Post-Newtonian Dynamics of Spinning Black Hole Binaries in Einstein-Scalar-Gauss-Bonnet Gravity
本文用EFT扩展Routhian形式，首次推导一般ESGB引力中自旋黑洞双星至3PN阶的有效两体势，并通过慢旋转解析解匹配得到黑洞敏感度。
2024-08-26 gr-qc hep-th
Time transients in the quantum corrected Newtonian potential induced by a massless nonminimally coupled scalar field
计算了Minkowski背景下无质量非最小耦合标量场诱导的单圈引力子真空极化。我们利用Schwinger-Keldysh形式主义，它使我们能够研究时间依赖的现象。作为应用，我们计算了点粒子的牛顿势的前导量子修正。新的方面的计算是使用的Schwinger-Keldysh形式主义，在其中我们计算的时间瞬变引起的引力子标量耦合开关。
2011-09-08 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Scalar Wave Tails in Even Dimensional Weakly Curved Static Newtonian Spacetimes
在由线性化的爱因斯坦方程控制的四维（4D）弱场几何中，并且主要来源于静态的、空间局域的、但在其他方面任意的质量密度$T_{00}$，已知最小耦合的无质量标量、洛伦兹规范光子和de Donder规范引力子的格林函数的首阶尾部分在后期不仅是时间平移对称的，而且是空间平移和球对称的。只有物质源的磁矩对格林函数的晚时拖尾负责。我们提供的证据，在本文中，这两个声明将不再成立的所有甚至维度高于4。因此，我们预计，在更高的偶数维渐近平坦时空中传播的无质量场的后期行为将表现出比他们的4D同行更丰富的现象。
2014-07-15 gr-qc hep-th
Post-Newtonian Approximation of Teleparallel Gravity Coupled with a Scalar Field
本文利用PPN形式体系研究非最小耦合标量场的遥平行引力弱场近似，发现其PPN参数与广义相对论一致，从而天然兼容太阳系实验，避免了标量-张量理论面临的约束问题。
2015-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalar gravity: Post-Newtonian corrections via an effective field theory approach
广义相对论中的运动问题已经失去了它的学术地位，而成为下一代重力波探测器的研究热点。在这里，我们将展示，在标量引力中，如何借用量子场论的思想来系统地解决运动问题。我们将集中讨论后牛顿修正。我们将计算Einstein-Infeld-Hoffmann作用，并展示系统微扰展开如何对理论中的非导数相互作用的耦合施加强约束。
2007-01-18 astro-ph gr-qc hep-ph
Multi-scalar theories of gravity with direct matter couplings and their parametrized post-Newtonian parameters
该研究针对含多引力标量与直接物质耦合的引力理论，推导其10个PPN参数，发现部分参数受耦合影响且非相对论探测物会牛顿阶偏离测地线，证明仅靠弯曲靶空间与直接耦合无法屏蔽引力标量。
2023-08-18 gr-qc hep-th
Post-Newtonian Gravitational and Scalar Waves in Scalar-Gauss-Bonnet Gravity
黑洞双星螺旋和合并所发出的引力波使得前所未有的强场引力测试成为可能，这需要在广义相对论的扩展中对预期信号进行精确的理论建模。本文在标量Gauss-Bonnet引力理论中模拟了螺旋双星的引力波发射。超越弱耦合近似，我们推导出引力波形的第一后牛顿超越四极近似和计算新的贡献，从非线性曲率项。我们量化这些条款的影响，并提供准备实施的引力波和标量波形，以及准圆双星的傅立叶域相位。我们还进行了参数空间的研究，这表明黑洞标量电荷的值在偏离广义相对论的可探测性中起着至关重要的作用。我们还比较了标量波形的数值相对论模拟，以评估相对论修正的标量辐射的影响。我们的研究结果为今后的重力精密试验提供了重要的基础。
2021-06-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Post-Newtonian parameters $γ$ and $β$ of scalar-tensor gravity for a homogeneous gravitating sphere
假设源物质是一个具有恒定密度、压力和内能的非旋转球体，计算了具有任意势能的标量张量引力场的参数化后牛顿（PPN）形式中的参数$γ$和$β$.对于我们的计算，我们写的STG场方程的形式，这是明显不变的保角变换下的度量和重新定义的标量场。这很容易表明，所获得的PPN参数在这种变换下也是不变的。我们的结果与STG是完全保守理论的预期一致，即，只有$γ$和$β$不同于它们的广义相对论值$γ= β= 1$，这表明不存在优选帧和优选位置效应。我们发现，PPN参数的值依赖于引力质量源的半径和源与观测者之间的距离。最有趣的是，我们发现，也在大的距离从源$β$不接近$β= 1$，但收到的修正，由于修改后的重力自能源的来源。最后，我们将我们的结果与太阳系中的一些$γ$和$β$的测量结果进行了比较。我们发现，特别是测量的$β$提高了以前获得的理论参数的界限，由于上述的长距离校正。
2017-09-07 gr-qc hep-th
Gravitational waves from quasielliptic compact binaries in scalar-tensor theory to one-and-a-half post-Newtonian order
本研究在无质量标量-张量理论框架下，以1.5PN精度推导近椭圆致密双星的轨道平均能量、角动量通量及轨道要素长期演化，实现三项技术突破，并修正了广义相对论中2.5PN阶角动量记忆积分的伪发散问题。
2025-07-30 gr-qc hep-th
Self-interacting dipolar boson stars and their dynamics
本文构造含六次与四次自相互作用的偶极 Q 星并开展动力学演化，揭示其三支结构及稳定、迁移与衰变为黑洞的行为，证明自相互作用可缓解不稳定性。
2023-06-30 gr-qc hep-th
Nonlinear studies of binary black hole mergers in Einstein-scalar-Gauss-Bonnet gravity
通过数值求解位移对称Einstein标量Gauss-Bonnet引力的运动方程，研究了带标量荷的二元黑洞系统的非线性动力学.我们考虑准圆双星具有不同的质量比，不同的高斯-邦纳耦合和量化其对发射的标量和引力波的影响。我们比较我们的数值计算结果后牛顿计算的辐射期间发出的inspiral。我们证明了后牛顿理论中的前导阶项在模拟标量波形的振幅时的准确性，但发现，至少对于合并前的最后几个轨道，目前可用的后牛顿理论不足以模拟该理论中的引力波信号的退相。我们进一步发现，在合并过程中标量场有不可忽略的非线性增强，但对峰值引力波辐射的影响很小。
2023-01-17 gr-qc hep-th
Stratified scalar field theories of gravitation with self-energy term and effective particle Lagrangian
我们构造了一个一般的分层标量引力理论的场方程，占的自相互作用的领域和粒子拉格朗日，并计算其后牛顿参数。使用这个一般框架，我们分析了几个特定的标量引力理论，并检查他们的预测太阳系后牛顿效应。
2018-06-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Parameterized post-Newtonian limit of Horndeski's gravity theory
我们讨论了Horndeski引力理论的参数化后牛顿（PPN）极限，也称为广义G-膨胀或$\text{G}^2$ -膨胀，这是最一般的标量张量引力理论，最多只能有四维的二阶场方程。我们推导出后牛顿极限的有效性的行动的条件。对于与这些条件相一致的最一般的理论类，我们计算PPN参数$γ(r)$和$β(r)$，它们通常取决于引力质量和测试质量之间的相互作用距离$r$。对于一类更严格的理论，其中的标量场是无质量的，我们计算了全套的PPN参数。结果表明，在这种受限情况下，所有参数都是常数，唯一可能偏离观测值的参数是$γ$和$β$。最后，我们将我们的结果应用到一些示例理论，包括伽利略和希格斯膨胀的不同模型。
2015-09-16 gr-qc hep-th
Post-Newtonian expansion for Gauss-Bonnet Gravity
本文对具有高斯-邦纳不变量耦合的标量场的引力理论进行了参数化后牛顿展开，并讨论了这种理论与太阳系实验的对抗。
2007-04-20 astro-ph gr-qc hep-th
Non-relativistic limit of scalar and Dirac fields in curved spacetime
本文从第一性原理推导弯曲时空中标量场与Dirac场的非相对论极限，得到Schrödinger-Newton理论的广义相对论修正，并在Rindler时空中表明高加速度下引力—自旋耦合使Dirac粒子更适合观测非牛顿引力。
2022-10-05 gr-qc hep-th
Newtonian gravity from the Higgs field: the sublimation of aether
我们说明了为什么在广义相对论中的时空结构与引力从标量场的动力学起源并不矛盾。此外，我们认为，最近发现的单重态希格斯场的无间隙模式代表了最自然的动力学代理牛顿引力。
2001-09-24 gr-qc hep-ph hep-th
Running Coupling Constants, Newtonian Potential and non localities in the Effective Action
考虑任意引力背景下的量子标量场。利用Vilkovisky等人提出的有效作用量的协变和非定域近似，得到了引力场的有效{ \it in-in}方程. {}从这些方程，我们计算出对牛顿势的量子修正。我们发现对数修正，我们确定为运行的引力常量。这种运行符合重整化群的预测，只有最小和共形耦合。
1994-01-31 gr-qc hep-th
Initial conditions for cosmological N-body simulations of the scalar sector of theories of Newtonian, Relativistic and Modified Gravity
我们提出了一个描述设置初始粒子位移和字段值的任意度量理论的重力模拟，完美和不完美的流体具有任意特性。我们将泽尔多维奇近似推广到非平凡的引力理论，并展示了尺度依赖性如何意味着弯曲的粒子路径，即使是在完全线性的扰动状态下。对于修正引力的有效场论的可行选择，在Mpc尺度下，设定在高红移的初始条件受到高达5%的影响，这证明了超越Λ-冷暗物质初始条件对于准静态近似之外的引力修正的重要性。此外，我们展示了模拟的初始条件，其中重力的标量修改建模在拉格朗日粒子状描述。我们的描述为在超越标准模型的引力理论下进行模拟和模拟星系目录铺平了道路，这对引力和宇宙学的精确测试至关重要。
2015-09-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Antiscreening in perturbative quantum gravity and resolving the Newtonian singularity
计算了Minkowski背景下无质量非最小耦合标量场对牛顿势的量子修正。我们利用我们以前工作中计算的引力子真空极化，非微扰地求解了运动方程。当记作量子修正的规范不变的Barrington势时，我们的结果表明，量子效应一般反屏蔽牛顿奇异性1/r。这个结果支持了（超）普朗克尺度上的引力是渐近安全理论的观点。此外，我们还证明了在无质量、（非）最小耦合标量场的量子涨落存在下，动力学引力子的超光速传播。然而，这种影响是不可观测的小，因此它只具有学术意义。
2013-08-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Does a relativistic metric generalization of Newtonian gravity exist in 2+1 dimensions?
结果表明，与以前的说法相反，Brans-Dicke型标量张量理论提供了2+1维牛顿引力的相对论性推广。该理论是度量的，测试粒子遵循时空测地线。研究了真空和充满不可压缩理想流体区域中的静态各向同性解。结果表明，在物质真空界面上，两个解是一致匹配的，在弱场区域，牛顿行为得到恢复。
2002-12-16 gr-qc hep-th
PPN expansion and FRW scalar perturbations in n-DBI gravity
n-DBI引力通过引入单位时间类向量场明确地打破了洛伦兹不变性，从而产生了额外的（标量）自由度。我们在两个设置中寻找这种模式的观测结果。首先，我们计算了度规的参数化后牛顿（PPN）展开到一阶后牛顿。令人惊讶的是，我们发现，PPN参数是完全相同的广义相对论（GR），并没有产生首选帧效应。特别是，这意味着n-DBI重力与所有GR太阳系实验测试一致。我们讨论了n-DBI引力和GR之间的这种简并的起源，并建议它也可能在更高的后牛顿秩序。其次，我们研究了具有宇宙学常数$Λ\geq 0$的Friedmann-Robertson-Walker时空的引力标量扰动。在德西特空间的情况下，我们表明，标量模式的增长，宇宙膨胀，并在与正则标量场耦合到GR相比，它不冻结在超视界尺度。
2014-09-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Solving the Effective Field Equations for the Newtonian Potential
引力势的环修正通常是从散射振幅中推导出来的，这似乎与用静态的质点求解线性化爱因斯坦方程以得到经典势的方法大不相同。在这项研究中，我们展示了如何Schwinger-Keldysh有效场方程可以用来计算回路修正的方式，平行于经典的治疗潜力。我们推导出明确的结果，从引力子的自能引起的无质量，最小耦合标量的一个回路的修正。
2010-07-15 gr-qc hep-th
Maximum Mass of Boson Star Formed by Self-Interacting Scalar Fields
本文对任意高阶自相互作用下的标量场形成的稳定玻色子星的最大质量进行了解析推导，并证明了与数值结果是等价的。结果表明，高阶自相互作用项对最大质量的贡献随$(m/M_p)^2$幂次的增大而减小。
1999-04-28 gr-qc hep-th
On post-inflation validity of perturbation theory in Horndeski scalar-tensor models
通过使用牛顿规范，我们重新确认，在最小的情况下，重新标度的Mukhanov-Sasaki变量是保守的，导致牛顿势的约束方程。然而，与最小情况相反，在Horndeski理论中，超视界牛顿势在暴胀退出后可能会增长到非常大的值。如果发生这种情况，在振荡期间，通货膨胀的可预测性就会丧失。当这种情况不发生时，如果所选择的理论在低能量下是最小的，那么暴胀过程中产生的扰动可以与CMB标准相关。作为一个具体的例子，我们分析和数值讨论了新的希格斯暴胀的情况。在那里，膨胀子是希格斯玻色子，它与引力非最小动力学耦合。在后暴胀振荡的高能部分，系统是各向异性的，牛顿势被大大放大。然而，由于今天的曲率扰动幅度很小，系统保持在线性状态，因此暴胀的预测不会丢失。在低能量下，当系统松弛到最小值时，各向异性消失，牛顿势收敛到一个常数。我们表明，牛顿势收敛到的常数值与暴胀过程中曲率扰动的冻结部分有关，就像在极小值情况下一样。
2016-07-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The nearly Newtonian regime in Non-Linear Theories of Gravity
本文重新考虑了引力作用量标量曲率中含有高阶项的修正引力模型的牛顿极限。本文利用Palatini变分原理[Meng X. Wang P：Gen. Rel.重力{ \bf 36}，1947（2004）]和[Domínguez A. E.和Barraco D. E.：D { \bf 70}，043505（2004）]，具有矛盾的结果。这里使用了不同的方法，并指出了以前尝试中的问题。它表明，模型与负功率的标量曲率，像那些用来解释本加速膨胀，以及他们的推广，其中包括正功率，可以给出正确的牛顿极限，只要这些权力的系数是合理的小。所进行的分析的某些结果似乎对在四阶引力的纯度量方法中推导牛顿极限的方式提出了疑问[Dick R.：Gen. Rel.重力{ \bf 36}，217（2004）]。最后，我们评论最近的文件[Olmo G. J：D { \bf 72}，083505（2005）]，其中讨论了纯度规和Palatini形式主义的牛顿极限问题，使用等价的Brans-Dicke理论，我们的结果与之部分不一致。
2006-08-28 astro-ph gr-qc hep-th
The γ parameter in Brans-Dicke-like (light-)Scalar-Tensor theory with a universal scalar/matter coupling
在Brans-Dicke类标量-张量理论中，假设标量势可以忽略，研究了由普适标量/物质耦合产生的后牛顿参数γ.与以前的研究相反，我们使用一个完美的流体形式，以获得显式标量场方程。它表明，度规可以放在其标准的后牛顿形式。然而，指出对于有限的ω_0，1-γ可以是正的、零的或负的，这取决于耦合函数;而对于有限的ω_0，无耦合的标量-张量理论总是预言γ<1。
2013-08-31 gr-qc hep-th math-ph
Towards an Analytic Construction of the Wavefunction of Boson Stars
光标量场可以形成引力束缚的致密物体，称为玻色子星。玻色子星在牛顿极限下的轮廓由Gross-Pitaevskii-Poisson方程描述。我们给出了这些方程的半解析解，并构造了由无相互作用的标量场形成的玻色子星的轮廓。我们的解决方案是稳定的数值误差，并在整个范围内的精度优于$10^{-6}$。
2018-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quantum Corrections to Gravitational Potential of Scalarized Neutron Star Binary
将广义相对论作为有效场论，研究了标量中子星双星系统引力势的长距离、低能、超前量子修正。我们忽略了两个恒星组成部分的扩展标度，并将它们视为重点粒子，由于恒星内部固定的标度配置，它们通过引力子和标度粒子的交换相互作用。因此，引力势既包括牛顿势，也包括标量修正的类牛顿势。在非相对论极限下，我们直接由引力子和标量粒子交换量之和计算修正引力势的非解析修正。从有效拉格朗日量中提取适当的顶点规则。我们的计算表明，无论是引力子交换或标量粒子的交换都有助于经典相对论修正和量子修正的引力势的标量NS双星。
2019-09-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Large Scale Structure in Bekenstein's theory of relativistic Modified Newtonian Dynamics
贝肯斯坦最近提出了一个修正引力的相对论理论。爱因斯坦引力理论中的张量场被标量场、矢量场和张量场所取代，它们以这样的方式相互作用，在弱场非相对论极限下给出修正的牛顿动力学（MOND）。我们在这样的理论中研究宇宙的演化，确定其关键属性，并将其与爱因斯坦引力中获得的标准宇宙学进行比较。标量场的演化类似于跟踪器精髓场的演化。我们扩展到线性秩序的理论，以找到大尺度上的扰动的演变。详细计算了这对星系分布和宇宙微波背景的影响。我们表明，它可能重现观测的宇宙微波背景和星系分布与贝肯斯坦的MOND理论。
2006-02-08 astro-ph gr-qc hep-th
Post-Newtonian, Quasi-Circular Binary Inspirals in Quadratic Modified Gravity
我们考虑一类受量子引力启发的改进的引力理论，其中爱因斯坦-希尔伯特作用量通过增加与具有标准动能的标量场耦合的曲率张量中的所有二次项来扩展。这类理论包括Einstein-Dilaton-Gauss-Bonnet和Chern-Simons修正引力作为特例。我们解析推导并求解耦合场方程的后牛顿近似，假设一个类似的质量，自旋黑洞二元源在一个准圆形，弱场/慢运动轨道。我们发现，一个天真的减法发散片与点粒子近似是不适合在这些理论中表示紧凑的对象。相反，我们建立了适当的有效源，使已知的强场的解决方案在远场极限再现他们的模型。在这样做的过程中，我们证明了爱因斯坦-膨胀-高斯-邦纳和陈-西蒙斯理论中的黑洞可以有头发，而中子星没有标量电荷，在完全相反的结果在标量张量理论。然后，我们采用类似的技术，直接集成的放松爱因斯坦方程，以获得解析表达式的标量场，度规扰动，以及相关的引力波光度测量在无穷远。我们发现，标量场辐射在能流收支中起主导作用，产生电偶极标量辐射和磁四极标量辐射，修正了广义相对论在-1PN和2 PN量级的预言.这样的修改导致发射的引力波的修正，可以映射到参数化的后爱因斯坦框架。这样的修改可能会受到引力波观测的强烈约束。
2015-12-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Boson Stars with Self-Interacting Quantum Scalar Fields
经典实标量场的Klein-Gordon-Einstein方程具有依赖于时间的解（在时间上是周期的）。我们表明，量子实标量场可以形成非振荡（静态）孤子对象，这是非常相似的解决方案描述玻色子星形成的经典和量子复杂的标量场（后者将在本文中进行研究）。我们数值分析了它们之间的差异有关的玻色子星的质量。另一方面，我们提出了一个有趣的测试（玻色子星可能在早期宇宙中经历的可行过程）来形成玻色子星。也就是说，人们质疑，在一个二阶相变之后（这里将考虑一个简单的玩具模型），由量子实标量场组成的玻色子星的命运是什么。
2003-01-31 astro-ph gr-qc hep-th
Spontaneous scalarization of boson stars
在$(α{\cal R} + γ{\cal G}) ϕ^2$标量张量引力模型下研究了球对称渐近平坦玻色子星的自发标量化。这些紧凑的物体是由一个具有谐波时间依赖性的复值标量场组成的，而它们的时空是静态的，它们可以达到类似于超大质量黑洞的密度和质量。我们发现，玻色子星可以标量化的标量张量耦合$α$和$γ$的两个符号，分别。这对于{ \it a priori}稳定的玻色子星来说尤其正确，因为它们会衰变成单独的玻色子粒子。$α$ -标量化和$γ$ -标量化之间存在着根本的区别：虽然我们在$α> 0$中发现了一个区间，在这个区间内，当$γ=0$时玻色子星{ \it永远}可以标量化，但当$α=0$时，对$γ\neq 0$没有限制。通常，存在两个解决方案的分支，它们在玻色子星的标度化方式上有所不同：要么标量场在恒星的中心最大，要么在具有有限半径的壳上最大，该半径大致对应于玻色子星的外半径。我们还证明了前者的解决方案可以径向激发。
2019-05-28 gr-qc hep-ph hep-th
Post-Newtonian parameter $γ$ for multiscalar-tensor gravity with a general potential
在Jordan标架下，计算了具有完全广义非导数耦合和势的多标量张量引力静态点源情形下的参数化后牛顿参数$γ$.类似于单质量场的情况，$γ$指数地依赖于到源的距离，并且由标量场空间中的非最小耦合矢量的长度及其相对于质量本征矢量的方向决定。使用卡西尼号跟踪实验的数据，我们估计两个标量场的一般理论的界限。我们的形式主义可以用于广泛的模型，我们通过将其应用于非最小耦合希格斯SU（2）偶，一般的混合度规-Palatini引力，线性（$\Box^{-1}$）和二次（$\Box^{-2}$）非局部引力来说明。
2017-01-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
No-go theorem for spatially regular boson stars made of static nonminimally coupled massive scalar fields
我们提出了一个紧凑的定理，它揭示了这样一个事实，即静态的空间规则的大质量标量场与引力的非最小耦合不能形成球对称渐近平坦的无水平物质配置。特别是，不通过定理排除了由静态标量场组成的玻色子星的存在，这些静态标量场具有物理参数$ξ$的通用值，该物理参数量化了时空曲率和大质量玻色子场之间的耦合。
2020-08-31 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Bosonisation of the Complex-boson realisation of $W_\infty$
我们玻色化的$W_\infty$和$W_{1+\infty}$代数的复玻色子实现。我们得到了$W_\infty$和$W_{1+\infty}$在一对费米子和一个实标量下的非线性实现。通过进一步玻色化费米子，我们得到了$W_\infty$在两个标量中的实现。仅保留标量中的最非线性项，我们得到经典$w_\infty$的双标量实现。
1991-09-04 hep-th
Noninertial effects on the quantum dynamics of scalar bosons
考虑了旋转坐标系对宇宙弦背景中标量玻色子量子动力学的非惯性效应。在这项工作中，标量玻色子描述的Duffin-Kemmer-Petiau（DKP）形式主义。在此背景下，考虑DKP振子，详细分析和讨论了旋转坐标系和宇宙弦的联合作用对运动方程、能谱和DKP旋量的影响。此外，还研究了旋转坐标系对标量玻色子局域化的影响。
2016-01-30 gr-qc hep-th math-ph
Quantum dynamics of scalar bosons in a cosmic string background
研究了宇宙弦背景中标量玻色子的量子动力学。在这项工作中，标量玻色子描述的Duffin-Kemmer-Petiau（DKP）形式主义。特别地，详细地分析和讨论了这种拓扑缺陷对运动方程、能谱和DKP旋量的影响。在此背景下，DKP振子的精确解以封闭形式给出。
2015-06-30 hep-th math-ph math.MP
