的时空时,选择适合对称性的时空坐标是有用的,这样在这些坐标中,度规和物质变量只随时间缓慢变化。特别是,这是一个至关重要的问题,在数值计算一个双黑洞螺旋。近似位似矢量在临界引力坍缩中起作用。我们总结旧的和新的建议,从一般的角度来看,找到这样的坐标。然后,我们测试了其中一些在各种玩具模型与球对称,包括临界流体崩溃和临界标量场崩溃。
1999-10-28 gr-qc
Quantization of the metric diagonal spacetime with Gaussian normal coordinates
在Wheeler-DeWitt方程的分析中,我们利用坐标变换简化了Wheeler-DeWitt方程的Hamilton约束。坐标被选择为使得度量成为对角线并且作为高斯正常坐标。或者我们处理小宇宙,使度规成为对角的,宇宙被高斯正规坐标覆盖。我们已经解决了这样的宇宙的惠勒-德威特方程。使得宇宙包含Biancki I型宇宙或黑洞宇宙。
2007-06-22 gr-qc