Conserved Quantities in Perturbed Inflationary Universes
考虑到观测似乎倾向于一个对应于开放宇宙的\index{density parameter} $Ω_0<1$,我们考虑充满一般不完美流体的非\hs平坦Robertson \hs Walker宇宙的规范\hs不变扰动,该流体也可以用来表示一个标量场。我们的目的是建立方程,管理的密度扰动$Δ$的演变,使它可以通过一个{ \it一阶微分方程}与数量$\kk$,这是保守的在任何长度尺度,即使在非\hs平坦的宇宙模型,作为一个源项确定。数量$\kk$概括了在特定情况下(例如在平坦宇宙中的大尺度下)守恒的其他变量,并且有助于通过传递函数连接密度扰动演化中的不同时期。我们发现,找到一个保守的$\kk$的问题可以减少到确定两个辅助变量$X$和$Y$,并说明了两个简单的例子的方法。
1994-05-04 gr-qc
Physical interpretation of spherically symmetric perfect fluid solutions to Einstein's equations
Departament d’Astronomia i Astrofísica(天文与天体物理系);Programa de Doctorat en Física(物理学博士项目)
本研究探讨球对称完美流体解的物理可行性,通过流体动力学方法分析其与理想气体的兼容性,并开发了xIdeal工具用于精确解分析。
2026-01-07 gr-qc
A gravitational energy-momentum and the thermodynamic description of gravity
详细分析了引力能动量张量的一个建议,在文献中称为贝尔-罗宾逊张量的平方根。这种张量完全由黎曼张量的Weyl部分构成,它用零同余的光学标量来概括自由引力场的几何性质:利用任何能量动量张量的一般分解,我们探索了这种几何量的热力学解释。由于爱因斯坦场方程,物质的能量-动量守恒,而SQBR不一定守恒,其真空连续性方程中可能出现耗散项。我们讨论了这些数学性质的可能的物理解释。
2018-03-15 gr-qc
Noncommutative fluid dynamics in the Kähler parametrization
在本文中,我们提出了一个一阶作用泛函的一大类系统,推广的Kähler参数化的相对论完美流体的非对易时空。我们计算了流体势和能量动量张量在非对易参数下的一阶运动方程。密度流不接受任何非对易修正,在对易生成元$P_μ$的作用下是守恒的,但能量动量张量不是。因此,我们确定了一组约束条件下的能量动量张量是发散性。在非对易时空保体积变换的推广下,从作用量不变性的要求出发,得到了流体势的另一组约束。我们表明,建议的行动描述非对易流体模型铸造的能量动量张量在熟悉的流体形式,并确定相应的能量和动量密度。在对易极限下,它们与相对论性理想流体的相应量相同。能量-动量张量包含一个耗散项,这是由于非对易时空,并在对易极限消失。最后,我们具体化的理论的情况下,复杂的流体势的特点是由一个功能$K(z,\bar{z})$,这是一个变形的复杂的平面,并表明该模型具有重要的共同特点,如无限多的守恒电流和守恒的轴向电流,在交换的情况下,与拓扑保守的连接数的交换流体。
2011-09-14 gr-qc hep-th math-ph
Conserved Quasilocal Quantities and General Covariant Theories in Two Dimensions
1+1维的一般无物质理论包括爱因斯坦引力、杨-米尔斯理论以及具有动力学挠率的非爱因斯坦引力和更高次幂引力,甚至还有球对称d = 4的广义相对论模型。它们最近被鉴定为在任意规范中具有简单通解的“泊松-西格玛模型”的特例,从而可以全面讨论在所有这些情况下已知的绝对守恒量与Noether电荷之间的关系。准定域“能量-动量”的概念。与Noether等量相反,准局部能量定义需要某种“渐近性”,以允许解释为(规范独立)可观测。尽管在细节上略有不同,但伸缩子引力与其他情形具有相同的性质。我们还提出了一个简单的推广的绝对守恒定律的情况下,与任何类型的物质的相互作用。
1995-02-15 gr-qc
Viscous Spacetime Fluid and Higher Curvature Gravity
本文重新考虑了爱因斯坦场方程作为一个物理时空系统的状态方程。我们认为,一个一致的解释,使我们确定标量曲率和宇宙学常数条款代表的体积粘度的时空流体。由于爱因斯坦方程本身对应于一个近平衡态,在这种解释中,不需要调用非平衡热力学的$f(R)$引力。一个逻辑上一致的推广,包括所谓的“潮汐力”的影响,由于黎曼曲率。本文导出了一个新的高曲率重力状态方程,并讨论了它的物理解释。
2007-05-26 gr-qc
Action functionals for relativistic perfect fluids
介绍了描述相对论性理想流体的作用泛函。这些作用中的两个作用适用于流体,其状态方程通过给出流体能量密度作为粒子数密度和每个粒子的熵的函数来指定。其他动作适用于状态方程根据其他选择的非独立和独立流体变量指定的流体。特殊情况包括等熵流体和无压粉尘的作用。导出了这些作用量的正则哈密顿形式,确定了对称性和守恒荷,讨论了边值和初值问题。在以前的作品中完美的流体行动,这里考虑的作用泛函依赖于某些拉格朗日乘子和拉格朗日坐标场。特别注意的是这些变量的解释和它们之间的关系的流体的物理性质。
1993-04-19 gr-qc
Continuous media interpretation of supersymmetric Wess-Zumino type models
超对称Wess-Zumino型模型被认为是经典的物质介质,可以被解释为有序弦的流体,沿着弦有热流,或者是有序弦的流体与粒子云或定向辐射通量的混合物。
1994-12-30 gr-qc
Classical and Quantum Solutions of 2+1 Dimensional Gravity under De Broglie-Bohm Interpretation
研究了2+1维爱因斯坦引力理论的经典解和量子解。量子理论是通过球对称时空中的定域守恒角动量和质量算符来定义的。德布罗意玻姆解释适用于波函数,我们推导出微分方程的度量。在求解这些方程的过程中得到了包含量子效应的量子度规,并与经典度规进行了比较。特别是对封闭de Sitter宇宙的量子效应进行了定量评价。
2001-10-02 gr-qc
Role of Non-conserved Gravity Theory and Electric Charge in Constructing Complexity-free Stellar Models: A Novel Approach under Non-minimal Coupling
本文在Rastall引力与电磁场背景下,以复杂度因子Y_TF=0为核心约束并结合三种条件构建无复杂度恒星模型,通过图形分析表明Rastall理论在带电情形下可优于广义相对论。
2025-08-19 gr-qc
Counterrotating perfect fluid discs as sources of electrovacuum static spacetimes
本文提出用反向旋转的理想流体圆盘来解释某些电真空时空。解释是由一个“反问题”的方法来获得已知的静态解的爱因斯坦-麦克斯韦方程组盘源。为了做这样的解释,提出了一个详细的研究的通用电真空静态轴对称相对论薄盘与非零径向压力的反转模型(CRM)。四个简单的家庭的模型的基础上Chazy-Curzon型,Zipoy-Voorhees型,Bonnor-Sackfield型,带电和磁化的Darmois电真空度规的反向旋转带电盘被认为是我们得到一些光盘与CRM表现良好。
2008-10-14 gr-qc
Relativistic hydrodynamics with sources for cosmological K-fluids
我们考虑流体动力学与非保守的粒子数,并表明它可以建模与有效流体拉格朗日显式依赖于速度势。在这种理论中,传统流体力学中导致流体质点数守恒的{}"移位对称“$ϕ\toϕ+$常数被全面打破,从而导致质点数的不守恒在连续性方程中作为源项出现。粒子数不守恒由熵变化平衡,熵和源项都用流体速度势表示。流体力学方程推导出使用修改版本的舒茨的变分原理方法。在空间平坦的各向同性宇宙中,这种拉格朗日描述的流体(快子凝聚,k-本质)的例子进行了简要的讨论。
2005-10-11 astro-ph gr-qc hep-ph
New derivation of the Lagrangian of a perfect fluid with a barotropic equation of state
本文给出了一个简单的证明:当粒子数守恒时,正压理想流体的拉格朗日量是$\mathcal{L}_m=-ρ[c^2 +\int P(ρ)/ρ^2 dρ]$,其中$ρ$是\textit{rest mass}的密度,$P(ρ)$是压力。为了证明这个结果,也不需要额外的字段,既不拉格朗日乘子。此外,该结果还适用于广泛的引力理论。推导中使用的唯一假设是:1)拉格朗日量的物质部分不依赖于度规的导数,2)流体的粒子数是守恒的($\nabla_σ(ρu^σ)=0$)。
2012-09-12 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Hydrodynamics with conserved current via AdS/CFT correspondence in the Maxwell-Gauss-Bonnet gravity
利用AdS/CFT对应,我们研究了双Maxwell-Gauss-Bonnet引力场中守恒流的流体动力学问题。在体Maxwell-Gauss-Bonnet引力下,基于提升的黑膜解构造了一阶微扰解,得到了对偶共形流体在其边界上的应力张量和守恒流,并研究了Gauss-Bonnet项对对偶共形流体的影响.结果表明,Gauss-Bonnet项可以影响剪切粘度$η$、熵密度$s$、热导率$κ$和电导率$σ$等参数.然而,它不影响将$κ$与$σ$联系起来的所谓的Wiedemann-Franz定律,而它影响比率$η/s$。此外,另一个有趣的结果是,在我们的例子中,体麦克斯韦场也可以影响$η/s$,这与以前通过Kubo公式预测的一些结果是一致的。此外,在Maxwell-Gauss-Bonnet引力下,我们还考虑了加入Chern-Simons项后的反常磁效应和涡旋效应。
2011-06-05 gr-qc hep-th
Geometric Interpretation of the Mixed Invariants of the Riemann Spinor
在爱因斯坦-麦克斯韦场和理想流体的情况下,利用混合不变量对黎曼旋量进行分类。在爱因斯坦-麦克斯韦的情况下,这些混合不变量提供了关于引力和电磁主零方向的相对取向的信息。考虑完美流体的情况下导致一些结果的行为贝尔罗宾逊张量视为一个四次形式的单位类时向量。
1995-07-04 gr-qc
The state space and physical interpretation of self-similar spherically symmetric perfect-fluid models
本文的目的是进一步研究自相似球对称理想流体模型的解空间,并对这些解的物理性质有更深的理解。我们实现这一目标相结合的状态空间描述的位似的方法与使用的物理上有趣的量产生的共动的方法。我们专注于三种类型的模型。首先,我们考虑的模型是自然的非均匀推广的弗里德曼宇宙,这样的模型是渐近弗里德曼在他们的过去和演变波动的能量密度在以后的时间。其次,我们考虑所谓的准静态模型。这一类包括经历自相似引力坍缩的模型,对于研究裸奇点的形成很重要。如果裸奇点真的形成了,那么它将对广义相对论作为一个理论的可预测性产生深远的影响。第三,我们考虑一类新的渐近闵可夫斯基自相似时空,强调其中一些是与自相似的解决方案与最近的引力坍缩计算中观察到的临界行为。
2000-08-03 gr-qc
The Causal Interpretation of Dust and Radiation Fluids Non-Singular Quantum Cosmologies
我们将量子力学的因果解释应用于均匀和各向同性的量子宇宙学,其中引力场的来源是尘埃或辐射完美流体。当尺度因子比普朗克长度大得多时,我们发现了非奇异的量子轨道,它们趋向于经典轨道。在这种情况下,量子势变得可以忽略不计。没有地平线。由于辐射是早期宇宙物质含量的一个很好的近似,这个结果表明宇宙可以由于量子效应而永恒。
1997-10-17 gr-qc quant-ph
Cosmological perturbation theory and conserved quantities in the large-scale limit
通过在常膨胀、常曲率或常能量密度的超曲面上引入新的协变和规范不变变量,对几乎均匀各向同性理想流体宇宙的线性宇宙学扰动理论进行了重新考虑和形式简化.讨论了在大于哈勃尺度的尺度上守恒微扰量的存在性。在平坦背景宇宙中大尺度上守恒的量可以用常膨胀超曲面上的能量密度的分数空间梯度来表示,或者借助于常能量密度的超曲面上的膨胀或曲率扰动变量来表示。对于非零背景曲率,扰动动力学最适合用常曲率超曲面上的能量密度扰动来描述。
1997-07-22 astro-ph gr-qc
Charged perfect fluid disks as sources of Taub-NUT-type spacetimes
本文用有限带电理想流体圆盘来解释一族电真空稳态Taub-NUT型场。解释是由一个“反问题”的方法,用于获得磁盘源的爱因斯坦或爱因斯坦-麦克斯韦方程组的已知解决方案。在这种情况下,盘的能量-动量张量的对角化很容易,因为它可以写成右上三角矩阵。我们发现,包含的电磁场显着地改变了不同的材料属性的磁盘,所以我们可以得到,为某些值的参数,有限的充电完美流体磁盘是在所有的能量条件。
2008-10-14 gr-qc
On the dual interpretation of zero-curvature Friedmann-Robertson-Walker models
FRW宇宙学的两种可能的解释(完美流体或耗散流体)被认为是系统的连续相。必要的条件被发现,从完美的流体到耗散制度的过渡发生,带出系统的一个特定的状态(“临界点”)所发挥的显着作用。
2001-03-02 astro-ph gr-qc
Irrotational, two-dimensional Surface waves in fluids
在速度势/流函数坐标系中导出了无旋不可压缩流体表面波动方程。这些波的低频浅水近似推导出一个变化的底部地形。最重要的是,保守的标准表面波推导出,重要的是这些波的量化和它们的使用模拟模型的黑洞。
2012-05-30 gr-qc physics.flu-dyn
Kaluza-Klein reduction of relativistic fluids and their gravity duals
我们研究了具有几个守恒全局电荷的相对论流体的流体动力学(即,几种粒子)通过执行N-环面上的中性流体的Kaluza-Klein降维。通过流体/重力对应,这使我们能够描述具有几个卡鲁扎-克莱因电荷的黑膜的长波长动力学。我们直接从高维中性流体的状态方程和输运系数得到了带电流体的状态方程和输运系数。我们专门这些结果的流体对偶卡鲁扎-克莱因黑膜。
2014-01-09 gr-qc hep-th
Possible fluid interpretation and tidal force equation on a generic null hypersurface in Einstein-Cartan theory
在Einstein-Cartan(EC)理论中导出了Hajicek $1$形式的动力学演化。我们发现,与爱因斯坦引力理论一样,演化方程与爱因斯坦张量$(\hat{G}_{ab})$在一般零面$\mathcal{H}$上的投影部分有关,特别是$\hat{G}_{ab}l^a q^b_{~c}$,其中$l^a$和$q^a_{~c}$分别是$\mathcal{H}$的输出零生成元和$\mathcal{H}$的横向空间截面的诱导度规.在{ \it测地线约束}下,提出了该演化方程的一种可能的流体解释。我们发现它的结构是令人想起的{ \it Cosserat推广}的Navier-Stokes流体提供我们表示的动力学演化方程的Hajicek $1$ -形式在一组坐标适合于$\mathcal{H}$和在一个本地惯性系。类似的观点也可以建立在这样的动机下,即通常的流体物质导数应该被Lie导数所取代。最后,导出了零面上的EC理论引潮力方程。
2022-11-20 gr-qc hep-th
Gravitational constant as a conserved charge in black hole thermodynamics
Sogang University(西江大学);Center for Quantum Spacetime, Sogang University(西江大学时空量子中心)
本文通过引入标量-规范对和准局部离壳Abbott-Deser-Tekin方法,将引力常数作为守恒电荷在修正的四维爱因斯坦-希尔伯特理论中实现,扩展了守恒电荷解释至通用引力耦合。
2026-09-09 gr-qc hep-th
Dissipative String Fluids
相互作用的弦网络系统,如宇宙弦或量子涡旋,在一定的状态下可以近似为各向异性流体,其状态方程取决于守恒通量。理想磁流体动力学方程是这种类型的流体的另一个例子。以前的工作,这些流体现在扩展到包括耗散效应。新的耗散项讨论的标准电阻磁流体力学和小尺度结构形成的宇宙弦网络。导出了流体定常解的条件。框架不变性的要求限制了理论的二阶修正,并被用来计算理想宇宙弦模型的第二声速。
2015-02-14 gr-qc hep-th
Exact solutions of embedding the four-dimensional perfect fluid in a five- or higher-dimensional Einstein spacetime and the cosmological interpretations
我们研究了四维(4D)理想流体嵌入五维(5D)爱因斯坦时空的精确解。四维理想流体作为具有诱导物质的超曲面的有效度规等价于宇宙学中的Robertson-Walker度规。这个通解显示了许多5D解之间的相互联系,例如膜世界方案中的解和具有宇宙学常数的拓扑黑洞。如果5D宇宙学常数为正,则度规周期性地依赖于额外维度。从而可以对$S^1$上的额外维进行紧致化,并研究唯象问题。我们还推广的度量ananimals高维的情况下,其中的4D部分的爱因斯坦方程可以减少到一个线性方程。
2008-03-21 gr-qc hep-th
Cosmological fluids in the equivalence between Rastall and Einstein gravity
拉斯特尔引力是一个修正的引力理论,它包含了一个非守恒的能量动量张量(EMT)。我们研究了Rastall引力和广义相对论之间的等价性,分析了它对暗物质和暗能量的EMT的影响。我们发现,之间的翻译Rastall和爱因斯坦的解释修改状态方程的每个组件。例如,冷的暗物质可以转化为热的暗物质。如果允许EMT组件交互,则平移也会改变组件之间的交互类型。
2023-03-06 astro-ph.CO gr-qc
An inverse approach to Einstein's equations for non-conducting fluids
我们证明了任何类型的$B_{1}$弯曲积时空中的流(类时同余)是由零通量条件唯一且算法确定的。(虽然受到限制,但这些空间包括许多感兴趣的案例。流是明确写出的规范表示的时空。随着流量的确定,我们探讨了爱因斯坦方程的逆方法,其中一个时空的唯象流体解释直接从度量,而不管坐标的选择。这种方法适用于具有各向异性压力和剪切粘度的流体。在某些退化的情况下,这种解释被证明是通用的不是唯一的。开发的框架允许在任何框架中的精确解的研究没有变换。我们提供了一些例子,在不同的坐标,包括时空与不独特的解释。开发的结果和算法程序被实现为一个计算机代数程序称为GRSource。
2003-10-06 astro-ph.CO gr-qc
Dynamics of non-minimally coupled perfect fluids
我们提出了一个一般配方的理论,非最小耦合完美的流体中,共形和非正式的耦合。我们讨论了这种非最小耦合如何与理想流体的假设相容,并推导了这种模型的爱因斯坦方程和流体方程。我们发现,虽然欧拉方程是显着修改与引入一个额外的力有关的局部梯度的曲率,连续性方程是不变的,从而允许守恒量的定义沿流体流动。作为宇宙学和天体物理学的一个应用,我们计算了非最小耦合对Friedmann-Lemaittre-Robertson-Walker度规在背景和线性微扰水平上的影响以及对我们理论的牛顿极限的影响。
2015-10-19 astro-ph.CO gr-qc
Characteristic interaction potential of black hole molecules from the microscopic interpretation of Ruppeiner geometry
Ruppeiner几何被认为是揭示流体系统和黑洞微观结构的一种新的有前途的方法。本文结合范德瓦耳斯流体的微观模型,首次对Ruppeiner几何的经验观测提出了微观解释。然后利用微观解释,我们揭示了反德西特黑洞系统的潜在微观结构。特别感兴趣的是,我们得到的微观相互作用潜力的基础黑洞分子。这大大加强了从热力学角度对黑洞性质的研究。
2021-08-25 gr-qc hep-th
Classical and Quantum Solutions in Brans-Dicke Cosmology with a Perfect Fluid
我们考虑应用群不变变换来约束一个平坦的各向同性的均匀宇宙学模型,该模型包含一个Brans-Dicke标量场和一个具有常数状态方程参数$w$的理想流体,其中后者不与引力作用积分中的标量场相互作用. Wheeler-DeWitt方程在单参数点变换下不变的要求为我们提供了Brans-Dicke场的两族幂律势,其中幂是Brans-Dicke参数$ω_{BD}$和参数$w$的函数。惠勒-德威特方程中李对称性的存在等价于场方程中守恒量的存在和宇宙波函数中振荡项的存在。这使我们能够解出场方程。对于一个特定的守恒量值,我们找到了哈勃因子的封闭解,它等价于广义相对论中包含两个理想流体的宇宙模型。这为我们提供了参数$ω_{BD},$和$w$的特定值的不同模型。最后,结果适用于Brans-Dicke参数$ω_{BD}$为零的特殊情况,即适用于O 'Hanlon质量介子理论,从而适用于度规形式中的$f\left( R\right) $引力。
2016-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Born-Infeld AdS Black Holes Surrounded by Perfect Fluid Dark Matter
University of Mazandaran(马赞德兰大学);Université Constantine 1(康斯坦丁1大学);Universidade Federal do Pará(帕拉联邦大学)
本文研究了包含Born-Infeld非线性电磁动力学和完美流体暗物质的AdS黑洞解,分析了参数对事件视界的影响,并验证了热力学第一定律及相变行为。
2026-03-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dynamical chemistry: non-equilibrium effective actions for reactive fluids
我们提出了两种方法来描述发生在流体相的化学反应。第一种方法反映了通常推导的流体动力学方程的相关保守-或占化学反应,非保守-电流局部平衡参数。第二种方法涉及一种更高层次的方法,我们从非平衡有效场论(EFT)的角度来解决同样的问题。非平衡态有效作用量是利用Schwinger-Keldysh等值线上的内-内形式定义的,因此能够描述热涨落和耗散以及量子效应。非平衡EFT方法特别强大,因为作用中的所有项都由系统的对称性完全指定;特别是热力学第二定律不需要手工包含,而是从作用本身导出。我们发现,这两种方法产生的运动方程一致,但EFT方法产生一定的优势。为了证明其中的一些优点,我们构造了一个二次作用,它对非常小的距离尺度是有效的-比普通流体动力学理论崩溃的尺度小得多。这样的行动捕获的全部热力学和量子行为的反应和扩散在二次秩序。最后,以低频和低波数限制,我们再现的线性化版本的著名的反应扩散方程作为最终的相干检查。
2020-06-23 gr-qc hep-th nucl-th