Gravitomagnetic Barnett Effect
利用广义相对论的线性化理论,导出了巴尼特效应的重磁模拟。进一步的理论和实验研究建议,由于预期的宏观值的引力磁场参与这种效应,并将出现在引力的量子理论,目前正在开发中,在未检测到的预测现象的情况下的约束。
2000-12-22 gr-qc
Gravitomagnetism and the Speed of Gravity
从实验上发现物质的平动和转动流所产生的引力磁场是现代引力物理学的主要目标之一。地球的旋转(固有)重力磁场目前由重力探测器B测量。本文利用爱因斯坦方程的参数化后牛顿(PN)展开式,证明了如何通过观测运动引力透镜引起的相对论时间延迟来测量物质平移流产生的外引力磁场。证明了测量外生重磁场等价于检验由引力场的洛伦兹变换引起的引力畸变的相对论效应。我们揭示了最近的木星偏转实验是一个零型实验测试的洛伦兹不变性的引力场(重力畸变),从而确认存在的外部重力磁场与木星的轨道运动的准确度为20%。本文对一些不熟悉现代VLBI技术和JPL星历表的研究者对木星偏折实验的错误解释进行了评述。我们建议在地心坐标系中,通过观测太阳对光线的引力偏转和处理VLBI观测数据来更精确地测量引力效应的像差。
2005-10-16 gr-qc
Gravity Probe C(lock) - Probing the gravitomagnetic field of the Earth by means of a clock experiment
我们概述了一项任务,目的是直接探测地球的重力磁场。这个任务被称为重力探测器C。重力探测器C(锁)是基于最近发现的一个令人惊讶的巨大重力磁钟效应。其主要思想是比较两个标准时钟在地球的正向和逆行轨道上的正确时间。在一个轨道之后,两个这样的时钟的固有时间差被预测为$2\times 10^{-7}$ s的数量级。执行重力探测器C的概念难度预计与重力探测器B任务的难度相当。
1997-12-11 astro-ph gr-qc
Gravitomagnetism in Modified theory of Gravity
我们在标量-矢量-张量理论或莫法特的修正引力理论(MOG)中研究引力磁性。我们计算重力磁场,一个缓慢移动的质量分布产生的牛顿制度。本文报道了MOG重力磁场与爱因斯坦重力理论预测的重力磁场以及重力探测器B、LAGEOS和LAGEOS 2测量的重力磁场以及GRACE和激光月球测距测量的重力磁场之间的一致性,这需要$|α| < 0.0013$。我们提供一个讨论。
2019-06-15 gr-qc
Gravitomagnetic tidal response of relativistic stars in partially screened scalar-tensor theories
本研究探讨Horndeski之外标量-张量理论中相对论星体的重力磁潮汐响应,计算特定模型的潮汐Love数,分析偏离广义相对论的参数依赖,发现相对偏差随多极矩和紧致度增加,但参数不足以完全表征响应。
2025-04-16 gr-qc
On Measuring Gravitomagnetism via Spaceborne Clocks: A Gravitomagnetic Clock Effect
两个标准钟在围绕一个中心旋转质量的正向和逆行轨道上的旋转方位角周期之差与J/Mc^2成正比,其中J和M分别是源的固有角动量和质量。结合这种重力磁钟效应,我们探讨了利用星载标准钟探测地球重力磁场的可能性。它表明,这种方法来测量重力磁场,在一定意义上,理论上相当于重力探针-B的概念。
1998-04-03 gr-qc
Linearized Analysis of Rastall Gravity
本文通过线性化形式体系分析Rastall引力,推导了局域化物质和非旋转质量的度规,并详细计算了圆轨道观测者所见的引电场与引磁场,揭示了引力电磁学效应。
2025-05-06 gr-qc
Dual curvature tensors and dynamics of gravitomagnetic matter
引力磁荷也可以称为{ \it对偶质量}或{ \it磁质量},是引力理论中的拓扑荷。一个静止的重力磁场可以产生一个稳定的重力磁场。由于重力磁荷的拓扑性质,重力磁物质存在的时空度规将是非解析的。本文给出了描述引力荷/磁单极子动力学的双曲率张量和重磁物质的反对称引力场方程。我们考虑和讨论了重磁荷的双曲率张量和标量、反对称源张量、双自旋联系(包括低速弱场近似)、双Vierbein场以及双电流密度的数学表述和物理性质。结果表明,重力磁荷的动力学可以在上述对偶量的框架内建立。此外,本文还考虑了引力磁荷(对偶质量)和引力电荷(质量)动力学理论之间的对偶关系。
2004-03-01 gr-qc
Determination of Gravitomagnetic Field through GRBs or X-ray Pulsars
在引力的规范理论中,粒子的自旋与引力磁场之间存在着直接的耦合。在中子星表面或黑洞附近,自旋与重力磁场之间的耦合能量可以很大,并且可以被探测到。精确测量相应的发射或吸收谱线的位置可以帮助我们同时确定重磁场和电磁场。比值$\frac{ΔE_e}{ΔE_p}$可以作为黑洞的定量判据。在伽玛暴或X射线脉冲星中,观察到电子的吸收谱线。如果能同时观测到电子和质子的吸收谱线,利用本文给出的方法,就可以确定恒星表面的重力磁场,从而判别黑洞和中子星。
2005-07-13 gr-qc
Constraints on Covariant Horava-Lifshitz Gravity from precision measurement of planetary gravitomagnetic field
本文分析了 Horava-Lifshitz 修正对引力磁场的影响,提出了一种基于星载激光干涉测量的行星引力磁场测量方法来约束该理论参数,发现高精度激光梯度计可将约束结果改善一到两个数量级。
2024-10-12 gr-qc hep-ph hep-th
The Gravitomagnetic Influence on Gyroscopes and on the Lunar Orbit
引力磁性--一种类似于电磁学中的洛伦兹力的物质运动耦合--对任何涉及不同质量流的场景都有可观察到的后果。例子包括陀螺仪位于旋转的大质量物体附近,以及两个轨道物体的相互作用。在前一种情况下,陀螺仪产生的进动通常被称为“坐标系拖曳”,是重力探测器B实验所寻求的主要测量。后一种情况在地月系统中得到了实现,事实上,这种效果已经通过月球激光测距(LLR)得到了证实,精度约为0.1%,比重力探测器B结果的预期精度更好。本文通过在月球轨道的运动方程中引入相同的重磁项,得到了月球轨道的陀螺进动和修正,从而揭示了这些看似完全不同的现象之间的联系。由于月球测距目前提供了千分之一的适合月球轨道的重力磁贡献,后牛顿重力的这一特征是不可调整的,以适应任何异常的结果超过0.1%的水平,从重力探测器B,而不干扰现有的理论适合36年的LLR数据。
2007-02-05 astro-ph gr-qc
GravitoMagnetic Force in Modified Newtonian Dynamics
我们引入规范矢量张量(GVT)理论,通过扩展AQUAL的方法引力电磁(GEM)近似的引力。GVT是一个广义协变的引力理论,它由一个伪黎曼度规和两个U(1)规范连接组成,在很弱的引力场的极限下,它再现了MOND,而在强引力场和牛顿引力场的极限下,它与Einstein-Hilbert引力理论保持一致。GVT还提供了一个简单的框架来研究GEM近似重力。我们证明了星系边缘的引力磁力可以与GVT或ΛCDM一致,但不能同时与两者一致。我们还研究了太阳-木星系统引力鞍点附近GVT理论的物理性质。我们注意到,GVT理论的决定性拒绝要求测量太阳-木星MOND窗口内的重力电场和重力磁场,或者两个不同的太阳GVT MOND窗口内的重力电场。然而,GVT理论将通过在单个MOND窗口内观察重力电场的异常而受到青睐。
2013-05-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Rough estimates of solar system gravitomagnetic effects in post-Newtonian gravity
本文构建麦克斯韦型引力方程预测太阳系质量磁场,发现质量磁GR力极小但非零,且除金星和天王星外方向与牛顿力反平行,并估算土星B环质量磁偶极矩与卡西尼数据相关。
2025-03-28 gr-qc
Gravitomagnetic tidal currents in rotating neutron stars
最近的研究表明,旋转的致密天体在重力磁场作用下,即使理想化为与时间无关的磁场,也会产生动态响应。动力响应的特点是随时间变化的内部电流,它被怀疑是源于零频率g模式和r模式的潮汐力驱动。在本文中,我们提供了额外的见解的现象,通过检查潮汐响应的旋转体的框架内的后牛顿引力。这种方法使我们能够为这种现象建立一个直观的图像,这依赖于后牛顿引力和麦克斯韦电磁理论之间的密切类比。在这幅图中,重力磁潮汐场和天体自转速度之间的耦合自然会在天体内部产生不平衡的类洛伦兹力,而正是这种力导致了潮汐流。简单的流体方程在后牛顿设置允许我们提供一个完整的零频率模式的描述,并证明其在建立潮流的精确作用。我们估计这些电流的振幅,并发现,对于与LIGO相关的中子星双星,当旋转周期相当于100毫秒时,速度扰动的尺度以每秒公里为单位测量。这一估计表明,潮流可能对合并附近的中子星的物理有重大影响。
2017-01-31 gr-qc
Coupling gravitomagnetism-spin and Berry's phase
利用Berry相位,提出了在量子水平上探测任何度规引力理论的引力磁场的新思想。在这个方案中发现,重力磁场的大小只出现在绝热区的定义中,而不是出现在几何相位的大小中。换句话说,要观测的物理参数并不直接涉及(像通常的建议那样)重力磁场的微小幅度。
2002-06-03 gr-qc
A note: graviton spin, gravitomagnetic fields and self-interaction of non-inertial frame of reference
本文考虑了与引力磁场有关的三种弱引力效应:(1)讨论了线性化引力理论中的背景洛伦兹变换和规范变换,利用正则过程和Noether定理得到了引力场的自旋表达式;(ii)指出利用固定坐标系到旋转坐标系的坐标变换,发现Mashhoon自旋-转动耦合的本质实际上是自旋粒子的引力磁矩与引力磁场之间的相互作用。证明了旋转坐标系的旋转角速度可以看作是一个引力磁场;(iii)Mashhoon自旋-旋转耦合的纯引力推广,即,引力子自旋与引力磁场的相互作用实际上是时空(引力场)的自相互作用。在本文中,我们将证明这种自相互作用也会出现在非惯性参考系本身:具体地说,一个旋转的框架,经历了其旋转频率的波动(即,旋转角频率的变化)将经历弱的自相互作用。旋转坐标系的自相互作用,也可以称为旋转坐标系时空的自相互作用,是引力子自旋与引力磁场相互作用的非惯性推广。
2004-08-02 gr-qc
A tale of analogies: gravitomagnetic effects, rotating sources, observers and all that
本文综述了广义相对论中引力磁类比的根源、各种推导途径,以及理论与实验方面的最新进展,强调其源于时空拆分并用于解释旋转源效应。
2023-11-17 gr-qc
Highly relativistic spin-gravity-$Λ$ coupling
研究了由Mathisson-Papapetrou方程导出的Schwarzschild-de Sitter背景下的高相对论性自旋-引力耦合效应。本文估计了在Schwarzschild-de Sitter背景中运动的观测者的速度对引力场的重电分量和重磁分量的依赖关系。考虑了重磁分量对快速运动自旋粒子的作用。描述了自旋粒子的高度相对论性圆轨道的不同情况,它们与相应的测地轨道有本质的不同。
2018-12-01 gr-qc hep-th
Non-Relativistic Limit of Dirac Equations in Gravitational Field and Quantum Effects of Gravity
基于电磁相互作用和引力相互作用的统一理论,研究了带电Dirac粒子在引力场中运动方程的非相对论极限.从这个非相对论性极限得到的薛定谔方程可以看出,经典牛顿引力势是薛定谔方程中引力势的一部分,它可以解释COW实验中发现的引力相位效应。由于这种牛顿引力势,量子粒子在地球的引力场中可以形成引力束缚的量子化态,这在实验中已经被发现。本文讨论了与引力相互作用有关的三种不同的相位效应,这些相位效应在某些天体物理过程中是可以观测到的。此外,引力磁场与量子自旋之间存在直接耦合,这种耦合产生的辐射可以直接确定恒星表面的引力磁场。
2005-04-23 gr-qc
Newtonian Gravity Predictions For Gravity Probe B
牛顿引力和狭义相对论结合起来,产生了一个轨道陀螺仪的重力磁进动,它是广义相对论预测的四分之一。在这两种情况下,大地效应是相同的。
2005-02-24 astro-ph gr-qc
Quantum gravitomagnetic interaction
在线性化量子引力框架下,研究真空中涨落引力磁场诱导的非点状物体间的量子引力磁相互作用,通过四阶微扰理论推导出相互作用能,其近程和远程分别呈$r^{-10}$和$r^{-11}$依赖关系,且在大引力磁极化率下显著。
2024-06-25 gr-qc hep-th quant-ph
Spin-Spin Interactions in Gauge Theory of Gravity, Violation of Weak Equivalence Principle and New Classical Test of General Relativity
长期以来,人们普遍认为自旋-自旋相互作用只能存在于Lorentz对称性规范的理论中,而自旋-自旋相互作用的理论是不可微扰重整化的。但事实并非如此。通过研究自旋粒子在引力场的运动,发现引力规范理论中存在自旋-自旋相互作用。它的机制是一个自旋粒子在时空中产生引力磁场,这个引力磁场与另一个粒子的自旋相互作用,产生自旋-自旋相互作用。所以,自旋-自旋相互作用是通过引力场传递的。推导了自旋-自旋相互作用在后牛顿近似下的形式。这个结果也可以从Papapetrou方程推导出来。这种相互作用不会影响理论的可重整化性。自旋-自旋相互作用将违反弱等效原理,并且违反效应是可检测的。提出了一个实验来检测违反弱等效原理的影响。
2007-03-21 gr-qc
Gravitomagnetic Clock Effect: Using GALILEO to explore General Relativity
本文提出了基于稳态时空模型的引力磁时钟效应理论框架,探讨了利用GALILEO卫星和时钟数据测量该效应的方法与技术要求,指出该测量虽极具挑战性,但在不远的将来有望实现。
2023-11-20 gr-qc
A post-Newtonian Gravitational Collapse Model from Linearized Gravity
Universität Ulm(乌尔姆大学);Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST)(集成量子科学与技术中心)
本文提出基于线性引力的引力坍缩机制,结合经典-量子动力学方法,推导出主方程,揭示了引力电势与质量分布的耦合关系,并探讨了引力磁矢势对旋转自由度和混合质量-旋转贡献的影响。
2026-05-12 gr-qc quant-ph
Gravitomagnetism in Massive Gravity
弱场极限下的大质量引力由菲兹-泡利理论描述,具有四维5个自由度。在这个理论中,我们计算了两个点状旋转源之间的重力磁效应(势能),这两个旋转源也在自旋和速度都很小的极限下绕着彼此旋转。大质量引力理论中的自旋-自旋、自旋-轨道和轨道-轨道相互作用与广义相对论中的相应相互作用有相当显著的、离散的差异。我们的计算适用于大距离,例如,星系或星系团之间的相互作用,预计大规模的重力发挥作用。我们还将计算扩展到四维的二次引力理论,找到最低阶的引力磁效应,并表明在小的分离二次引力的行为不同于广义相对论。
2016-02-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The post-Newtonian gravitomagnetic spin-octupole moment of an oblate rotating body and its effects on an orbiting test particle; are they measurable in the Solar System?
解析地计算了具有角动量$\boldsymbol{S}$和四极质量矩$J_2$的扩展椭球体的重力磁自旋八极矩引起的轨道效应。我们的结果,成比例的$S J_2 c^{-2}$,保持身体的对称轴$\boldsymbol{\hat{S}}$和测试粒子的一般轨道配置的任意取向。原则上,这种影响可以通过专门的木星航天器任务来测量。对于一个中等偏心和快速的路径,一个专用轨道器的节点和近心点的重力磁进动可以像$400~\textrm{milliarcseconds~per~year}$甚至$1,600-4,000~\textrm{milliarcseconds~per~year}$一样大,这取决于它的轨道平面在空间中的取向。对地球探测器距离变化率信号的数值模拟证实了这种预期,因为它的幅度在仅仅一天后就达到了$\simeq 0.03-0.3~\textrm{millimeter~per~second}$的水平。目前对环绕木星运行的朱诺号航天器进行的双向Ka波段多普勒测量的精度在$1,000$秒后达到$\simeq 0.003~\textrm{millimeter~per~second}$。其他的广义相对论效应也是可以测量的,包括那些与$GMJ_2c^{-2}$成比例的效应,但迄今为止还没有得到检验。由于行星重力场的经典多极,大多数竞争的牛顿信号与后牛顿信号具有完全不同的时间特征,因此可能更容易解开它…
2019-07-02 gr-qc
Gravitatomagnetic Analogs of Electric Transformers
线性化的广义相对论允许用重力电场和重力磁场来表述,这与麦克斯韦方程组对电磁场的描述非常相似。对于稳定的质量流,这种形式主义已经被用来理解重力磁效应,如惯性系的兰斯-瑟林拖曳。对于随时间变化的质能流,法拉第定律的模拟提出了基于Transformer的引力等效的新效应,其中这种电流取代了电流。提出了新的实验可能性,包括一种新的电磁引力耦合机制,新的测试广义相对论在超相对论极限使用粒子束在大型强子对撞机,并寻找一种材料表现出类似于铁磁性的引力。
2010-06-30 gr-qc
Clifford Tetrads, Null Zig Zags, and Quantum Gravity
量子引力之所以如此难以捉摸,是因为我们试图通过两条永远不会相遇的路径来接近它:标准量子场论和广义相对论。时空流形M的复杂化Clifford代数及其旋量表示下的协方差,萨克斯称之为爱因斯坦群E。在微观尺度上,量子引力表现为虚时间T中旋量场的零锯齿射线的统计力学。我们的统一场/粒子作用量L_g也包含了引力磁场与强场和弱势的新耦合。这些预言了新的物理现象:核衰变产物的轴向喷流以左螺旋度沿着一个巨大的旋转物体的轴发射。
2003-05-05 gr-qc
The flyby anomaly: A case for strong gravitomagnetism ?
在过去二十年中,通过仔细的多普勒跟踪和轨道分析,发现了在绕地球进行飞越机动的航天器的渐近速度的异常变化。没有可行的假设,传统的解释,这种影响已被提出,其起源仍然无法解释。在本文中,我们讨论了一个强大的横向分量的重力磁场作为一个可能的来源的飞越异常。我们表明,由这样的场引起的扰动可以拟合的异常的符号和数量级。但是,虽然长期的贡献重力探测器B的实验结果和地球动力学卫星中的Lense-Thirring效应可以被取消,详细的轨道演变很容易与这种增强的重磁效应相冲突。
2015-05-26 gr-qc
The effects of Chern-Simons gravity on bodies orbiting the Earth
弦论的一个可能的低能结果是在广义相对论的标准爱因斯坦-希尔伯特作用量上增加了一个陈-西蒙斯项。可以说,精粹场应该耦合到这个陈-西蒙斯项,如果是这样的话,它在线性化理论中驱动了引力电场和引力磁场之间的宇称破坏相互作用。在本文中,线性化时空的陈-西蒙斯引力围绕一个巨大的旋转体被发现,包括新的修改的重力磁场,没有出现在以前的工作。在此时空中的测试机构和陀螺仪的进动的轨道进行了计算,导致新的约束的陈-西蒙斯参数空间,由于目前的卫星实验。
2008-01-08 astro-ph gr-qc hep-ph
Gravitomagnetic dynamical friction
一个超大质量黑洞在穿过恒星场时,会因引力散射恒星,从而在黑洞上产生一种被称为动力学摩擦的反作用力。在牛顿引力中,系统关于黑洞速度$\mathbf{v}$的轴对称性意味着动力学摩擦必须反平行于$\mathbf{v}$。然而,在广义相对论中,黑洞的自旋$\mathbf{S}$不需要平行于$\mathbf{v}$,打破了系统的轴对称性,并产生了一个新的动力学摩擦分量,类似于带有电荷$q$的粒子在磁场$\mathbf{B}$中运动时所经历的洛伦兹力$\mathbf{F} = q\mathbf{v} \times \mathbf{B}$。我们称这种新的力为引力磁动力学摩擦,并计算了一个旋转的黑洞在麦克斯韦速度色散$σ$的恒星场中运动时的大小,假设$v$和$σ$都远小于光速$c$。我们使用精确到$\mathcal{O}(v^3/c^3)$的后牛顿运动方程来捕捉自旋-轨道耦合的影响,也包括黑洞事件视界对恒星的直接捕捉。引力磁动力学摩擦会导致一个匀速的黑洞绕着它的自旋方向做螺旋运动,类似于一个带电粒子绕着磁力线做螺旋运动,并且会对一个绕着银河系中心运行的超大质量黑洞施加一个扭矩,导致这个轨道的角动量慢慢地绕着黑洞的自旋进动。由于这种效应在非相对论系统中被因子$(σ/c)^2$抑制,我们预计它在大多数天体物理学背景下可以忽略不计,但提供这种计算是为了它的理论兴趣和对相对论系统的潜在应用。
2017-03-15 astro-ph.CO gr-qc
Aharonov-Bohm Effect for Cooper Pairs in Kerr Spacetime: Gravitomagnetic Phase Shifts from Frame Dragging
Eastern Mediterranean University(东地中海大学)
研究库珀对在克尔时空中的引力磁阿哈洛沃-博姆效应,揭示强场引力下的量子相干性与时空曲率的关联。
2026-02-23 gr-qc hep-th
Equivalence principle and experimental tests of gravitational spin effects
我们研究了实验测试等效原理在自旋-重力相互作用中表现形式的可能性。我们重新考虑了早期的实验数据,得到了反常重磁矩的第一个实验界。自旋与地球自转的耦合也可以在中子EDM和g-2实验的扩展中进行探索。自旋耦合到地球引力产生了相当大的影响,这可能会发现在计划中的氘EDM实验。在寻找类轴子粒子的光学实验中也应该考虑到地球的自转。
2007-09-27 gr-qc
A Possible Test for Quadratic Gravity in $d \ge 4$ dimensions
本文考虑二次引力的爱因斯坦强度和动力学自由度。我们证明了纯度量二次引力理论在爱因斯坦意义下比允许挠率的竞争二次引力理论强得多。
2002-01-03 gr-qc
Carter-like constants of the motion in Newtonian gravity and electrodynamics
对于绕多极矩为Q_L的牛顿引力理论中的轴对称体运动的试验体,(对于在非相对论轨道上的电荷,其电荷分布具有相同的多极矩),我们证明了除了沿对称轴的能量和角动量分量外,还存在一个类似于广义相对论中Kerr时空的Carter常数的守恒量,如果奇数L阶矩为零,偶数L阶矩满足Q_2L = m(Q_2/m)^L.奇怪的是,这恰恰是旋转黑洞的无毛定理所要求的质量矩之间的关系。相比之下,如果牛顿引力被多极引力磁场所补充,而多极引力磁场的首项代表坐标系拖曳(或者如果静电场被多极磁场所补充),我们就无法找到类似的卡特常数。这进一步突出了广义相对论克尔几何的特殊性质。
2008-11-29 gr-qc
Weyl Covariant Quadratic Curvature Gravity in 3-Dimensional Riemann-Cartan-Weyl Space-Times
我们讨论局部Weyl(规模)协变推广的二次曲率引力理论在三维空间使用黎曼-Cartan-Weyl时空。我们表明,这一程序的外尔规范产生一个一致的概括为一个特定的类的二次曲率引力理论,其中包括新的大规模引力理论。
2019-06-27 gr-qc
Cosmological Vorticity in a Gravity with Quadratic Order Curvature Couplings
本文分析了具有一般二阶引力耦合项的引力场中转动型宇宙学扰动的演化。这个结果是独立于引力理论的广义性质而表达的,并且可以简单地解释为角动量守恒。
1997-10-07 gr-qc
Geodesic deviation in pp-wave spacetimes of quadratic curvature gravity
本文用Newman-Penrose标量写出了时空中$pp$波的测地偏差方程,并应用它研究了二次曲率引力场中的引力波。我们证明了二次曲率引力波$pp$可以有一个横向螺旋度为0的偏振模和两个横向螺旋度为2的类广义相对论波偏振。给出了一个具体的例子,分析了二次曲率引力场的精确脉冲引力波解的波偏振。
2003-09-26 gr-qc
Quantum gravitodiamagnetic interaction
Hunan Normal University(湖南师范大学)
本文研究了线性量子重力框架下,两个质量体与引力场真空波动的重力磁极耦合引起的量子引力相互作用,推导了相关的哈密顿量,并展示了在球对称引力氢原子体系中,诱导的四极矩与施加的重力磁场符号相反,定义了重力磁极性。
2026-03-28 gr-qc hep-th quant-ph
Quadratic Curvature Gravity with Second Order Trace and Massive Gravity Models in Three Dimensions
相对于标准正交余框架构造了具有二阶迹的度量场方程的二次曲率拉格朗日量。在$n>4$维中,构造的具有二阶迹的纯二次曲率拉格朗日量在最一般的情况下含有三个自由参数.这些模型的四阶场方程,在任意尺寸,铸造在一个特定的形式使用Schouten张量。因此,新质量引力理论的场方程与拓扑质量引力理论的场方程是相关的。特别是,在何种条件下,后者是前者的“平方根”。
2012-05-05 gr-qc
Gravitomagnetism and the significance of the curvature scalar invariants
曲率不变量一直是人们感兴趣的主题,这是由于关于内禀/外禀标架拖曳概念的争论,在这种分类中使用电磁类比,以及由源的平移和旋转运动引起的重力磁场之间是否存在根本区别的问题(这些卫星已经过观测和实验测试,包括专门的重力探测器-B和LARES空间飞行任务)。在这项工作中,我们澄清的代数和物理意义的曲率不变量和它们的电磁对应。他们被认为是产生的条件存在的观察员测量消失的电/磁场和gravitoelectric/gravitomagnetic潮汐张量,分别。我们确定这些观察员(在引力部门和存在的来源,更相关的重力磁的情况下)获得他们的速度明确的领域/潮汐张量测量的任意观察员。详细研究了感兴趣的天体物理学设置的不变量的结构,并剖析了它与重力磁效应的关系。最后,提出了一种新的内禀/外禀重磁分类方法。
2021-06-04 astro-ph.HE gr-qc
Post-Newtonian parameters of ghost-free parity-violating gravities
在参数化后牛顿(PPN)框架下研究了广义无鬼影宇称破坏(PV)引力理论的慢运动和弱场近似,导出了用PV项修正的微扰场方程.通过求解微扰场方程得到了完整的PPN参数。我们发现,除了一个额外的参数$κ$外,所有的PPN参数都与广义相对论中的参数完全相同,这个额外的参数是由该理论中度规的重磁扇区中新的旋度项引起的。在此基础上计算了陀螺仪的进动效应,并利用重力探测器B的观测数据对模型参数进行了约束。
2022-04-27 gr-qc
Scale-invariant rotating black holes in quadratic gravity
在纯二次引力理论中的黑洞解是有趣的,因为它们允许制定一套标度不变的热力学定律。最近,我们已经证明了静态标度不变的黑洞有一个定义良好的熵,它的特点等价类的解决方案。本文推广了这些结果,并探讨了纯二次引力下旋转黑洞的热力学。
2015-07-21 gr-qc
Slowly-rotating stars and black holes in dynamical Chern-Simons gravity
Chern-Simons(CS)修正引力是广义相对论(GR)的一种推广,其中度规与标量场耦合,得到修正的爱因斯坦场方程。在动力学理论中,标量场本身是由时空的庞特里亚金密度产生的。本文对用真实状态方程描述的慢转中子星和慢转黑洞的度规场和标量场耦合方程组进行了数值求解。一个恒定密度的非相对论性物体的解析解。它表明,黑洞解不能用来描述外部时空的一个明星,因为以前假设。此外,而以前的分析仅限于小耦合制度,本文认为任意大的耦合强度。结果表明,CS修正对度规的重磁扇区有两种影响:(i)在恒星表面或黑洞视界附近,与GR相比,重力磁势的大小减小,坐标系拖曳效应减小。(ii)在恒星的情况下,由遥远的观测者测量的角动量J,当耦合强度较大时,近区标架拖曳效应被显著屏蔽,而远区增强在最大值max(Delta J)~(M/R)J处饱和。利用重力探测器B和LAGEOS卫星对地球周围标架拖曳效应的测量,将弱但鲁棒的约束设置为特征CS长度尺度,xi^{1/4} <~ 10^8 km。
2011-10-24 astro-ph.HE gr-qc
Galactic Dynamics in General Relativity: the Role of Gravitomagnetism
众所周知,在没有暗物质的情况下,星系旋转曲线的观测结果不能用牛顿引力来解释。旋转曲线在外部区域变得平坦,与根据开普勒运动所预期的相反。在远离银河系中心的地方,引力场被认为足够弱,所以我们期望能够使用牛顿引力;然而,即使在弱场近似下,也存在没有牛顿对应物的广义相对论效应,例如源于质量流的引力磁效应。利用引力电磁方法在弱场和慢运动近似下求解爱因斯坦方程,我们讨论了一些简单的参数,这些参数表明引力磁效应可能在更好地理解暗物质对星系动力学的影响方面具有相关作用。此外,将物质看作尘埃流体,研究了后牛顿效应对流体涡量的影响。
2022-10-04 astro-ph.GA gr-qc
Nonlinear Evolution of Quadratic Gravity in 3+1 Dimensions
本文提出数值稳定的(3+1)维演化方程,研究二次引力的非线性动力学,证明除已知线性不稳定性外,其Ricci平坦子扇区稳定,且真空中可模拟广义相对论。
2023-06-07 gr-qc
Gravitational wave solutions of quadratic curvature gravity using a null coframe formulation
利用外形代数将二次曲率引力方程投影到复零余标架上,并用Newman和Penrose定义的旋量表示。作为应用,我们引入了一族新的在不同D型背景中传播的脉冲引力波解。
2014-03-25 gr-qc
Instability of spherically-symmetric black holes in Quadratic Gravity
本文研究了二次引力中球对称黑洞的线性稳定性,发现Schwarzschild与非Schwarzschild分支在临界视界半径以下均存在长波长不稳定性,表明经典微扰为视界半径设定了下限。
2022-09-05 gr-qc
Quadratic theory of gravity with a scalar field and type I Shapovalov wave spacetimes
在具有标量场的二次引力理论中,我们得到了Shapovalov~I~型时空中引力波模型的精确解,这在广义相对论模型中是找不到的.正在考虑的引力理论可以有效地描述宇宙动力学的早期阶段。I型沙波瓦洛夫空间是引力波沙波瓦洛夫时空的最一般形式,它在特权坐标系中的度规依赖于三个变量,包括波变量。对于爱因斯坦真空时空,这些波模型退化为更简单的类型。所得到的二次引力理论中引力波的精确模型可以用来检验这种引力理论的真实性。
2022-11-20 gr-qc
The Exterior Calculus of Quadratic Gravity
本文利用外微分形式代数与黎曼曲率恒等式,推导四维一般二次曲率引力的度规场方程,并以扰动1-形式表述线性化方程。
2025-05-23 gr-qc
Wave polarizations for a beam-like gravitational wave in quadratic curvature gravity
在二次曲率引力场中,我们解析地计算了由有限宽和有限长的零物质圆柱形光束产生的精确引力波的潮汐场和极化。我们认为这种波可以代表伽马射线暴(GRB)源产生的高能光子的引力波。
2003-11-20 gr-qc
A perturbative solution for gravitational waves in quadratic gravity
通过向爱因斯坦线性化场方程添加连续微扰,我们找到了线性化二次引力的引力波解。我们表明,只有Ricci平方二次不变量有助于给一个不同的解决方案中发现的爱因斯坦的广义相对论。微扰解被写成$β$参数的幂级数,$β$参数是二次引力作用量中Ricci平方项的系数。我们还表明,对于一个给定的角频率$ω$的单色波,微扰解可以总结出一个精确的解,线性化版本的二次引力,$0<ω<c/\midβ\mid^{1/2}$。这一结果可能对宇宙学起源的引力波背景的预言产生影响。
2003-04-23 gr-qc
Generalized Covariant Entropy Bound in Einstein Gravity with Quadratic Curvature Corrections
本研究在含二次曲率修正(一阶量子修正)的爱因斯坦引力中,以全息纠缠熵替代贝肯斯坦-霍金熵,结合两个物理假设,证明一阶近似下广义协变熵界成立,为引力量子修正下的熵界研究提供了新依据。
2023-11-09 gr-qc
Weakly-Gravitating Objects in dynamical Chern-Simons gravity and Constraints with Gravity Probe B
传统上,对太阳系的观测允许对爱因斯坦的广义相对论进行非常严格的检验。在这里,我们重新审视使用这些观测来约束动力学陈-西蒙斯引力中所封装的引力宇称破坏的可能性。本文在小耦合近似和后牛顿近似下,解析计算了孤立的、弱引力的、具有均匀自转和四极质量形变的天体内外的引力场的标量场和重磁扇区。我们发现,外部场的渐近剥离行为与黑洞和中子星以及非相对论性物体的渐近剥离行为是一致的,其总体系数是不同的,并且取决于弱场源的结构。然后,我们使用这些领域明确地计算动力学陈-西蒙斯校正的自旋进动的陀螺仪在地球周围的轨道,我们发现在相同的方向作为广义相对论的Lense-Thirring效应。然后,我们比较这个校正的自旋进动预测的广义相对论的重力探测器B实验的结果,把一个约束动力学陈-西蒙斯理论,是与以前的近似估计。尽管我们主要关注单个物体,但我们的方法可以直接扩展到二元系统或N个物体。
2018-10-31 gr-qc