Gravitational self-force corrections to gyroscope precession along circular orbits in the Kerr spacetime
我们推广到克尔时空以前的引力自作用力的结果陀螺仪进动沿圆轨道的史瓦西时空。特别地，我们给出了对任意Kerr自旋参数有效的规范不变旋进函数沿圆测地线的高阶后牛顿展开式，并表明这些结果与完全后牛顿保守动力学的结果一致。最后，我们提出了强场数值数据的克尔自旋参数的范围内，GSF-PN的结果，和预期的轻发散行为的协议。这些结果为Kerr时空中的自力计算提供了有用的测试基准，并为有效单体模型中自力数据转化为自旋-自旋耦合提供了一条途径。
2018-09-07 gr-qc
Kerr spacetime in Lemaître coordinates
我们提出了一种新的克尔时空解决方案，勒梅特坐标的基础上。这种方法可以避免Boyer-Lindquist度规的坐标奇异性，从而提供了一种可能性，以探索在事件视界附近和之外的克尔物理学的一些细节，采用自由落体观察者的观点，其适应的四分体被证明是费米-沃克运输。我们使用的克尔度规的勒梅特形式讨论的柯西视界附近的径向光子的运动，也表明他们的行为相当同意与文献中提出的其他类似的结果。作为同步的，克尔度规的勒梅特形式允许克尔事件视界附近和之外的量子场论的哈密顿公式。这可以提供一个进一步的工具，在调查有趣的问题，柯西视界（在）稳定性。
2021-12-28 gr-qc
Self force on a scalar charge in Kerr spacetime: circular equatorial orbits
计算了Kerr黑洞周围强场轨道中标量荷粒子所受的标量场自作用力。我们的计算专门用于圆形和赤道测地线轨道。该分析是标准模式和正则化方案的实现：我们首先使用频域中的数值积分计算标量场扰动的多极模式，然后对每个模式应用一定的正则化过程。的SSF的耗散件被发现是一致的通过事件视界和无穷远的标量波所携带的能量和角动量的通量。SSF的保守（径向）分量被发现是有吸引力的（向内指向）为$r_0>r_{\rm c}(a)$和排斥（向外指向）为$r_0<r_{\rm c}(a)$，其中$a$是克尔自旋参数，$r_0$是Boyer-Lindquist轨道半径，和$r_{\rm c}$是一个关键的$a$相关的半径，在保守的SSF消失。当运动是逆行时，保守的SSF对所有的$r_0$都是排斥的（如史瓦西情形）。史瓦西时空中SSF的主要保守效应是第三后牛顿（PN）阶（对数运行）。我们的数值计算结果表明，由于黑洞的自旋导致的前导阶PN校正产生自3 PN的自旋轨道耦合，这在大$r_0$的整体SSF效应占主导地位。在PN语言中，径向SSF的符号变化归因于自旋轨道项（$\propto -ar_0^{-4.5}$）和“Schwarzschild”项（$\propto r_0^{-5}\log r_0$）之间的相互作用。
2015-06-29 astro-ph.HE gr-qc
Algebraically special perturbations of the Kerr black hole: a metric formulation
Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics（阿诺德·索末菲理论物理中心）；Munich Center for Quantum Science and Technology（慕尼黑量子科学与技术中心）；Univ de Lyon, ENS de Lyon, Laboratoire de Physique, CNRS UMR 5672（里昂大学，巴黎高等师范学院，物理实验室，法国国家科学研究中心）
本文针对Kerr黑洞代数特殊线性扰动，建立纯度规表述，推导耦合波动方程并给出小自旋至三阶的解析算法，还构造了零模及NUT、加速荷扰动。
2025-10-06 gr-qc hep-th
The extended Kerr-Schild approach to general relativity
我们详细研究了广义相对论的“扩展Kerr-Schild”公式，它将一般度量的规范无关自由度分解为两个任意函数和平坦背景四元组的选择。我们重铸爱因斯坦的方程和时空曲率的扩展克尔-Schild形式，并讨论其性质，用简单的例子说明。
2016-11-28 gr-qc
Conservative Formulations of General Relativistic Radiative Transfer
在辐射转移中粒子数和4-动量的精确计算可以通过使用传输方程来促进，该方程允许在时空和动量空间中的体积积分和表面积分之间的透明转换。这种保守的配方的广义相对论辐射转移在多个空间维度，其相关性的核心坍缩超新星模拟描述。
2004-04-13 astro-ph gr-qc
Charge-regular formulation and radiative amplitudes of Kerr-Newman perturbations
Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）
该文建立了Kerr-Newman微扰的电荷正则表述，推导出正则角向与径向系统及有限电荷形变的Teukolsky方程，并给出非零实频率下出射引力与电磁辐射振幅及能量通量。
2026-10-08 gr-qc hep-th
Energy distribution in Kerr-Newman space-time in Bergmann-Thomson formulation
利用Bergmann-Thomson能量动量复合体得到了Kerr-Newman度规中的能量分布。我们发现Einstein，Landau-Lifshitz，Papapetrou，Weinberg和Bergmann-Thomson给出的能量动量定义给出了相同的和可接受的结果，并且也支持广义相对论中能量局域化的{ \em Cooperstock假说}。由于度规的电荷和旋转参数的排斥作用也反映在能量分布表达式中。
2003-08-12 astro-ph gr-qc hep-th
Particle motion under the conservative piece of the self-force is Hamiltonian
我们考虑在标量、电磁力或引力自作用力的影响下，静止时空中点粒子的运动。我们表明，保守的一阶自作用力片产生的哈密顿动力学，我们推导出一个明确的表达相空间上的哈密顿量。专门克尔时空，我们的结果推广了以前得到的藤田等的哈密顿函数。例如，这只对非共振轨道有效。我们讨论了二元黑洞力学第一定律的含义。
2022-05-03 astro-ph.HE gr-qc
Energy and Angular Momentum in D dimensional Kerr-AdS black holes-new formulation
最近的研究表明，渐近反德西特时空的守恒荷可以用线性化的黎曼张量和Killing矢量以明确的规范不变的方式表示。在这里，我们采用这种结构来计算的质量和角动量的D维Kerr-AdS黑洞，这是一个最显着的爱因斯坦度规推广的四维旋转黑洞。
2020-04-28 gr-qc hep-th math-ph
Dynamical Tidal Response of Kerr Black Holes from Scattering Amplitudes
本文通过匹配点粒子有效场论与广义相对论的散射振幅，提取了Kerr黑洞在自旋所有阶上的低频动态潮汐响应，发现部分次领先耦合非零且具有经典重整化群跑动，并验证了保守混合项因静态Love数为零而消失。
2024-03-28 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Second-order Teukolsky formalism in Kerr spacetime: formulation and nonlinear source
本文比较两种Kerr背景下的二阶Teukolsky形式体系，给出二阶场方程非线性源项表达式及配套Mathematica工具，并证明Bondi–Sachs规范可规避二阶红外发散。
2023-06-06 gr-qc
Towards a novel wave-extraction method for numerical relativity. I. Foundations and initial-value formulation
Teukolsky的黑洞微扰理论描述了平衡态附近的弱引力辐射。一个特殊的零四分体的背景克尔几何，由于金纳斯利，发挥了独特的重要作用，在这种形式主义。为了将Teukolsky的方法的丰富的物理直观应用于完全非线性数值模拟的结果，必须使用原始数值数据来近似Kinnersley四分体，而没有背景的先验知识。本文通过确定准Kinnersley框架中四分体场的方向来解决这个问题。这个框架提供了一个独特的，分析的扩展Kinnersley的定义克尔几何更广泛的一类时空，不仅包括任意扰动，但也有许多例子，不同的非微扰从克尔。本文建立了具体的限制划定这一类，并概述了一个计划来计算准Kinnersley框架的数值代码的基础上的初始值制定的几何动力学。
2005-05-11 gr-qc
Accelerating Kerr solution in SU(1,1)/U(1)-sigma model
China West Normal University（西华师范大学）
在SU(1,1)/U(1)-σ模型中，通过反散射技术构造了加速Kerr解的三种孤子形式，并证明其等价性。
2025-11-28 gr-qc
Kerr Geodesics in horizon-penetrating Kerr coordinates: description in terms of Weierstrass functions
本文将 Biermann-Weierstrass 公式推广到穿透视界的克尔坐标中，给出在克尔视界上光滑的类时与类光测地线解，并实现最大解析延拓区域间的显式延拓与图形可视化。
2024-10-22 gr-qc
Gravitational self-force on generic bound geodesics in Kerr spacetime
在这项工作中，我们提出的第一个计算的引力自引力的一般约束测地线在克尔时空中的质量比的一阶。也就是说，由于自身对引力场的影响，一个紧凑的物体绕着一个更大的旋转黑洞运行时，对运动方程的局部修正。这包括耗散效应和保守效应。我们的方法建立在和扩展早期的方法计算赤道轨道上的引力自作用力。特别地，我们从Weyl标量$ψ_4$中重建出射辐射规范中的局部度规扰动，而这又是通过使用半解析频域方法求解Teukolsky方程得到的。随后使用（球形）$l$模式正则化获得引力自作用力。我们测试我们的实现比较大的$l$ -行为对分析已知的正则化参数。此外，我们验证了我们的结果进行比较的长期平均变化的能量，角动量，卡特常数的变化，这些常数的运动推断从引力波通量到无穷大和向下的地平线。
2017-11-27 gr-qc
Self-force correction to geodetic spin precession in Kerr spacetime
我们提出了一个表达式的重力自作用力修正的大地自旋进动的自旋致密物体的小，但不可忽略的质量在一个绑定，赤道轨道周围的克尔黑洞。我们只考虑由于致密天体（$m_1$）的质量而引起的保守反作用效应，从而忽略了其自旋$s_1$对其运动的影响，即我们施加$s_1 \ll G m_1^2/c$和$m_1 \ll m_2$，其中$m_2$是背景Kerr时空的质量参数.我们将自旋进动的修正封装在$ψ$中，即赤道平面上一个径向轨道上累积的自旋进动角与总方位角的比值。我们的公式考虑规范不变的$\ord(m_1)$部分的修正$ψ$，表示为$Δψ$，是[类.关。重力，34，084001（2017）]到克尔时空。此外，我们还计算了$Δψ$的零偏心率极限，并证明了这个量与圆形轨道$Δψ^\text{circ}$的不同之处在于一个规范不变量，其中包含了对Kerr时空中广义相对论近心点推进的引力自作用力修正。我们对$Δψ$的结果以一种易于容纳数值/分析自作用力计算的方式表示，例如，为计算广义红移以外的新的偏心轨道Kerr规范不变量铺平了道路。
2017-09-14 gr-qc
Is motion under the conservative self-force in black hole spacetimes an integrable Hamiltonian system?
一个在背景黑洞时空中运动的点状物体会受到一个引力自作用力，这个引力自作用力可以表示为物体瞬时位置和速度的局部函数，并以质量比的线性顺序表示。我们考虑由局部自作用力的保守部分定义的世界线动力学，关闭耗散部分，我们问：这个动力学系统是哈密顿系统吗？如果是，它是可积的吗？在史瓦西时空中，我们证明了系统是哈密顿和可积的，在质量比的线性顺序，一般（但不一定是所有）稳定的束缚轨道。存在一个能量和一个角动量，它们是测地线运动的对应物的微扰形式，它们在受迫运动下是守恒的。我们还讨论了在克尔时空中建立类似结果的困难。这一结果可能是有用的未来的计算方案，基于当地的哈密顿描述，计算保守的自我力量和可观察到的效果。它也与有效单体形式主义中一般轨道的保守动力学的哈密顿量存在的假设有关，与质量比中的线性顺序有关，但与后牛顿展开中的所有顺序有关。
2015-03-16 gr-qc
Gravitational self-force on eccentric equatorial orbits around a Kerr black hole
本文首次计算了质量比为一阶的Kerr黑洞偏心赤道轨道上的致密小天体的引力自作用力。这是对物体运动方程的逐点修正（包括保守的和耗散的），因为它自己的引力场被视为对背景克尔时空的线性扰动，而背景克尔时空是由大得多的旋转黑洞产生的。计算建立在最近的进展上构建本地度规和自作用力从Teukolsky方程的解决方案，这导致了计算Detweiler-Barack-Sago红移不变量偏心赤道轨道周围的克尔黑洞在以前的文件。在推导出从Weyl标量$ψ_4$获得自作用力的必要表达式后，我们对方法和数值实现进行了几次一致性检查，包括检查将自作用力的轨道平均与系统外的能量和角动量的平均通量相关联的平衡定律。特别注意的是在我们的方法中的频率模式的总和的逐点收敛特性，确定一个系统的固有损失的精度，任何频域计算的离心轨道上的自作用力必须克服。
2016-08-17 gr-qc
Note on Kerr/CFT correspondence in a first order formalism
在基于对称性的黑洞熵方法中，我们计算了Palatini和Holst作用下一阶引力公式中的维拉索罗代数的中心荷.在这些计算中，我们使用了NHEK度量和Kerr-CFT对应。对于Palatini作用，再现了在二阶公式中得到的结果。我们还认为，霍尔斯特长期不负责代数，无论什么几何/边界条件的考虑。
2014-06-25 gr-qc hep-th
SHORTCUT METHOD OF SOLUTION OF GEODESIC EQUATIONS FOR SCHWARZSCHILD BLACK HOLE
它示出如何使用的克尔-Schild坐标系可以大大简化的史瓦西解的测地线方程的制定。应用这一提法的数值计算方面的一个非旋转黑洞。同时给出了对Kerr解的推广。
1995-05-10 gr-qc
New self-force method via elliptic partial differential equations for Kerr inspiral models
我们提出了一种新的方法，旨在避免数值的挑战，阻碍了计算的洛伦兹规范自作用力作用于一个紧凑的对象吸入克尔黑洞。这种类型的计算在创建极端质量比吸气的波形模板方面很有价值，这是即将到来的激光干涉仪空间天线任务的重要引力波来源。先前的双曲型偏微分方程（PDE）配方遇到了数值不稳定性，涉及未经检查的增长的时间，我们的新方法是基于椭圆型偏微分方程，不表现出这种不稳定性。为了证明概念，我们计算了作用在克尔黑洞周围圆形轨道上的标量电荷上的自作用力。我们预计这种方法将有助于计算一阶Lorenz规范Kerr度规微扰和自作用力，这可以作为二阶Kerr自作用力研究的基础。
2022-09-06 gr-qc
Numerical solution of Mathisson-Papapetrou-Dixon equations for spinning test particles in a Kerr metric
在这项工作中，我们计算的重力磁钟效应的一些估计，不仅考虑到旋转的引力场的中心质量，但也自旋的测试粒子，获得值为$Δt=t_{+}-t_{-}=2.5212079035\times10^{-8} \textrm{s}$。我们使用制定的Mathisson-Papapetrou-Dixon方程为这个问题在克尔度量。为了比较我们的数值结果与以前的工作，我们最初只考虑赤道平面，也适用于自旋测试粒子的Mathisson-Pirani补充自旋条件。
2018-04-07 gr-qc
Integrability and the variational formulation of non-conservative mechanical systems
它表明，一个可以获得正则定义的非保守力学系统的动力学方程开始与第一变分功能，而不是一个行动的功能，并找到他们的零点。第一变分泛函的核作为积分泛函，是运动学状态流形上的1-形式，从而表示系统的动力学状态。如果1-形式是精确的，那么第一个变分泛函以通常的方式与动作泛函的第一个变分相关联。然后，动力学方程从作用于动力学状态的斯宾塞算子的对偶的消失中得出。这个算子又与运动学状态的可积性有关。该方法适用于阻尼振荡器的建模。
2008-12-01 gr-qc math-ph math.MP
Electromagnetic self-force on a charged particle on Kerr spacetime: equatorial circular orbits
本文计算了旋转黑洞赤道面上圆测地线轨道上带电粒子的自作用力。通过直接计算，我们证明了耗散自引力与辐射到无穷远并穿过黑洞视界的通量之和是平衡的。发现Prograde轨道刺激黑洞超辐射，但我们确认，浮动轨道的条件不能满足。我们计算的保守分量的自作用力的应用程序的模式和正则化方法，我们提出了一个选择的数值结果。通过数值拟合，我们提取了后牛顿展开式的首阶系数。计算了Kerr时空最内层稳定圆轨道上的自作用力，并对电磁自作用力和引力自作用力进行了比较。
2020-08-28 gr-qc hep-th
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
Quasi-local Hamiltonian for generalized Kerr-Schild black holes in the Iyer-Wald formalism
Universidade Estadual de Londrina（朗德里纳州立大学）；Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas（巴西物理研究中心）
该研究基于Iyer-Wald形式主义提出广义Kerr-Schild黑洞的准局域哈密顿量，可还原Misner-Sharp质量并扩展至旋转几何，还建立了Kerr-AdS热力学的几何准局域形式。
2026-08-18 gr-qc hep-th
Kinetic formulation of Tolman-Ehrenfest effect: Non-ideal fluids in Schwarzschild and Kerr space-times
本文通过相对论动力学理论重新表述Tolman-Ehrenfest效应，发现非理想流体（非Maxwell分布）的统计温度呈各向异性并产生张量压力，导致无法用标量温度定义该关系。
2023-06-17 astro-ph.HE cond-mat.stat-mech gr-qc
Self force on a scalar charge in Kerr spacetime: eccentric equatorial orbits
本文给出了一个计算Kerr黑洞赤道平面内沿约束（偏心）测地线运动的标量荷所受自力的数值程序。我们在频域中工作，并利用扩展齐次解的方法[Phys.\修订版本\ D { \bf 78}，084021（2008）]，结合模式和正则化。我们的工作是一个程序的一部分，以开发一个计算架构的快速和有效的自我力计算，替代时域方法。我们发现，我们的频域方法优于现有的小偏心率的时域计划，并显着，保持竞争力高达$\sim 0.7$的偏心率。作为我们的代码的应用，我们（i）计算保守标量场的自作用力修正的最内部的稳定的圆形赤道轨道，作为克尔自旋参数的函数;和（ii）计算标量粒子的静止质量沿轨道的变化，所造成的分量的自作用力正切的四速度。
2015-02-26 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Energy of Kerr and Kerr Anti-de Sitter Space-times in the Teleparallel Geometry
在广义相对论的遥平行等价的哈密顿表述的背景下，我们计算了克尔和克尔反德西特（克尔AdS）时空的引力能。本计算是通过一个表达式的引力场，自然产生的形式主义的约束方程的积分形式的能量。在每种情况下，能量是精确计算有限和任意的类空双球，没有任何限制的度量参数。特别是，我们评估的能量外事件视界的黑洞。
2003-11-17 gr-qc hep-th
Adiabatic Evolution of three 'Constants' of Motion for Greatly Inclined Orbits in Kerr spacetime
小质量粒子$μ$围绕质量为$M$的Kerr黑洞的一般轨道由三个参数表征：能量、角动量和Carter常数.通过计算粒子发射的引力波的相应通量，可以得到能量和角动量的时均变化率。相比之下，卡特常数的时间平均变化率不能用引力波的通量来表示。最近，Mino提出了一种计算这种变化率的方法，我们将其改进为简化形式。在本文中，我们进一步扩展了我们以前的工作，给出了一个新的配方，而无需在一个小的倾角展开的帮助。
2007-05-31 gr-qc
A Conservative Discontinuous Galerkin Algorithm for Particle Kinetics on Smooth Manifolds
Princeton University（普林斯顿大学）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）
本文提出了一种新型保守不连续伽辽金算法，用于在流形上模拟粒子动力学，通过经典和非经典哈密顿形式表示粒子运动，采用经典形式可实现精确守恒粒子密度和能量，结合BGK碰撞算子并采用迭代方案保持碰撞不变量，展示了多个测试问题并展望了在广义相对论中应用该方法的前景。
2026-05-18 gr-qc physics.comp-ph physics.plasm-ph
Overspinning a Kerr black hole: the effect of self-force
我们研究的情况下，一个大质量的粒子被扔进一个快速旋转的克尔黑洞，试图旋转它超过其极端极限，挑战弱宇宙审查。我们的工作在黑洞微扰理论，并专注于非自旋，不带电的粒子发送在赤道轨道。我们首先确定了完整的参数空间区域，其中发生过旋时，从粒子的自引力的反作用的影响被忽略。特别是，我们发现，只有从无限远传来的粒子才能达到超自旋。重力自作用力效应可以通过辐射掉足够量的粒子角动量（“耗散效应”）和/或通过增加有效的离心排斥来防止过度旋转，使得具有合适参数的粒子永远不会被捕获（“保守效应”）。我们分析了自作用力的全部效应，从而完成了Jacobson和Sotiriou（他们忽略了自作用力）以及Barausse，Cardoso和Khanna（他们考虑了轨道子集上的耗散效应）以前的研究。我们的主要结果是一个涉及某些自力量的不等式，它描述了过度旋转场景被推翻的充分必要条件。这个“审查”条件制定在一定的单参数家庭的测地线在极值克尔几何。我们发现，审查条件是不敏感的耗散效应（在一阶自力近似这里使用），除了一个子集的完美微调轨道，一个单独的审查条件的派生。我们在这里没有得到的自我力输入需要评估我们的两个条件，但讨论的前景，生产必要的数据，使用国家的最先进的数字代码。
2015-01-29 gr-qc
A monolithic first--order BSSNOK formulation of the Einstein--Euler equations and its solution with path-conservative finite difference CWENO schemes
本文提出爱因斯坦-欧拉方程的整体一阶 BSSNOK 形式，并用路径保守 CWENO 有限差分格式统一求解物质与时空演化，通过中子星、黎曼问题和黑洞并合等测试验证其有效性。
2025-05-10 astro-ph.HE cs.NA gr-qc
Resonance crossing of a charged body in a magnetized Kerr background: an analogue of extreme mass ratio inspiral
研究了在均匀磁场中带电体绕Kerr黑洞运动的共振交叉。这个系统可以作为一个弱不可积的极端质量比螺旋（EMRI）的电磁模拟。特别地，磁场的存在使得系统的保守部分在刘维尔意义上不可积，而电磁自作用力使带电体螺旋上升。通过研究没有自作用力的系统，我们证明了一个近似的卡特常数的存在，并讨论了如何共振增长的扰动参数的函数。然后，我们应用电磁自作用力来研究这些共振在螺旋过程中的交叉。平均能量和角动量损失在交叉允许我们采用绝热近似。我们证明，这种绝热近似提供的结果定性等效的瞬时自作用力的演变，这表明绝热近似可以描述共振交叉足够准确的EMRI。
2023-03-13 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Self-Force Correction to the Innermost Stable Circular Equatorial Orbit of a Kerr Black Hole
对于质量为μ的自引力粒子在质量为M >> μ的Kerr黑洞周围的轨道，我们计算了由于作用在粒子上的引力自引力保守部分引起的最内层稳定圆赤道轨道（ISCEO）频率的O（μ/M）移动.我们的治疗是基于哈密顿制定的动力学在测地线运动在一定的局部定义的有效光滑时空。我们使用所谓的二元黑洞力学第一定律恢复了相同的结果。我们给出了作为黑洞自旋振幅函数的ISCEO频移的数值结果，并与基于后牛顿近似和有效单体模型的预测进行了比较。我们的结果提供了一个精确的强场基准自旋效应在广义相对论两体问题。
2014-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Teukolsky by Design: A Hybrid Spectral-PINN solver for Kerr Quasinormal Modes
CEICO - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所 CEICO）
本文提出了一种混合谱PINN求解器，用于高精度求解Kerr quasi-normal模，通过Teukolsky方程的分离和联合形式实现高精度计算。
2025-11-19 astro-ph.HE gr-qc
Analytical Derivation of Second-Order Deflection in Equatorial Plane of a Radially Moving Kerr-Newman Black Hole
本文从二阶后闵可夫斯基运动方程出发，采用迭代方法，解析地导出了径向（或纵向）匀速运动的Kerr-Newman黑洞赤道面上相对论粒子的引力偏转。我们发现，运动学修正对二阶贡献的影响可以用一个非常紧凑的形式来表示，这对大质量粒子和光子都是有效的。我们的结果减少到以前的提法所造成的一阶偏转运动的史瓦西黑洞时，二阶贡献下降。
2020-07-20 astro-ph.HE gr-qc
Constraint damping on subextremal Kerr spacetimes
Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本文通过规范固定实现爱因斯坦场方程的双曲化，证明在次极端Kerr黑洞度量附近可实施增强型约束阻尼，为非线性稳定性证明提供关键工具。
2026-09-16 gr-qc math.AP
Analytic Solutions to the Constraint Equation for a Force-Free Magnetosphere around a Kerr Black Hole
根据Komissarov（2004），一个静止的轴对称黑洞无力磁层的Blandford-Znajek约束方程是在一个3+1的绝对空间和时间公式中建立的。我们推导出一个解析解的场和电流的约束方程在远场极限，满足Znajek条件在事件视界。该解将慢旋转黑洞的Blandford-Znajek解推广到具有任意角动量的黑洞。能量和角动量的提取通过这个解决方案主要发生沿赤道平面。我们还提出了一个非物理的，反向射流的解决方案。
2005-09-06 astro-ph gr-qc
Exploration of Hamiltonian formulations of baroclinic hydrodynamics
在致密双星中的中子星，在内旋阶段被正压流很好地近似。在合并阶段，潮汐扰动和激波加热发生，斜压的描述，而不是需要。在正压的情况下，一个哈密顿公式可能提供独特的好处，数值相对论模拟的inspiral阶段，包括高度精确的守恒的流通和超收敛的流体变量，并正在积极探索。在这项工作中，我们调查的可行性的哈密顿制定斜压的情况下。与正压情况不同的是，这个公式是非保守的，但它可以用近似黎曼解算器算法很好地处理，因为非保守项在真正的非线性场中消失了。尽管如此，使用数值1维激波管测试，我们发现，弱解的哈密顿系统不同的标准通过强制执行守恒的静止质量密度，动量密度，和能量密度跨越间断。我们还表明，正压哈密顿公式可以承认冲击波在流体真空界面，这可能与在过去的数值试验中观察到的恒星表面的不稳定行为。鉴于非物理的弱解，我们预计，在未来的数值相对论中的流体动力学的哈密顿公式的实现，将有必要使用显式正压配方在螺旋阶段，然后切换到一个强大的斜压配方合并之前。
2020-06-18 astro-ph.HE gr-qc
Well-balanced high order finite difference WENO schemes for a first-order Z4 formulation of the Einstein field equations
本文提出一类新的高阶平衡有限差分WENO方法，用于数值广义相对论，适用于任何一阶爱因斯坦场方程约化，并选择一阶非守恒Z4公式以保持静止解长期稳定。
2024-09-20 astro-ph.IM cs.NA gr-qc
High-order discontinuous Galerkin schemes with subcell finite volume limiter and adaptive mesh refinement for a monolithic first-order BSSNOK formulation of the Einstein-Euler equations
提出一种结合子胞有限体积限制器、AMR和局部时间步进的高阶DG格式，整体求解一阶BSSNOK形式的Einstein-Euler方程，稳定处理激波与穿刺黑洞，并首次实现双黑洞旋近合并的高阶长期演化。
2024-10-12 astro-ph.HE cs.NA gr-qc
Kerr Quasinormal Modes without Variable Separation: A Two-Dimensional Hyperboloidal Teukolsky Solver with Physics-Informed Neural Networks
University of Valencia（瓦伦西亚大学）；Eberhard Karls University of Tübingen（蒂宾根大学）；Sofia University（索非亚大学）；Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院）；Instituto de Física Corpuscular CSIC-UV（CSIC-UV 粒子物理研究所）
研究用物理信息神经网络（PINNs）构建无变量分离的二维双曲面Teukolsky求解器，求解克尔准正规模式，精度良好，为非克尔黑洞等的扰动本征问题提供了灵活的数值方法。
2026-11-09 gr-qc hep-ph physics.comp-ph
The Massive Dirac Equation in the Kerr Geometry: Separability in Eddington-Finkelstein-type Coordinates and Asymptotics
本文证明了在视界穿透的高阶Eddington-Finkelstein型坐标系下非极端Kerr几何中的有质量Dirac方程的可分性。为此，克尔几何在纽曼-彭罗斯形式主义中被描述为一个规则的卡特四分体，狄拉克旋量和矩阵被定义在手征纽曼-彭罗斯二分体表示中。应用Dirasekhar的模式分析法，将Dirac方程分解为径向和角向的常微分方程组.导出了在无穷远、事件视界和柯西视界处的渐近径向解，并分析了相关误差的衰减。此外，角本征函数和本征值的具体方面进行了讨论。最后，作为应用，研究了旋转Kerr黑洞的引力场对大质量Dirac粒子的散射。这项工作提供了一个哈密尔顿制定的大规模狄拉克方程在非极端的克尔几何在视界穿透坐标和建设的积分谱表示的狄拉克传播，产生动力学的狄拉克粒子外，跨，内的事件视界，柯西视界。
2019-02-20 gr-qc math-ph math.MP
