Complete calculations of the perihelion precession of Mercury and the deflection of light by the Sun in General Relativity
采取的方法设计的泰勒和惠勒和收集件他们的工作,我们提供了一个独立的推导公式,既岁差的轨道围绕太阳的行星和偏转角的光脉冲通过附近的太阳在广义相对论的框架。演示只使用初等代数,而不诉诸张量形式主义。不需要任何相对论的先验知识就能理解这个演示。
2007-12-21 gr-qc
Conformal Weyl gravity and perihelion precession
利用Mannheim和Kazanas(1989)发现的静态球对称解的度规,研究了共形Weyl引力下行星运动的近日点位移.为此,我们采用了类似的程序,温伯格所使用的史瓦西解,最近也被用来研究太阳系的宇宙常数$Λ$的影响。我们表明,除了广义相对论条款获得较早的Schwarzschild-德西特解决方案,近日点位移的表达式包括一个负的贡献,这是由线性项$γr$的度量。利用近日点位移观测数据,我们得到的限制常数$γ$的值类似于早先使用银河系旋转曲线。
2019-10-11 gr-qc
Light bending and perihelion precession: A unified approach
标准的广义相对论的粒子轨道的进动和弯曲的零射线的结果推导出作为一个量,这是保守的牛顿物理学,龙格-伦茨矢量的扰动的特殊情况。首先,这种方法被应用到球对称史瓦西几何的情况下,这些广义相对论的影响,以给出一个推导。然后考虑中心体角动量引起的最低阶修正。得到的结果是众所周知的,但所使用的方法比标准文本中的方法更有效,它提供了一个很好的机会来使用Runge-Lenz矢量,超出其在牛顿物理学中的标准应用。
1997-12-19 gr-qc
Perihelion precession and deflection of light in the general spherically symmetric spacetime
本文研究了四维一般球对称时空中光的近日点进动和偏转,得到了主要方程。作为这个主方程的应用,以$f(R)$重力场的Reissner-Nordstorm-AdS解和Clifton-Barrow解为例进行了讨论。我们发现电荷和$f(R)$引力都能影响近日点的进动和光的偏转,而宇宙学常数只影响近日点的进动。此外,我们还澄清了太阳系中光偏转的一个微妙之处,即通常用太阳可能的电荷来解释实验数据与理论结果之间的差距。然而,在考虑了太阳的相同电荷对水星近日点进动的影响后,我们可以发现事实并非如此。
2014-11-27 astro-ph.SR gr-qc
Density of dark matter in Solar system and perihelion precession of planets
指出了行星长期近日点进动与轨道上暗物质密度之间的直接关系。它在唯一的假设下是有效的,即密度是球对称的,中心与太阳重合。这种关系,结合行星近日点岁差的观测数据,导致太阳系中局部暗物质密度的上限。
2007-03-15 astro-ph gr-qc hep-ph
Perihelion precession and deflection of light in gravitational field of wormholes
相当奇特的相对论性物体被称为虫洞,是活动星系核和黑洞的中心机器的假设候选者。我们求出了在引力场中的近日点进动和光偏转的大小,并与黑洞的结果进行了比较。碰撞参量被认为比虫孔喉部尺寸大得多。我们表明,一个黑洞和虫洞的结果之间的相对差异可能是显着的,达百分之几十。
2007-09-20 astro-ph gr-qc
Test of unparticle long range forces from perihelion precession of Mercury
由于非粒子的非正则维数,非粒子交换产生了偏离平方反比定律的长程力。众所周知,$r^{-n}$形式的势(其中$n$不等于1)会引起行星轨道近日点的岁差。本文利用水星轨道近日点推进的观测结果,计算了非粒子与重子和轻子耦合的约束条件。
2008-03-31 astro-ph gr-qc hep-ph
The Perihelion Precession of Mercury and the Generalized Uncertainty Principle
最近,作者在[1]中提出了一个新的广义不确定原理(简称GUP),它的线性项是普朗克长度。在这封信中,这个线性项的影响研究摄动的背景下开普勒轨道。计算出轨道近日点在一个完整的轨道周期内旋转的角度。该结果适用于水星近日点的岁差的背景下。因此,我们得到一个下界的新的中间长度尺度提供的GUP这是大约40个数量级以下普朗克长度。
2011-05-12 gr-qc hep-th physics.class-ph
Solar System Tests of Higher-Dimensional Gravity
广义相对论的经典检验--光偏转、时间延迟和近日点位移--与大地岁差检验一起,被应用于被称为卡鲁扎-克莱因引力的理论的五维扩展,使用四维史瓦西度规的模拟。近日点推进和大地岁差的计算推广的情况下,第一次沿额外的坐标的动量和自旋的分量不为零。使用长基线无线电干涉测量法测量太阳周围的光弯曲、使用海盗号着陆器测量火星以及水星近日点进动的现有数据都限制了与度量的额外部分相关的小参数b在太阳系中小于|b| <0. 07。如果对太阳扁率有更好的限制,从近日点岁差中可以得到一个数量级的灵敏度增加。重力探测器B卫星对大地岁差的测量将显著改善这一点,探测b值的精度为1/10^4或更高。
2000-03-08 gr-qc
Perihelion precession for modified Newtonian gravity
我们计算了中心势V(r)中近圆轨道的近日点进动δ。与其他解决这个问题的方法不同,我们不假设势接近牛顿势。推导的主要思想是应用系统的基本对称性来表明Delta必须是r V ''(r)/V '(r)的函数,并使用Delta在旋转参考系中的变换行为。这相当于说,有效势可以写成一个单参数的可能性集合,作为离心力势和有心力势之和。我们得到一个δ的通用公式。它必须读作如下:在这个值r处的圆形轨道存在且稳定当且仅当这个δ是一个定义明确的实数;如果是这样,那么在这个值r处的近圆形轨道的一个近日点到下一个近日点的角差正好是2 π + δ。然后,我们展示了如何将这一结果应用到最近感兴趣的例子,如修正的牛顿引力和线性化的四阶引力。在本文的第二部分,我们将这个普适公式推广到静态球对称时空。对于质量参数m > 0的史瓦西黑洞,它导出了一个令人惊讶的未知公式。它代表了一个严格的结果,适用于所有r > 6 m的值,并且与仅在r > 6 m时存在稳定圆轨道的事实很好地一致。
2008-06-16 gr-qc
Perspectives of Perihelion Precession in Torsion Modified Gravity
在$d$ $=$ $5$体几何挠率(GT)微扰理论中重新讨论了Killing对称性,研究了近日点进动.计算揭示了对广义相对论(GR)中已知的岁差的非微扰(NP)修改。值得注意的是,分析重新保证了我们提出的全息对应之间的扰动GT散装和耦合到$B_{2}$ $ \wedge $ $F_{2}$的边界GR。事实上,拓扑校正是由GR中的非牛顿势引起的,我们将其与“电引力”偶极子联系起来。有趣的是,偶极修正被证明具有其起源的$4$ -形式下的传播GT,并导致在$d$ $=$ $4$的NP重力。
2020-06-10 astro-ph.EP gr-qc hep-th
Constraint on the fifth force through perihelion precession of planets
等效原理是基础物理学中的重要原理。第五种力作为等价原理的描述形式,可以表示未知理论的性质。暗物质是当前自然科学中最神秘的对象之一。约束暗物质的第五种力是一件有趣的事情。提出了一种利用行星近日点进动来约束暗物质长程第五力的新方法。由于近日点进动观测的高精度,以及太阳和行星物质组成的巨大差异,我们得到了对暗物质第五力的最强约束之一。在不久的将来,BepiColombo任务将能够将测试提高10倍。
2019-10-13 astro-ph.EP gr-qc hep-th
Perihelion precession in non-Newtonian central potentials
本文利用复分析技术推导非牛顿中心势中近日点进动的高阶修正,得到精确级数展开,并通过与Schwarzschild度规结果对比及数值模拟验证了方法的有效性。
2025-04-22 astro-ph.EP gr-qc
Constraining String Gauge Field by Planet Perihelion Precession and Galaxy Rotation Curves
我们对一个宇宙学模型进行了各种测试,在这个模型中,弦规范场及其与物质的耦合被用来解释星系中恒星的旋转动力学。观测资料包括近日点进动和星系自转曲线。我们解决了1)类洛伦兹力和2)一般的幂律中心力的扰动的进动运动。对于后者的情况下,一个简单的规则判断正反向运动。我们把太阳系行星的进动归因于弦场的力,并计算了弦场的场强。然后,我们将合成的场强与一个由太阳产生的部分和银河系中其他物质产生的另一个背景组成的轮廓进行了拟合。我们利用银河系自转曲线来估计磁场强度,并将其与岁差所发现的磁场强度进行比较。另外还分析了另外22个星系的磁场强度。强度形成了一个跨越2个数量级的范围,包含了银河系的值。我们还从模型中推导出了场强、星系大小和光度之间的关系,并用22个星系的数据进行了验证。
2010-12-05 gr-qc hep-th
When effective theories predict: the inevitability of Mercury's anomalous perihelion precession
如果有效理论的基本概念从牛顿引力的早期就得到了重视,那么勒威耶在1845年宣布水星的异常近日点岁差也就不足为奇了。此外,在广义相对论的最终计算之前,通过“自然性”参数可以预测效应的大小。因此,我们有一个有效理论概念如何指导我们将知识扩展到“新物理学”的例子,而不仅仅是如何将更大的理论简化为受限的(例如,较低能量)域。
2011-06-08 gr-qc hep-ph hep-th
Three-body-interaction effects on the relativistic perihelion precession for the Sun-Jupiter-Saturn system
推导了三体相互作用引起的相对论近日点进动。我们考虑一个分层共面三体系统,如太阳、木星和土星,其中两个次要天体作为最大行星对应木星(质量$m_2$)和第三个对应于土星(质量为$m_3$)围绕与太阳对应的主要天体运行(质量$m_1 \gg m_2 \gg m_3$),其中第三体的平均轨道半径大于第三体的平均轨道半径(表示为$\ell$)。我们研究了后牛顿效应对第三体运动的影响(半长轴a,开普勒轨道根数的偏心率e)。在一定的平均假设下,后牛顿三体相互作用引起的第三质量的相对论近日点进动表示为$6 G m_2 \ell^2 c^{-2} a^{-3} n (1+9e^2/16) (1-e^2)^{-3} $,其中G和c分别表示引力常量和光速,第三体的平均运动表示为$n = 2πa^{3/2} G^{-1/2} (m_1+m_2)^{-1/2}$ .对于太阳-木星-土星系统,它是$7.8 \times 10^{-6}$ arcsec/cy。这比太阳的Lense-Thirring效应更大,但它还不能解释Iorio(2009)根据Pitjeva对EPM 2008星历的分析,最近报告的土星近日点异常进动值为$-0.006 \pm 0.002$ arcsec/cy。
2012-03-23 astro-ph.EP gr-qc
On the recently determined anomalous perihelion precession of Saturn
天文学家E. V. Pitjeva通过分析EPM 2008星历表进行了大量的行星观测,包括两年的观测。(2004-2006年)的正常点从卡西尼号航天器,现象学估计一个统计上显着的非零校正通常牛顿/爱因斯坦长期岁差的经度的近日点的土星,即Δ \dot \varpi_S = -0.006 +/- 0.002 arcsec/cy;形式统计误差为0.0007 arcsec/cy。它既不能用任何标准的经典和广义相对论动力学效应来解释,在EPM 2008星历表的力模型中,也不能用最近提出的几种奇异的引力修正来解释,这些修正是为了适应某些宇宙学/天体物理学观测,而不求助于暗能量/暗物质。其他天文学家团队的独立分析和对卡西尼号更大数据集的进一步处理将有助于澄清土星近日点异常岁差的性质和真实存在。
2008-12-24 astro-ph gr-qc hep-ph
Comment on "New General Relativistic Contribution to Mercury's Perihelion Advance"
C. M.威尔在最近的一封信[arXiv:1802.05304]中预测了一个新的水星岁差率,它比第二个后牛顿贡献大$100$倍,我们的计算大约大$30$倍。因此,新水星的岁差率约为每世纪$6.4\ast 10^{-8}$,而不是$6.2\ast 10^{-8}$度。
2018-05-25 gr-qc physics.space-ph
Are we close to put the anomalous perihelion precessions from Verlinde's emergent gravity to the test?
在Verlinde提出的突现引力假设的框架内,Liu和Proklovan最近观察到,除其他外,异常近心岁差会影响围绕孤立中心体运行的测试粒子的轨道运动。在这里,它表明,如果它是真实的,它对太阳系内行星的预期星等将与当今的精度相同,以限制任何可能的偏离标准近日点岁差的偏差,这些偏差是从上个世纪的长期数据记录中推断出来的。最有利的情况下,测试Verlinder型岁差似乎发生在火星上。事实上,根据最近版本的天文台和INPOP的行星星历,非标准近日点的岁差,无论是什么物理来源,大于每世纪$\approx 0.02-0.11$毫角秒的都是不允许的,而刘和普罗克雷普预测的假定岁差相当于每世纪$0.09$毫角秒。其他可能有趣的天文和天体物理场景,例如,地球的LAGEOS II人造卫星、双脉冲星系统PSR J 0737 - 3039 A/B和Sgr A $^\ast$中围绕超大质量黑洞运行的S星,由于对它们的预测影响太小而不可行。
2017-02-22 astro-ph.EP gr-qc hep-th
Quasi Periodic Oscillations in X-ray Neutron Star and Probes of Perihelion Precession of General Relativity
我们将双千赫兹准周期振荡低质量X射线双星(LMXB)的X射线谱的准周期振荡(kHz QPO)与内盘中同一物质的拟牛顿开普勒频率和远地点、近地点进动频率的关系,并将15 - 60 Hz QPO(HBO)归因于远地点在中子星(NS)磁层外盘边界的近地点(或远地点)进动及其二次谐波频率与远地点和近地点进动的关系。假设内外盘的半径相互关联为2倍。得到的结论是:随着吸积率的增加,所有QPO的频率都增加,双KHz QPO的频率差减小。所得到的HBO频率与双KHz QPO之间的理论关系与实测经验公式相似。进一步提出了利用双KHz准等离子体计算NS质量的理论公式,计算结果为1.4 ~ 1.8太阳质量。LMXB的类星体可能为强引力场提供了一个精确的实验室,由此提出了一种确定LMXB NS质量的新方法。
2000-02-18 astro-ph gr-qc
Computation of the general relativistic perihelion precession and of light deflection via the Laplace-Adomian Decomposition Method
本文用Laplace-Adomian分解方法研究了广义相对论的Schwarzschild几何中有质量和无质量粒子的运动方程,该方法被证明是非常成功的,它能得到大量强非线性微分和积分方程的级数解。在介绍了任意球对称静态几何中运动方程的一般推导形式和Laplace-Adomian分解方法的一般数学形式之后,我们得到了Schwarzschild几何中测地线方程的级数解。截断级数解只包含五项,能以高精度再现精确的数值解。在一级近似下,我们重新得到了近日点进动的标准表达式。我们详细地研究了弯曲角的紧凑的物体在几个订单的近似。这种方法的扩展到更一般的几何比史瓦西之一也简要讨论。
2018-05-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Constraints on long range force from perihelion precession of planets in a gauged $L_e-L_{μ,τ}$ scenario
标准模型粒子可以通过三种可能的规范对称性,即${L_e-L_μ}$、${L_e-L_τ}$和${L_μ-L_τ}$,以无异常的方式进行规范化.其中,${L_e-L_μ}$和${L_e-L_τ}$力可以调解太阳和行星之间的关系,并改变行星轨道的近日点进动。众所周知,偏离$1/r^2$牛顿力会引起行星轨道中的近日点推进,例如,在众所周知的爱因斯坦引力的情况下,通过对水星近日点推进的观察进行了测试。本文考虑了当规范玻色子的质量为$M_{Z^{\prime}}\leq \mathcal{O}(10^{-19})\rm {eV}$时,在太阳和行星之间产生的长程Yukawa势。我们推导了在这种$U(1)_{L_e-L_{μ,τ}}$规范玻色子的作用下,汤川型第五种力的近日点推进公式。汤川势的近日点推进与小$M_{Z^{\prime}}$轨道半长轴的平方成正比,不像GR,它是最大的最近的行星。然而,对于更高的$M_{Z^{\prime}}$值,近日点推进发生指数抑制。我们采取的观测极限为所有的行星,近日点的进展是测量,我们得到的上限上的规范玻色子耦合$g$的所有行星。在质量范围为$\leq 10^{-19}\rm{eV}$的情况下,Mars给出了$g$较强的束缚,并得到了不相容图.这种质量范围的规范玻色子可能是模糊暗物质的候选者,因此可以在行星轨道的岁差测量中观察到模糊暗物质的影响。
2020-07-27 astro-ph.EP astro-ph.HE gr-qc
Higher-order geodesic deviations and orbital precession in a Kerr-Newman space-time
利用Kerner等人提出的一阶和高阶测地偏差方程,在广义相对论中研究近日点进动和行星轨道的一种新的近似方法,利用高阶测地偏差方法,将轨道进动和中性粒子椭圆轨道的计算推广到Kerr $-$ Newman时空中.这种方法的优点之一是,对于小的偏心率,不使用牛顿和后牛顿近似的数量${G M}/{R c^2}$的任意值获得行星的轨迹。
2019-06-02 gr-qc
Some aspects of the five-dimensional Lovelock black hole spacetime: strong homotopy retract, perihelion precession and quasistationary levels
在这项工作中,我们探讨了一些数学物理方面的球对称洛夫洛克黑洞在高维。为了达到这个目的,我们彻底考虑了对应于五维洛夫洛克黑洞时空的度规。我们利用测地线方程在所考虑的背景上构造了强收缩。因此,从拓扑的角度,我们建立了强同伦收缩理论,这将使我们,在原则上,更好地理解它的一些合适的应用在天体物理学和宇宙学,特别是在时空奇点的分析。我们发现的解决方案的运动方程的径向和角坐标,然后我们描述外(“外部”)和较低(“内部”)的视视界。事实上,外视视界是光波仍能从黑洞逃逸的最后一个表面。因此,分析与量子粒子在外视界外传播有关的一些物理现象是很有意义的,特别是我们讨论了标量场的准定态能级及其径向波函数,它们是用广义Heun函数给出的。我们还计算了在这种背景下的近日点进动。
2022-09-02 gr-qc math-ph math.AT
Might the 2PN perihelion precession of Mercury become measurable in the next future?
赫敏平均近日点速率$\dotω^\mathrm{2PN}$,用高斯摄动方程和密切开普勒轨道要素计算到第二后牛顿(2PN)阶,范围从$-18$到$-4$每世纪微弧秒$\left(μ\mathrm{as\,cty}^{-1}\right)$,取决于$f_0$历元的真实异常。它是四个贡献的总和:其中一个是2PN加速度进入运动方程的直接结果,而其他三个是太阳引力场的1PN分量的间接影响。本文作者最近发表的对实验性水星近日点速率$\dotω_\mathrm{exp}$的形式不确定性的评估,基于天文学家E.V. Pitjeva和N.P. Pitjev使用EPM2017行星星历处理的51年无线电技术数据,是$σ_{\dotω_\mathrm{exp}}\simeq 8\,μ\mathrm{as\,cty}^{-1}$,对应于缩放公知的1PN的PPN参数$β$和$γ$的组合$\left(2 + 2γ- β\right)/3$的$2\times 10^{-7}$的相对精度近日点进动事实上,现实的不确定性可能高达$\simeq 10-50$倍大,尽管重新处理现在可用的原始数据的前信使任务与最近改进的日冕模型应该改善我们的知识Hermean轨道。BepiColombo航天器目前正在前往水星的途中,在延长的飞行任务中,在约束$β$和$γ$方面可能达到$\simeq 10^{-7}$的精度水平,尽管根据文献…
2023-01-02 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Timelike Geodesics in Naked Singularity and Black Hole Spacetimes II
本文导出了裸奇点时空中粒子的轨道方程,即Bertrand(BST)和Janis-Newman-Winicour(JNW)几何,以及Schwarzschild黑洞的轨道方程。我们绘制的轨道方程,并找到在BST和JNW时空的粒子轨道的近日点进动,并比较这些与史瓦西黑洞时空。我们发现并讨论了BST、JNW和Schwarzschild时空中粒子的有效势和轨道的不同区别性质,并给出了BST与外Schwarzschild时空匹配时的粒子轨道.我们证明了BST和Schwarzschild时空中轨道近日点进动的性质是相似的,而在JNW情况下轨道近日点进动的性质与Schwarzschild和BST时空中的轨道近日点进动的性质相反.这些轨道的其他有趣的和重要的功能指出。
2019-09-20 astro-ph.GA gr-qc
The perihelion precession of Saturn, planet X/Nemesis and MOND
我们表明,土星逆行近日点进动Δ \dot \varpi,最近由不同的天文学家团队通过处理卡西尼号航天器的测距数据估计,相当于每世纪几毫角秒,可以用一个局部的,遥远的天体X来解释,还没有直接发现。通过确定它的潮汐参数K = GM_X/r_X^3作为它的黄道经度λ_X和纬度β_X的函数,我们计算出X在不同质量值下可能存在的距离,从火星大小到太阳大小不等。最小距离发生在X垂直于黄道的位置,而最大距离发生在X位于黄道的位置。我们发现,火星和地球大小的岩石冰行星,它们将分别在大约80-150 au,而一个木星大小的气态巨星将在大约1 kau。一颗典型的褐矮星的质量约为4 kau,而一颗与太阳质量相当的天体的质量约为10 kau,因此它不可能是涅墨西斯,因为涅墨西斯的太阳质量和日心距离被预测为88 kau。如果X指向一个特定的方向,即银河系中心的方向,它将模仿最近在修正牛顿动力学(MOND)框架内提出的外场效应(EFE)的作用。
2011-01-12 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Exact General Relativistic Discs and the Advance of Perihelion
计算了几种广义相对论圆盘精确解在银道面上测地线运动的近日点前移量。近似的解析和数值结果给出的静态Chazy-Curzon和Schwarzschild盘在Weyl坐标,Schwarzschid盘在各向同性坐标和静态Kerr盘在Weyl-Lewis-Papapetrou度量。结果表明,对于这些圆盘模型,近日点的提前量可能是轨道偏心率的增函数或减函数。本文还计算了这些圆盘模型中由于牛顿引力引起的进动。
2008-05-20 astro-ph gr-qc
Secular increase of the Astronomical Unit and perihelion precessions as tests of the Dvali-Gabadadze-Porrati multi-dimensional braneworld scenario
最近,三个不同的研究小组(Krasinsky和Brumberg,Pitjeva,Standish)报告了天文单位(太阳系的长度尺度)的意外长期增长。喷气推进实验室最新的测量值为7+-2 m cy^-1。目前,无论是在经典物理学领域,还是在爱因斯坦广义相对论通常的四维框架中,都没有能够容纳这种观察到的现象的解释。Dvali-Gabadadze-Porrati膜世界方案是一个多维引力模型,旨在解释在没有暗能量的情况下观测到的宇宙加速现象。除此之外,Dvali-Gabadadze-Porrati膜世界方案还预测了近日点的长期位移,这是由Lue和Starkman提出的,对于太阳系的所有行星来说,该位移为5 10^-4 arcsec cy^-1。它得出地日距离的变化约为6 m cy^-1,这与天文单位的观测速率在1 σ水平上是一致的。最近测量的太阳系内行星近日点长期运动的修正,在1-sigma水平上与水星和火星的Lue-Starkman效应的预测值一致,在2-sigma水平上与地球的Lue-Starkman效应的预测值一致。
2005-08-27 astro-ph gr-qc hep-ph
Precession of timelike bound orbits in Kerr spacetime
对S星的天体测量观测为探索人马座-A *(Sgr-A*)的性质提供了一个独特的机会。有鉴于此,理解粒子围绕大质量中心物体的类时束缚轨道的性质和行为变得很重要。现在我们知道,史瓦西黑洞不允许S星的负进动,而裸奇点时空则允许束缚类时轨道的正进动和负进动。在这种情况下,我们研究了克尔时空几何中测试粒子的近日点进动。考虑到一些近似,我们研究了Kerr时空中测试粒子的类时束缚轨道是否可以有负进动。在本文中,我们只考虑低偏心类时赤道轨道。基于这些考虑,我们发现在Kerr时空中,类时束缚轨道的负进动是不允许的。
2020-07-23 gr-qc
The advance of Mercury's perihelion
本文以本科水平重新审视水星近日点进动这一广义相对论著名检验,指出约50角秒/世纪的剩余进动无法用牛顿力学解释,并回顾爱因斯坦1914年的解决方案。
2024-02-07 gr-qc
Constraining spacetime torsion with the Moon and Mercury
本文报道了在广义相对论的爱因斯坦-嘉当理论基础上探索包括时空挠率在内的新的引力物理现象。本文从Mao,Tegmark,Guth和Cabi的参数化挠率框架出发,分析了有挠率时试验天体的运动,特别是计算了对卫星近日点推进和轨道测地岁差的修正。我们描述的扭转场的三个参数,我们利用的自平行轨迹,这在一般情况下可能不同于测地线时,扭转。本文导出了球对称场中试验体的运动方程和地球和太阳引力场中卫星的运动方程。我们计算了卫星的交点和近心点的距离的长期变化。计算的长期变化表明如何修改近日点推进和轨道德西特效应取决于扭转参数。所有的计算都是在弱场和慢运动的假设下进行的。为了测试我们的预测,我们使用的测量月球的大地岁差从月球激光测距数据,和水星的近日点推进从行星雷达测距数据的测量。然后,这些测量值用于约束扭转参数的合适的线性组合。
2011-03-28 gr-qc
High Order Relativistic Corrections To Keplerian Motion
本文在径向伪球坐标下,从相应的Ernst势出发,计算了具有赤道对称面的渐近平坦稳态轴对称真空时空的通解的第一项。该度量用于确定高阶多极子在赤道轨道近日点进动和非赤道轨道节线进动中对测地圆的影响。这两个结果都是写在不变量,如Geroch-Hansen多极和轨道的能量和角动量。
2004-04-13 gr-qc
Solar system effects in Schwarzschild--de Sitter spacetime
Schwarzschild-de Sitter时空描述了宇宙学常数为$Λ$的球对称质量的引力场。基于这个空间-时间,我们计算太阳系的影响,如引力红移,光偏转,引力时间延迟,近日点位移,测地或德西特进动,以及$Λ$的多普勒测量的影响,用于确定速度的先锋10和11号航天器。对于$Λ=Λ_0 \sim 10^{-52} {\rm m}^{-2}$,宇宙学常数对所有这些效应都不起作用,而$Λ\sim - 10^{-37} {\rm m}^{-2}$的值,如果假设是先锋异常的原因,则与近日点移动不相容。
2006-03-18 gr-qc
Can the Pioneer anomaly be induced by velocity-dependent forces? Tests in the outer regions of solar system with planetary dynamics
本文分析了最近提出的一些速度相关力对太阳系外行星(从木星到冥王星)轨道运动的影响,并将他们的预测(近日点\varpi或半长轴a的经度和偏心率e的长期变化)与E. V. Pitjeva使用EPM 2006星历表进行的最新观测测定相比较。事实证明,虽然预测的a百年位移是如此之大,以至于除了海王星之外,所有行星都可以很容易地检测到,但预测的\varpi异常岁差太小了,除了木星之外,所以它们仍然与标准牛顿-爱因斯坦近日点岁差的估计修正相一致。因此,我们倾向于放弃那些预测a和e长期变化的额外力,也是出于其他一些原因,而给那些预测仍然无法检测到近日点岁差的模型一个机会,至少在观测上是这样。当然,必须为它们找到充分的理论基础。
2008-09-27 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Solar System motions and the cosmological constant: a new approach
我们利用一些行星近日点的牛顿-爱因斯坦长期岁差的修正(水星,地球,火星,木星,土星),俄罗斯天文学家E. V. Pitjeva在全球范围内将近一个世纪的数据与EPM 2004星历表相匹配,为了检验在Schwarzschild-de Sitter(或Kottler)时空框架中由均匀宇宙学常数λ引起的近日点进动的表达式。我们比较这样一个额外的速率估计修正的行星近日点岁差,采取他们的比率为不同的行星对,而不是使用一个近日点在一个时间为每个行星分别,到目前为止,在文献中。答案是完全否定的,即使进一步将皮特杰瓦公布的近日点额外岁差估计的误差重新缩放10倍(土星甚至100倍)。我们的结论也适用于任何其他的度规扰动具有相同的依赖于空间坐标,因为那些引起的其他广义相对论宇宙学的情况下,许多修改后的引力模型。目前正在进行的和计划中的行星际航天器飞行任务应能提高我们对行星轨道的认识,允许更严格的限制。
2008-03-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Orbits of particles in noncommutative Schwarzschild spacetime
将粒子视为涂抹体,研究了空间非对易性对史瓦西时空中粒子轨道的影响。计算了Schwarzschild几何中空间非对易性对粒子轨道近日点进动值和光线偏转的影响,讨论了圆轨道的稳定性。
2007-08-28 gr-qc
Classical tests of New General Relativity
Petersburg Nuclear Physics Institute of National Research Centre ‘‘Kurchatov Institute’’(核物理研究所);Faculty of Physics, St. Petersburg State University(圣彼得堡国立大学物理系)
本文给出了新广义相对论(NGR)的精确静态球对称真空解,该解有两个参数,并通过四个经典相对论检验对第二个参数给出了更严格的约束。
2026-11-10 gr-qc
Anomalous precession of planets on a Weyl conformastatic solution
本文研究了近牛顿引力场中的反常行星进动。这个极限是在不改变测地线偏差方程的情况下,将慢运动条件应用于测地线方程而得到的。利用Weyl构象稳定真空解的近日点推进的非标准表达式作为模型,通过与行星和月球星历(EPM 2008和EPM 2011)和行星和月球星历(INPOP 10a)的不同观测数据比较,可以描述行星岁差的异常。结果表明,利用Levenberg-Marquardt算法和相关的卡方统计量,我们发现该异常与INPOP 10a观测值是统计无关的。作为对这一工作的补充,我们还利用EPM 2011校准的观测数据对巨行星的相对论性岁差进行了应用。
2016-08-03 astro-ph.EP gr-qc
Preliminary bounds of the gravitational Local Position Invariance from Solar System planetary precessions
在参数化后牛顿(PPN)形式的框架下,我们计算了长期的首选位置(PL)的影响,与Whitehead参数$ξ$,除了半长轴$a$本地化的两体系统的所有开普勒轨道要素成比例。它们违反了由广义相对论(GR)实现的引力局部位置不变性(LPI)。利用太阳系行星历表领域的最新研究成果,得到了$ξ$的初步界。没有探测到火星的任何异常近日点岁差,使我们能够间接地推断出$|ξ|\leq 5.8\times 10^{-6}$。\textcolor{black}{Such a bound is close to the constraint, of the order of $10^{-6}$, expected from the future BepiColombo mission to Mercury. As a complementary approach, the PL effects should be explicitly included in the dynamical models fitted to planetary data sets to estimate $ξ$ in a least-square fashion in a dedicated ephemerides orbit solution.}在$<3σ$水平上用EPM2011星历表确定的金星和木星异常近日点岁差的比率,…
2013-11-05 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Classical Tests of General Relativity: Probing Topologically Charged Black Holes on Brane Worlds in f(R) Bulk
近日点进动、光的偏转和雷达回波延迟是广义相对论的经典检验,在这里被用来探测f(R)体中膜世界拓扑荷电的黑洞,并用来约束应用于f(R)体的Shiromizu-Maeda-Sasaki方法所产生的参数。现有的太阳系观测资料限制了潮汐电荷参数和有效宇宙学常数的可能值,包括f(R)膜世界效应。我们表明,近日点进动和雷达回波延迟的观测/实验数据使黑洞的参数空间比Dadhich,Maartens,Papadopoulos和Rezania(DMPR)的黑洞几何更严格。此外,由于运动方程的特殊性,光的偏转与DMPR黑洞类似地限制了潮汐电荷参数。
2016-06-04 gr-qc hep-th
From geodesics of the multipole solutions to the perturbed Kepler problem
本文在MSA坐标系中给出了有限个相对论多极矩(RMM)的爱因斯坦真空方程的静态轴对称解,并给出了其度规分量的结构。从赤道测地线方程我们得到的轨道的比奈方程,它使我们能够确定的引力位,导致等价的经典轨道方程的摄动开普勒问题。开普勒运动的相对论修正由源的RMM从单极开始的不同贡献提供(史瓦西修正)。特别是,近日点进动的轨道计算的四极矩和2 $^4$极矩。由于MSA坐标推广了Schwarzschild坐标,所获得的结果允许测量四极矩在一阶修正中对近日点频移的相关性。
2010-11-04 gr-qc
Advances in the measurement of the Lense-Thirring effect with planetary motions in the field of the Sun
E. V. Pitjeva通过使用EPM 2006星历表的动力学模型处理超过400,000个不同类型的行星观测数据,最近估计了对牛顿-爱因斯坦金星近日点进动的修正为每世纪-0.0004 +/- 0.0001弧秒。根据广义相对论的预测,金星近日点的Lense-Thirring岁差为每世纪-0.0003角秒。事实证明,无论是其他错误建模/未建模的标准牛顿/爱因斯坦效应,还是外来效应,假设,例如,解释先锋异常,可能导致了确定的额外岁差的金星轨道,因此,可以合理地归因于太阳的重力磁场,而不是在EPM 2006星历的例程建模。然而,必须指出的是,引用的错误是正式的,统计的一个;现实的不确定性可能更大。未来对内行星星历表的改进,包括信使号和金星快车号的跟踪数据,应该会进一步提高这种广义相对论测试的准确性和一致性,这也将有利于其他天文学家团队对近日点(和节点)的额外岁差的独立估计。
2008-10-11 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Constraints on monopole-dipole potential from the tests of gravity
本文利用地球近日点进动、光线偏折、Shapiro 延迟及红巨星等引力与天体观测,约束 ALP 诱导的单极子-偶极子耦合,所得最强界限显著优于现有实验极限。
2023-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Geodesic Structure of the Noncommutative Schwarzschild Anti-de Sitter Black Hole I: Timelike Geodesics
通过将粒子视为涂抹物体,研究了空间非对易性对Schwarzschild-AdS时空测地线结构的影响。通过对相应的粒子有效势的详细分析,我们找到了能级所允许的可能运动。径向和非径向轨迹的治疗和空间非对易性的近日点的进动值的影响进行了估计。我们表明,这种黑洞的测地线结构提出了新的运动类型不允许的史瓦西时空。
2011-10-04 gr-qc
Mercury and frame-dragging in light of the MESSENGER flybys: conflict with general relativity, poor knowledge of the physical properties of the Sun, data reduction artifact, or still insufficient observations?
广义相对论利用日震学中太阳的角动量S = 190 x 10^39 kg m^2 s^-1,预测水星近日点经度的兰斯-瑟林岁差为-2.0毫角秒/世纪(在天体赤道参考系中计算)。在4-σ水平上,它与标准牛顿/爱因斯坦岁差的0.4 +/- 0.6毫角秒/世纪修正值不一致,只要后者完全归因于标架拖曳。补充岁差是最近用INPOP 10a星历表与一个长行星数据记录(1914-2010年)进行全球拟合确定的,其中包括2008-2009年从信使号航天器收集的3个数据点。INPOP 10a模型根本不包括太阳重力磁场,因此它的特征可能在数据简化过程中被部分删除。另一方面,Lense-Thirring进动可能在一定程度上被竞争进动所抵消,这些竞争进动是由太阳四极质量矩和PPN参数β进入Schwarzschild类1 PN进动的小错误建模引起的,两者都是在INPOP 10a中建模的。相反,水星本身的扁率对其近日点的影响可以忽略不计。最大的单个小行星和小行星环的错误模型行为也是如此。未来对目前正在进行的信使号任务的更多观测结果的分析将进一步阐明这一问题,如果得到证实,可能会挑战我们目前对目前公认的引力定律和/或太阳物理特性的看法。
2012-04-30 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Icarus's Orbit as the Ultimate Test for the Vulcan Hypothesis and General Relativity
本文通过比较两种近日点进动计算方法,发现只有基于拉普拉斯-龙格-楞次矢量的方法能一致解释小行星伊卡洛斯的轨道行为,并提出伊卡洛斯的精确观测可用来最终检验祝融星假说与广义相对论。
2025-07-02 astro-ph.EP gr-qc
The Solar Lense-Thirring effect: perspectives for a future measurement
太阳角动量通过其广义相对论重力磁场所引起的水星的兰斯-瑟林近日点进动,预测值为每世纪2毫弧秒。它与最近用INPOP 15 a星历表对水星近日点进动进行的补充实验测定结果相一致,由于对信使号航天器2011年至2015年绕水星轨道运行的几年跟踪数据的分析,INPOP 15 a星历表的精度水平现在已经达到了预测的相对论效应本身的量级。对三年的信使号数据和DE星历表的专门分析允许$25\%$通过Lense-Thirring效应确定太阳的角动量,这被证明与太阳四极质量矩$J_2^{\odot}$的特征高度相关。
2016-01-07 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Constraining the Preferred-Frame $α_1$, $α_2$ parameters from Solar System planetary precessions
本文用PPN参数$α_1$,$α_2$计算了由Lorentz破坏的优先标架效应(PFE)引起的影响定域双星系统各分量相对运动的轨道进动的解析表达式。太阳系所有内行星的补充近日点岁差的线性组合,能够消除未建模/错误建模的标准效应的先验偏差,如广义相对论的Lense-Thirring岁差和由于太阳扁率$J_2$的经典速率,允许推断$|α_1| \leq 6\times 10^{-6}, |α_2| \leq 3.5\times 10^{-5}$。在处理目前绕水星轨道运行的信使号航天器收集的数据后,这种界限将在不久的将来得到改善。未来中期,经核准的BepiColombo水星飞行任务可能会有进一步的改进。对文献中存在的约束$|α_2|\leq 10^{-7}$进行了批判性的讨论(节略)。
2014-01-03 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Upper limits on density of dark matter in Solar system
根据EPM2004星历表对水星、地球和火星长期近日点岁差的观测数据进行分析,得出太阳系中暗物质密度的新上限。
2006-05-11 astro-ph gr-qc hep-ph
Is it possible to measure new general relativistic third-body effects on the orbit of Mercury with BepiColombo?
最近,威尔计算了水星近日点经度$\varpi$岁差的额外贡献,其量级为$\dot\varpi_\textrm{W}\simeq 0.22$ $\textrm{milliarcseconds per century}$($\textrm{mas cty}^{-1}$)。这部分是由于某些1 pN的第三体加速度进入行星运动方程的直接结果,部分是由于在用高斯方程分析计算长期近日点进动时,标准的1 pN质点加速度与牛顿$N$ -体加速度同时相互作用的间接混合效应。我们批判性地讨论了混合效应相对于直接效应的实际可测量性。目前太阳角动量$S_\odot$的大小和自转轴${\boldsymbol{\hat{S}}}_\odot$的方向的不确定性影响了由太阳四极质量矩和角动量通过透镜-瑟林效应引起的岁差$\dot\varpi_{J_2^\odot},~\dot\varpi_\textrm{LT}$,使得几乎不可能测量$\dot\varpi_\textrm{W}$,即使假设它完全来自上述1 pN的第三体加速度。另一方面,从Lense-Thirring效应本身的观点来看,由于${\boldsymbol{\hat{S}}}_\odot$中的不确定性导致的错误模型化的四极进动$δ\dot\varpi_{J_2^\odot}$对应于相对论性四极进动的$\simeq 9\%$的偏差。由此产生的模拟误建模的范围和…
2022-12-14 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Classical tests of general relativity in brane world models
考虑了广义相对论的经典检验(近日点进动、光的偏转和雷达回波延迟)对膜世界模型中几个球对称静态真空解的检验。一般来说,膜引力场方程的球对称真空解与广义相对论的标准黑洞解相比,具有非常不同的性质。作为第一步的一般形式主义,便于分析的广义相对论太阳系测试任何给定的球对称度规的发展。它表明,现有的观测太阳系数据的近日点移动的水星,在太阳周围的光弯曲(使用长基线无线电干涉测量法获得),并使用海盗登陆器的火星测距,约束的具体模型的参数的数值。
2010-07-09 gr-qc hep-th
Stringy Corrections to the Classical Tests of General Relativity
弦论对爱因斯坦的经典广义相对论方程进行了修正。因此,我们计算了对经典测试的额外修正:水星的近日点进动,太阳对光线的偏转,以及如果这些修改后的方程成立的话应该存在的引力红移。在每一种情况下,我们确定-与预期相当一致-弦效应太小而无法测量。
2013-06-20 gr-qc hep-th math-ph
Bound Orbits of Solar Sails and General Relativity
我们研究了时空曲率与太阳辐射压(SRP)如何影响太阳帆的束缚轨道运动。虽然时空曲率和SRP都不会改变开普勒第三定律的形式,但它们同时产生的效应会导致对该定律的偏离。我们还研究了由于坐标系拖曳、太阳的引力多极矩、太阳上可能的净电荷和正的宇宙学常数而导致的开普勒运动的偏差。SRP的存在往往会使这些偏差增加几个数量级,可能会使其中一些偏差变得可检测。对于非圆形的束缚轨道,SRP抑制了由于弯曲时空而导致的近日点移动的速率,而由于太阳扁率而导致的近日点移动则增加了。关于透镜-瑟林效应,SRP在一个轨道周期内增加了极轨道的岁差角,尽管岁差频率实际上没有改变。我们还考虑了非开普勒轨道,它位于太阳平面之外。特别是,我们调查的太阳帆的俯仰角是如何影响光的部分吸收的帆,广义相对论效应,和扁率的太阳。非开普勒轨道表现出类似于透镜-瑟林效应,即轨道平面围绕太阳进动。观测这些效应的近太阳飞行任务可以为这些现象提供有趣的证实。
2009-03-25 gr-qc physics.space-ph