Dynamics and kinetics of phase transition for regular AdS black holes in general relativity coupled to non-linear electrodynamics
利用自由能景观，我们研究了Anti-de Sitter时空中一类受非线性电动力学耦合控制的规则黑洞的相变及其动力学，对于特定的时空参数值，这类黑洞的相变可归结为Hayward和Barnard解.通过施加反射边界条件和适当的初始条件，数值求解Fokker-Planck方程，研究了规则AdS黑洞的概率演化.在这种方法中，壳层上吉布斯自由能被视为事件视界半径的函数，而视界半径恰好是相变的序参量。对吸收边界条件也得到了数值解。通过计算首次通过时间，探讨了由于热涨落引起的共存小黑洞相和大黑洞相之间的转换动力学。温度对动力学过程的影响也进行了研究。
2021-06-21 gr-qc
No evidence of kinetic screening in simulations of merging binary neutron stars beyond general relativity
我们已经进行了充分的相对论模拟一类标量张量理论与衍生自相互作用和屏蔽的地方尺度。通过使用高分辨率的冲击波捕捉方法和非零位移矢量，我们成功地避免了过去类似尝试的问题。我们首先证实了最近的结果，我们自己在球对称性，获得了一个近似的方法，并指出在黑洞坍缩屏蔽的部分崩溃。然后，我们考虑了中子星的晚期螺旋和合并。我们发现，屏蔽倾向于抑制（次主导）偶极标量发射，但不是（主导）四极标量模式。我们的研究结果点在四极标量信号一样大（或甚至更大）在Fierz-Jordan-Brans-Dicke理论具有相同的共形耦合，强耦合尺度在兆电子伏范围内，我们可以模拟。
2022-02-15 gr-qc hep-th
Einstein's quadrupole formula from the kinetic-conformal Horava theory
我们分析了辐射和非辐射的线性变量在一个引力理论的家庭内的不可投射的Horava理论，Horava理论在动力学共形点。在这个公式中没有额外的模式，该理论与广义相对论共享相同数量的自由度。我们所考虑的大距离有效作用量，在渐近平坦边界条件下，可以给出广义协变形式，在以太向量上超曲面正交条件下，可以给出爱因斯坦-以太理论。在线性化理论中，我们发现只有横截无迹张量模服从源波动方程，就像在广义相对论中一样。其余的变量都是非辐射的。结果在线性化理论的水平上是与规范无关的。对于弱源的情况，如果适当地确定某些耦合常数，我们发现远区的主导模正是爱因斯坦的广义相对论四极公式。在这个公式中既没有单极子也没有偶极子，这与动力学共形点之外的不可投射的Horava理论不同。我们还讨论了由洛伦兹破坏理论的观测界所引起的对理论的一些限制。
2017-07-21 gr-qc
A kinetic theory of diffusion in general relativity with cosmological scalar field
提出了一个描述广义相对论中粒子扩散动力学的新模型。粒子系统的演化由切向时空丛上的无摩擦Fokker-Planck方程描述。结果表明，该物质模型的能量动量张量不是无发散的，这使得耦合Fokker-Planck方程和Einstein方程是不一致的。这个问题可以通过假设时空中存在附加物质场或修改爱因斯坦方程来解决。详细研究了在爱因斯坦方程的左边加入宇宙学标量场项的情况。对于最简单的宇宙学模型，即平坦的Robertson-Walker时空，我们证明了，依赖于宇宙学标量场的初始值（它可以与当前观测到的宇宙学常数值相一致），在有限时间内无限膨胀或奇点的形成将在未来发生.与标准的无扩散情形相反，当宇宙学常数的当前值适当小但为正时，未来坍缩成奇点也会发生。
2012-05-15 astro-ph.CO gr-qc
Wave turbulence theory for gravitational waves in general relativity: The Space-Time Kolmogorov spectrum
最近对引力波的观测，激发了时空涨落长期演化的问题。引力波通过爱因斯坦的广义相对论方程的非线性特征相互作用。这种非线性波相互作用允许从模式到模式的光谱能量转移。根据波动湍流理论，引力波的弱非线性相互作用导致了不可逆的动力学机制的存在，这种机制主导了引力波的长期演化。由此产生的动力学方程表明存在一个平衡的波谱和存在一个非平衡Kolmogorov-Zakharov频谱的时空波动。这些解决方案的证据中提取的波动信号的最近的观测将讨论的文件。也许，目前的结果将是相关的新时代的发展引力天文学，以及在新的测试广义相对论。
2016-08-10 gr-qc nlin.PS
General Relativity solutions with stealth scalar hair in quadratic higher-order scalar-tensor theories
我们在一般二次高阶标量张量理论中探索了具有隐形标量头发的广义相对论解。采用标量场具有常数动力学项的假设，我们在一个完全协变的方式导出了一组条件下，欧拉-拉格朗日方程允许广义相对论的解决方案作为精确的解决方案，在存在的一般物质成分最低限度地耦合到重力。该标量场具有非平凡的轮廓，这可以通过对每个度规解的恒定动力学项条件进行积分来获得。我们证明了几种情况下，包括克尔-纽曼-德西特时空作为一个一般黑洞解方案，其特征在于质量，电荷和角动量的存在下的宇宙学常数的标量场的配置文件的建设。我们还表明，渐近反德西特时空不能支持非平凡的标量头发。
2020-06-17 gr-qc hep-th
The Role of Energy and a New Approach to Gravitational Waves in General Relativity
作者的能量局域化假设，即能量局域在能量动量张量的非零区域，意味着引力波在真空中不携带能量。如果得到证实，这对当前的研究具有重大意义。支持这一假设提供了一个重新检查爱丁顿的经典计算能量损失的旋转杆。需要强调的是，埃丁顿并没有监测整个托尔曼能量积分，而是只关注能量“动能”部分的变化。因此，“四极公式”被视为测量动能变化。当计算缺失的应力迹线积分的导数时，可以看出消除了爱丁顿项，因此杆的能量守恒，支持了局部化假设。讨论了初始状态和最终状态的问题。
1999-04-19 gr-qc
Kinetic Energy and the Equivalence Principle
根据广义相对论，动能对引力质量有贡献。令人惊讶的是，这一预测的观测证据似乎没有在文献中讨论。我重新分析现有的实验数据，以测试原子电子的动能的等效原理，并表明，可以获得相当强的限制可能的违规行为。我讨论这个结果的关系，偶尔声称“光以普通物质的两倍加速度下降。''
1999-09-03 gr-qc
A Kinetic Theory Approach to Quantum Gravity
我们描述了一个动力学理论方法的量子引力-我们的意思是一个理论的微观结构的时空，而不是一个理论所获得的量子化广义相对论。这个程序的形象化概念就像建造一个有两个打结极点的梯子：右边是量子物质场，左边是时空。连接相应结的每个梯级代表结构的不同层次。最低一级是流体力学和广义相对论;下一级是半经典引力，量子场的期望值在半经典爱因斯坦方程中充当源。我们还记得，来自相互作用量子场的统计力学的思想是如何帮助我们确定物质场中噪声的存在及其对度规涨落的影响的，从而建立了第三个阶梯：随机引力，由爱因斯坦-朗之万方程描述。我们从随机引力到量子引力的途径是通过噪声和诱导的度规涨落的关联层次。有三项基本任务在召唤我们：1）从物质场的相关噪声中推导出度规涨落的相关性; 2）从这些关联函数重建量子相干性--这是退相干的逆过程3）使用玻尔兹曼--朗之万方程，以确定不同的集体变量，描绘可识别的亚稳态结构的动力学和流体力学制度的量子物质场，以及他们如何要求其相应的时空同行这将给我们一个广义随机方程的层次--称之为量子引力的玻尔兹曼-爱因斯坦层次--适用于时空结构的每一个层次，从宏观（广义相对论）到中观（随机引力）再到微观（量子引力）。
2002-04-22 gr-qc
The diffusion equation is compatible with special relativity
University of Cambridge（剑桥大学）
研究扩散方程与狭义相对论的兼容性问题，通过证明扩散方程特定解是相对论性弗拉索夫 - 福克 - 普朗克方程精确解的粒子密度，确立了因果、稳定且热力学一致的相对论动力学理论，解决了传统观点中扩散方程与狭义相对论不兼容的问题。
2026-07-09 gr-qc hep-th math-ph
Electrical Conductivity in General Relativity
将考虑定常引力场效应的广义相对论动力学理论应用于导体中的电磁输运过程。然后应用它导出了包含重磁项的广义相对论欧姆定律。考虑了相对论情况下导体内部的总电荷量和电荷分布。广义相对论的欧姆定律适用于预测新的重磁和陀螺效应，可以在原则上，被用来检测Lense-Thirring和旋转场。
2006-08-11 astro-ph cond-mat.other gr-qc
Nonlinear diffusion in relativistic kinetic theory
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本研究提出满足守恒律的非线性洛伦兹不变动理学扩散方程，其平衡解异于Jüttner分布且在牛顿极限下收敛于麦克斯韦密度，可与广义相对论爱因斯坦方程耦合。
2025-11-13 gr-qc math-ph math.MP
On the kinetic foundations of Kaluza's magnetohydrodynamics
最近的研究表明，在单组分非平衡流体中存在相对论效应，对应于由电场引起的热通量。该工作中的处理仅限于四维闵可夫斯基时空，其中玻尔兹曼方程是用特殊相对论方法处理的。广义相对论的更完整的框架可以被引入到动力学理论中，以描述与电磁场相关的输运过程。在这种情况下，最初的卡鲁扎的形式主义是一个有前途的方法。目前的工作包含了卡鲁扎的磁流体动力学的动力学理论基础，并给出了一个新的描述建立热力学力超越了特殊的相对论描述。
2015-02-20 gr-qc
Diffusion in the general theory of relativity
在广义相对论的框架下推广了相空间中的马尔可夫扩散理论。引入移动正交标架向量的位置以及速度空间，使绕过困难的广义相对论随机微积分。从相空间本征时间参数化和坐标时间参数化两个方面导出了相空间中的广义相对论Kramers方程。分析了所得到的扩散方程在超曲面保持坐标变换下的变换，研究了膨胀宇宙中的扩散。结果表明，涨落耗散定理的有效性，确保在准稳态政权的导出的扩散方程的结果是一致的热力学平衡的动力学理论。
2010-03-19 gr-qc physics.class-ph
On the Gravitational Hysteresis in the Kinetic Theory
本文针对广义相对论非线性导致的引力类滞后效应，利用弯曲时空动力论研究发现熵率存在滞后行为，并在史瓦西黑洞等特殊时空中验证了该效应的存在。
2024-12-05 gr-qc hep-th
Volume Integral Theorem for Exotic Matter
通过对违反平均内能条件的物质提出一个精确的积分量词，回答了广义相对论中关于奇异物质体积积分定理的一个重要问题。用已知的广义相对论的静态、球对称可穿越虫洞解与反号动力学项最小耦合标量场进行了检验。改进后的量词与可穿越的虫洞可以由任意少量的奇异物质支持的原理是一致的。
2004-12-17 gr-qc
Novel traversable wormhole in General Relativity and Einstein-Scalar-Gauss-Bonnet theory supported by nonlinear electrodynamics
几种Morris-Thorne型可穿越虫洞（T-WH）已被提出作为爱因斯坦非线性电动力学引力（GR-NLED）的精确解，例如\cite{Arellano2009, Bronnikov2018,Bronnikov_Walia2021, Canate_Breton2018, Canate_Breton_Ortiz2020, Canate_Magos_Breton2020}。然而，这些解决方案是支持的非线性电动力学模型满足合理的条件。本文首次给出了爱因斯坦-非线性电动力学引力耦合到自相互作用虚标量场（GR-NLED-SF）的可穿越虫洞解，该解采用NLED模型，使得在弱场的极限下成为Maxwell电动力学.此外，我们表明，这种新的T-WH时空也是一个精确的解决方案的Einstein-scalar-Gauss-Bonnet（EsGB）理论与非线性电动力学源，但现在与一个真正的标量场具有积极的动力学项。
2022-08-03 gr-qc
Synchronous Lagrangian variational principles in General Relativity
本文讨论了在广义相对论中建立同步变分原理的问题。通过与经典相对论粒子动力学的类比，指出了相对论经典场论中存在异步或同步的变分原理。历史上的Einstein-Hilbert和Palatini变分公式被发现属于第一类。然而，它表明，存在一种替代路线，它允许一个铸造这些原则的等效同步拉格朗日变分制剂。好处是双重的。首先，同步方法允许人们克服异步原理缺乏规范对称性的问题。其次，该理论的显协方差属性也恢复在所有级别，包括符号欧拉-拉格朗日方程，与变分拉格朗日密度现在被确定为一个$4-$标量。作为应用，给出了一个适用于非真空Einstein方程组和麦克斯韦方程组的联合同步变分原理，其中物质源用Vlasov动力学处理。
2016-09-14 gr-qc
The Einstein-Vlasov system/Kinetic theory
本文的主要目的是提供一个指导定理的整体性质的Einstein-Vlasov系统的解决方案。这个系统将爱因斯坦的方程与一个动力学物质模型结合起来。动力学理论是近几十年来的一个重要研究领域，其主要焦点是非相对论性和狭义相对论性物理，{ \it即}模拟中性气体、等离子体和牛顿自引力系统的动力学。1990年，伦德尔和雷恩开始了对爱因斯坦-弗拉索夫系统的数学研究。从那时起，许多定理的整体性质，这个系统的解决方案已经建立。Vlasov方程描述了现象学上的物质，应该强调的是，本文中提出的大多数定理目前还不知道其他这样的物质模型（{ \it即}）。流体模型）。本文首先介绍了非弯曲时空中的动力学理论，然后介绍了Einstein-Vlasov系统。我们相信，对非弯曲时空中的动力学理论的良好理解是理解广义相对论中的动力学理论的基础。
2005-02-22 gr-qc
The Einstein-Vlasov sytem/Kinetic theory
本文的主要目的是引导读者了解Einstein-Vlasov系统解的整体性质。这个系统将爱因斯坦的方程与一个动力学物质模型结合起来。动力学理论是几十年来的一个重要研究领域，主要关注非相对论和狭义相对论物理学，例如模拟中性气体、等离子体和牛顿自引力系统的动力学。1990年，伦德尔和赖因开始了对爱因斯坦-弗拉索夫系统的数学研究。从那时起，许多定理的整体性质，这个系统的解决方案已经建立。弗拉索夫方程描述了现象学上的物质，应该强调的是，本文中提出的大多数定理目前还不知道其他这样的物质模型（例如流体模型）。本文首先介绍了非弯曲时空中的动力学理论，然后介绍了Einstein-Vlasov系统。我们相信，为了更好地理解广义相对论中的动力学理论，对非弯曲时空中的动力学理论有一个很好的理解是基本的。
2002-09-27 gr-qc
Gravitational wave content and stability of uniformly, rotating, triaxial neutron stars in general relativity
地基引力波干涉仪的目标包括连续的准周期引力辐射源，如孤立的旋转中子星。在这项工作中，我们进行演化模拟均匀旋转，三轴变形的恒星，可压缩的类似物在广义相对论的不可压缩，牛顿雅可比椭球。我们研究了它们的稳定性和引力波发射。我们采用了五种模型，包括正常模型和超大质量模型，并使用不同的网格设置和分辨率以及两种不同的演化代码来跟踪它们的演化。我们发现，所有的模型是动态稳定的，并产生一个应变，约十分之一的合并二进制系统的平均值。我们跟踪它们的长期演化，发现我们所有的恒星都朝着轴对称的方向演化，保持它们的均匀旋转，动能和角动量分布，同时失去它们的三轴性。
2017-03-31 astro-ph.HE gr-qc
Growing black-hole hair in nonminimally coupled biscalar gravity
本文通过开源数值相对论代码Canuda-AxiDil模拟黑洞周围轴子和膨胀子场，展示动力学毛发形成及双黑洞并合中轴子毛发增长，并测量自旋和耦合强度对广义相对论偏差的影响。
2025-01-23 gr-qc hep-th
Gravitational Collapse in General Relativity and in $R^2$-gravity: A Comparative Study
在广义相对论和$R^2$引力理论框架下，比较了各种状态方程下均匀理想流体的引力坍缩。我们使用具有特征时标$t_{g}\sim (Gρ)^{-1/2}$的无量纲时间进行计算，其中$ρ$是坍缩物质的密度。考虑了物质、辐射和刚性物质的情况。我们还考虑了真空能的可能存在及其对引力坍缩的影响。在$R^2$重力的情况下，我们有额外的自由度的初始条件的崩溃。对于正压状态方程$p=wρ$，结果取决于参数$w$的大小：对于$w>1/3$，坍缩发生得比广义相对论慢，而对于$w<1/3$，情况正好相反。真空能量如预期的那样减慢了坍缩的速度，对于某些临界密度，引力收缩可能会变成膨胀。值得注意的是，对于广义相对论来说，这种膨胀是不可能的。我们还考虑了在所谓的幻影能量存在下的坍缩。对于幻影能量的描述，我们使用形式为$-X-V$的拉格朗日量（其中$X$和$V$分别是场的动能和势能），并考虑相应的幻影标量场的Klein-Gordon方程。
2018-12-26 gr-qc
Dynamical attractors in contracting spacetimes dominated by kinetically coupled scalar fields
我们提出了非微扰的数值相对论模拟缓慢收缩时空中的标量场驱动缓慢收缩耦合到第二个标量场通过指数非线性西格玛模型型动力学相互作用。这些模型很重要，因为它们可以产生一个几乎尺度不变的超哈勃密度波动光谱，与宇宙微波背景观测完全一致。我们表明，非线性演化迅速接近均匀的，各向同性的和平坦的Friedmann-Robertson-Walker（FRW）的几何形状为广泛的非均匀和各向异性的初始条件。最终，我们发现，动力学耦合导致演化偏离平坦的FRW并转向一个新的类似卡斯纳的稳定点，但一般来说，这发生在太长而与观测相关的时间尺度上。
2021-09-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A correspondence between modified gravity and General Relativity with scalar fields
我们描述了一个新的程序来映射的场方程的非线性Ricci为基础的度量仿射引力理论，耦合到标量物质所描述的一个给定的拉格朗日量，耦合到一个不同的标量场拉格朗日量的广义相对论的场方程。我们的分析认为，一个单一的和$N$真正的标量场的例子，无论是由典型的拉格朗日函数或广义函数的动力学和潜在的条款。特别是，我们考虑几个明确的例子，涉及$f(R)$理论和爱丁顿启发的Born-Infeld引力模型，耦合到不同的标量场拉格朗日。我们展示了这些理论的引力部门的非线性如何可以被交易到物质领域的非线性，以及该过程如何允许在对应关系的两侧找到新的解决方案。潜在的应用程序的标量场模型在天体物理学和宇宙学的情况下，这一程序的突出。
2019-01-22 gr-qc hep-th
Relativistic kinetic gases as direct sources of gravity
我们提出了一个新的模型来描述一个引力多粒子系统，被视为一个动力学气体。碰撞或非碰撞粒子的性质被编码成所谓的单粒子分布函数，它是允许粒子位置和速度的空间上的密度，即时空流形的切丛上的密度。我们认为，一个适当的引力理论，描述的引力场所产生的动力气体，也必须建立在切丛。最自然的数学框架是芬斯勒时空几何。根据这条论证线，我们构建了一个耦合的动力气体和最近提出的芬斯勒几何扩展的广义相对论。此外，我们明确地显示了如何坐标不变性的动能气体的行动导致一种新的配方的能量-动量分布的气体的切线束守恒。
2020-02-09 gr-qc math-ph math.MP
On a class of stable, traversable Lorentzian wormholes in classical general relativity
众所周知，洛伦兹虫洞必须被违反零能量条件的物质穿过。我们唯象地描述这样的奇异物质的一般类微观标量场拉格朗日和制定的必要条件，洛伦兹虫洞的存在强加给他们。在相当一般的假设下，这些条件被证明是强限制性的。满足所有这些条件的最简单的拉格朗日量描述了一个具有反号动力学项的最小耦合无质量标量场。爱因斯坦方程的精确的、非奇异的、球对称的解来源于这样一个场，确实描述了可穿越的虫洞几何形状。这些虫洞的特征在于两个参数：它们的质量和电荷。其中，零质量的是特别简单的，允许我们解析地证明其稳定性下的任意时空依赖的扰动。我们将我们的论点扩展到非零质量的解决方案，并得出结论，这些解决方案中至少有一个非零的措施是稳定的。
2002-01-15 gr-qc
Primary black-hole scalar charges and kinetic screening in $K$-essence-Gauss-Bonnet gravity
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；CEICO, Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所 CEICO）；Center for Theoretical Physics of the Universe, Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究所宇宙理论物理中心）；Centro Atómico Bariloche and CONICET（巴里洛切原子能中心和阿根廷国家科学研究委员会）
研究 $K$-本质-高斯-博内引力中黑洞标量电荷受动能项影响，发现标量场时间依赖性使电荷从次级转为初级，并分析其稳定性与动能屏蔽强度。
2026-08-18 gr-qc
Evolution of neutron stars with toroidal magnetic fields: Axisymmetric simulation in full general relativity
在完全广义相对论中，在轴对称假设下，利用磁流体动力学模拟方法研究了具有环形磁场的中子星的稳定性。非旋转和刚性旋转的中子星准备了各种磁场位形。为了简化对中子星的模拟，采用了多方状态方程和绝热指数$Γ=2$。研究发现，当环向磁场强度$\propto \varpi^{2k-1}$随$k\geq 2$（这里$\varpi$是圆柱半径）变化时，不旋转的中子星是动力学不稳定的，而对于$k=1$，中子星是稳定的.在不稳定性开始后，不稳定模式近似在阿尔文时间尺度上增长，因此，对流运动被激发以改变磁场分布，直到达到一个新的状态，该状态对轴对称扰动是稳定的。我们还发现，旋转起着稳定的作用，虽然不稳定性仍然设置在阿尔文时间尺度时，磁能旋转动能的比率大于一个临界值$\sim 0.2$。磁化质子中子星的演化的含义进行了讨论。
2008-05-18 astro-ph gr-qc
Physical Interpretation of Antigravity
测地线不完备性在广义相对论和弦论中都存在。与广义相对论（SM+GR）耦合的外尔不变标准模型，以及对弦论的类似处理，都是测地线完备的改进理论。这种方法的一个值得注意的预测是，时空中一定存在通过引力奇点与引力区相连的反引力区，比如那些发生在黑洞和宇宙学爆炸/挤压中的引力奇点。反重力区引入了明显的鬼问题，这引起了几个物理解释的问题。结果表明，幺正性是不违反，但可能有一个不稳定性与负动能在反重力区。在本文中，我们表明，明显的问题可以解决的解释理论从观察员的角度严格在重力区域。这样的观测者无法直接体验到反重力中的负动能，而只能探测到与反重力区域相互作用的进出信号。这与一个时空黑盒子没有什么不同，在这个时空黑盒子中，关于其内部的信息被编码为在其外部的进/出状态的散射振幅。通过实例表明，反引力中的负动能不存在原理问题，但对于具有根本意义的物理学研究是一个有趣的课题。
2015-11-25 gr-qc hep-th
A unified treatment of the redshift, the Doppler effect, and the time dilation in general relativity
本文在广义相对论框架下统一处理引力/宇宙学红移、多普勒效应和时间膨胀，扩展了Narlikar方法，并推导了狭义相对论效应。
2023-10-12 gr-qc
Stochastic Processes and Thermodynamics on Curved Spaces
我们的方法认为热力学和动力学在广义相对论和扩展的引力理论（一般的局部各向异性）的角度来看，随机微分方程的弯曲空间。考虑了黑洞热力学中的非平衡和不可逆过程。本文总结了作者对1999年9月12日至17日在德国魏玛举行的“相对主义者”会议的贡献。
2000-01-20 astro-ph gr-qc hep-ph
General Relativistic Effects in Atom Interferometry
原子干涉测量术现在已经达到了足够的精度，足以推动广义相对论的实验室测试。首先，我们解释了原子干涉仪中相移的非相对论计算，并推导出它的有效范围。由此我们发展了一种计算广义相对论相移的方法。然后利用该方法研究了弱引力场中原子干涉仪的相对论效应，并将其应用于实验室的广义相对论验证。潜在的可检验的相对论效应包括非线性三引力子耦合、动能引力和光的下落。我们提出了一些实验，目前正在建设中，可以提供一个测试的等效原理的10^15分之一（比目前的限制好300倍），和广义相对论在10%的水平，有许多潜在的未来改进。我们还考虑了其他指标的应用，包括透镜Thirring效应，宇宙的膨胀，以及首选帧和位置效应。
2008-08-26 gr-qc hep-ph hep-th
Scale-invariant alternatives to general relativity. III. The inflation--dark-energy connection
我们讨论了双标量张量模型的宇宙学现象，该模型显示了最大对称的爱因斯坦标架动力学扇区，并基于标度对称性和体积保持的超纯性构造。这些理论包含一个单一的维度参数$Λ_0$ -与上述限制坐标变换下的不变性-和一个无质量的量子场。在大的场值下，这些场景导致膨胀，而不产生等曲率扰动。相应的预言只依赖于两个无量纲的参数，这两个参数表征了场流形的曲率和暴胀势的首阶行为。对$Λ_0=0$来说，尺度对称性是未破缺的，并且介子只允许与物质的导数耦合，避开了所有的第五力约束。对于$Λ_0\neq 0$，场获得了一个失控的潜力，可以支持一个暗能量主导的时代在晚些时候。我们面临着一个最低限度的实现这个有吸引力的框架与目前的数据集。早期和晚期宇宙动力学之间可能出现的一致性关系的影响，在这种设置也进行了讨论。
2019-03-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Evolution of bare quark stars in full general relativity: Single star case
我们介绍我们的方法，特别是原始恢复程序的修改，处理裸夸克星的数值相对论模拟。通过演化两个不同质量的三轴旋转夸克星模型和一个具有足够大的动能而不稳定的差分旋转夸克星模型，证明了该方法的可靠性和收敛性.这些模拟使我们能够验证，我们的方法是能够解决的夸克星的不连续表面的演化和可能的质量喷射。我们还研究了三轴转动夸克星的三轴形变演化和引力波发射的性质，以及差转情况下的质量抛射。研究发现，超大质量夸克星不太可能是理想的连续引力波源，因为恒星恢复轴对称比模型更快，具有较小的质量和引力波振幅衰减迅速的时间尺度为$10\,$ ms，虽然从更大的质量模型的瞬时振幅更大。与差分旋转的情况下，我们的结果证实，夸克星可以经历非轴对称不稳定性类似的中子星的情况下，但与相当小的程度的差分旋转，这是预期根据先前的初始数据研究。
2021-05-16 astro-ph.HE gr-qc
Canonical and gravitational stress-energy tensors
它是处理的问题，在什么情况下的正则诺特应力能量张量是等价的引力（希尔伯特）张量的一般物质场的影响下的引力。在广义相对论的框架下，建立了不耦合于度规导数的物质场的完全等价性。旋量场被纳入我们的分析，通过重新制定广义相对论的四元组领域，庞加莱规范理论的情况下，与一个额外的，独立的洛伦兹连接，也进行了研究。特别注意的是给予平坦的限制，专注于物质场能量（哈密顿量）的表达式。狄拉克-麦克斯韦系统进行了详细研究，特别照顾到自由（动能）和相互作用（或潜在）的能量的分离。此外，还简要讨论了引力场本身的应力-能量张量。
2006-08-25 gr-qc
Black universes with trapped ghosts
黑宇宙是一个非奇异的黑洞，在视界之外，有一个膨胀的、渐近各向同性的宇宙。这样的模型以前已经被发现作为广义相对论的解，其中有一个幻影标量场作为引力源，没有幻影，在一个RS 2型的膜世界中。在这里，我们构造了广义相对论中静态的球对称黑宇宙解的例子，其中有一个最小耦合的标量场，其动能在时空的一个限制强场区域内为负，而在其外部为正，因此在这样的配置中，一个“鬼”被困在空间的一小部分中，这在原则上可以解释为什么在通常条件下观察不到鬼。
2011-10-27 astro-ph.CO gr-qc
Dynamical Bar Instability in Rotating Stars: Effect of General Relativity
在广义相对论的第一后牛顿近似下，研究了快速自转和差动自转恒星在棒模形变下的动力学稳定性。我们在0.01和0.05之间改变恒星$M/R$（其中$M$是引力质量，$R$是赤道圆周半径）的压缩，以隔离相对论引力对不稳定性的影响。对于在这个中等范围内的压缩，动力学不稳定性开始的临界值$β\equiv T/W$（其中$T$是旋转动能，$W$是引力结合能）从$\sim 0.26$略微降低到$\sim 0.25$，随着我们选择的微分旋转定律的压缩的增加。结合我们先前的研究结果的基础上模拟在完全广义相对论的恒星具有更高的压缩，我们得出的结论是，相对论引力{ \em增强}的动力学棒模不稳定性，即不稳定的开始设置在较小的值的$β$在相对论引力比在牛顿引力。我们还发现，一旦一个三轴结构的形式后，在动态不稳定的恒星的酒吧模式扰动饱和，三轴形状保持，至少有几个旋转周期。为了检查我们的数值积分的可靠性，我们验证了广义相对论开尔文-亥姆霍兹环流是良好的保守，除了静止质量能量，总质量能量，线性和角动量。循环守恒表明我们的程序不受数值粘性的严重影响。我们利用四极公式确定了在棒形成过程中发射的准周期引力波的振幅和频率。
2000-10-10 astro-ph gr-qc
Higgs inflation in the Palatini formulation with kinetic terms for the metric
我们在广义相对论的Palatini公式中考虑标量场暴胀。度量的协变导数则为非零。从有效理论的角度看，它应该与其他领域相耦合。我们写下它和一个标量场之间最一般的耦合，它们的导数是二次的。我们考虑了挠率由场方程确定的情况和先验假定为零的情况。我们发现度量导数项可以显著地修正通货膨胀的预测。我们专门研究希格斯膨胀和4维以下的术语。在Einstein坐标系下，通过调节新项的系数，我们可以产生各种有效的暴胀势，包括二次暴胀势、山顶暴胀势、$α$ -吸引子和拐点暴胀势.其中一些可以给出与观测一致的暴胀，包括大的张量标量比，即使非最小耦合为零。
2022-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Barbero-Immirzi Parameter as a Scalar Field: K-Inflation from Loop Quantum Gravity?
考虑了一个受圈量子引力启发的对广义相对论的修正，其中通过使Barbero-Immirzi（BI）参数成为一个可以动态确定的标量场来推广Holst作用量.修改后的理论导致一个非零的扭转张量，通过BI场的二次一阶导数校正场方程。这样的修正等价于存在具有非平凡动能的标量场时的广义相对论。这个场的应力-能量通过它自己的动力学运动方程自动协变守恒，从而满足强等效原理。对于BI场的任何常数值，每一个广义相对论解仍然是修正理论的解。对于任意随时间变化的BI领域，宇宙学的解决方案的研究减少了标量场的应力能量的无压完美流体在一个共同运动的参考系，迫使标度因子动力学是等价于一个刚性的状态方程。在紫外线完成后，这个模型可以提供一个自然的机制，k-暴胀，其中暴胀的作用是由BI场和通货膨胀是由其非平凡的动能，而不是潜在的。
2008-11-05 astro-ph gr-qc hep-th
Fermi-bounce Cosmology and scale invariant power-spectrum
利用广义相对论与费米子场的非平凡耦合，我们发展了一个非奇异的弹跳宇宙学。由于费米子的负能量密度贡献，通常的大爆炸奇点得以避免。我们的理论是没有幽灵的，因为产生反弹的费米子算子等价于没有动力学项的扭转。物理系统由标准的广义相对论加上引力的拓扑扇区，以及用非最小耦合的狄拉克场描述的费米子物质组成。我们表明，在收缩阶段产生的标度不变的功率谱可以恢复通过适当的选择费米子数密度和裸质量，从而提供了一个可能的替代方案的通货膨胀的情况。
2014-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Black hole and cosmological analysis of BF sequestered gravity
我们研究了最近提出的广义相对论修正的最小扩展，该修正借鉴了拓扑场论的概念来解决宇宙学常数问题。在原模型中，广义相对论的场内容被扩充为包括一个规范场和一个伴随值二形式，而不修改经典引力动力学。在这里，我们包括一个动力学项的规范场的来源波动的宇宙学常数。然后，我们研究球对称的黑洞和一个简单的均匀，各向同性宇宙学模型的扩展理论预测。对于黑洞的情况下，我们观察到的偏差附近的事件视界，以及一个"收费”的行为引起的规范场。在宇宙学的情况下，$\dot{H}$总是正的，并且某些解渐近于常数$H$。
2021-10-18 astro-ph.CO gr-qc
Jacobi-like bar mode instability of relativistic rotating bodies
本文在广义相对论中对刚性旋转均匀流体的长期三轴不稳定性进行了数值研究。在牛顿极限下，这种不稳定性出现在马克劳林和雅可比序列之间的分歧点。在天体物理系统中，它可以由粘性耗散驱动。我们沿着几个恒定的重子质量序列的均匀旋转的轴对称体的压缩参数$M/R = 0-0.275$的不稳定性的开始。我们发现，广义相对论减弱了类Jacobi杆模不稳定性，但稳定化效果不是很强。根据我们的分析，压实参数的动能与重力势能绝对值之比$(T/|W|)_{\rm crit}$的临界值高达0.275，仅比牛顿值高30%。偏心率的临界值依赖于相对论的程度非常弱，$M/R=0.275$是只有2%以上的牛顿值在发病的长期酒吧模式不稳定性。我们比较我们的数值结果与最近的分析调查的基础上后牛顿膨胀。
2002-05-23 astro-ph gr-qc
A Spinor Theory of Gravity and the Cosmological Framework
最近，我们提出了一种新的引力理论的公式，它是基于爱因斯坦等效原理的实现，不同于广义相对论。该理论的动力学部分--描述物质如何受到由于引力场而改变的几何形状的影响--与广义相对论相同。然而，我们不认为度量是一个独立的领域。相反，它是一个有效的，根据两个基本旋量场$Ψ$和$Υ$构造的，因此该度规没有自己的动力学，而是通过与基本旋量的关系继承其演化。在第一篇论文中，它表明，度量描述的引力场所产生的紧凑的静态和球对称的配置是非常相似的史瓦西度规。在本文中，我们描述的旋量引力理论领域的宇宙学框架。
2007-01-22 astro-ph gr-qc
Pregeometry and euclidean quantum gravity
爱因斯坦的广义相对论可以从前几何学中产生，其度规由更基本的场组成。我们将欧氏预几何表述为$SO(4)$ - Yang-Mills理论。除了规范场之外，我们在规范群的矢量表示中还包括一个矢量场。这些场的规范不变和自同态不变的动力学项允许一个定义良好的欧几里得泛函积分，与具有爱因斯坦-希尔伯特作用量的度量引力相反。所有场的传播子在短距离下都表现良好，没有快子或鬼模。长距离行为由复合度规支配，并对应于广义相对论。特别是，引力子传播子是免费的鬼或快子极，尽管存在高阶项的动量展开的逆传播子。这种预几何似乎是欧几里得量子引力的一个有效候选者，没有障碍的解析延拓的闵可夫斯基签名的度量。
2021-09-19 gr-qc hep-th
The reason peculiar velocities grow faster in general relativity than in Newtonian gravity
Universidad de Santiago de Chile（智利圣地亚哥大学）；Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
本文通过比较牛顿和相对论处理，指出本征通量的引力贡献导致广义相对论中本征速度场线性增长更快，并展示了如何通过修改泊松方程从牛顿框架恢复相对论增长率。
2026-05-27 astro-ph.CO gr-qc
The bar-mode instability in differentially rotating neutron stars: Simulations in full general relativity
研究了具有差旋的快速自旋中子星对棒模形变的动力学稳定性。我们用$M/R \geq 0.1$对致密星进行了完全相对论性的三维模拟，其中$M$是总引力质量，$R$是赤道圆周半径。采用绝热指数为$Γ=2$的绝热状态方程。在牛顿理论中，我们发现，恒星以上的$β\equiv T/W$（其中$T$是旋转动能和$W$的引力结合能）的临界值是动态不稳定的酒吧形成。对于我们所采用的恒星压缩和旋转轮廓的选择，$β= β_{dGR}$的临界值是$\sim 0.24-0.25$，仅略小于不可压缩麦克劳林球体的众所周知的牛顿值$\sim 0.27$。临界值仅很弱地依赖于我们所调查的中等范围的微分旋转的程度。所有不稳定的恒星都在动力学时间尺度上形成条。具有足够大的$β$的模型随后形成螺旋臂和喷射质量，将残留物驱动到动态稳定状态。具有中等大小$β\gtrsim β_{dGR}$的模型不会形成旋臂或喷射质量，但会调整以形成动态稳定的椭球状构型。如果棒模不稳定性在超新星坍缩或中子星合并中被触发，它可能是一个强大的可观测的引力波源。我们确定特征波的振幅和频率。
2000-05-18 astro-ph gr-qc
Gravitational wave lensing beyond general relativity: birefringence, echoes and shadows
引力波（GW），作为光，被介入的物质引力透镜，偏转其轨迹，延迟其到达，偶尔产生多个图像。在超越广义相对论（GR）的理论中，新的引力自由度为GW透镜增加了额外的复杂性和丰富性。我们开发了一种形式主义来计算GW的传播超过GR一般的时空，包括新领域的动力学相互作用。我们的框架依赖于识别短波展开中领先阶的动态传播本征态（度规和附加场的线性组合）。我们确定这些本征态和条件下，他们获得不同的传播速度周围的透镜。本征态之间的速度差异导致双折射现象，包括在没有电磁对应物的情况下可观察到的度量偏振（$h_+,h_\times$的正交叠加）之间的时间延迟。特别地，当累积延迟大于信号的持续时间时，产生GW回波，而较短的时间延迟产生波形的加扰。我们还描述了GW阴影的形成，因为非传播度量分量来源于透镜周围的附加场的背景。作为一个例子，我们将我们的方法应用到四次Horndeski理论与Vainshtein筛选，并表明双折射效应探测了与多信使事件GW170817的约束互补的参数空间区域。在未来，强透镜引力波和双星黑洞在密集环境（如活动星系核）附近的合并将实现这些新的引力测试的潜力。
2020-11-16 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
On a relativistic Fokker-Planck equation in kinetic theory
研究了最近在物理文献中提出的相对论动力学Fokker-Planck方程。结果表明，与其他现有的相对论模型相比，本文所考虑的模型在没有摩擦的情况下，在洛伦兹变换下是不变的。一个类似的属性（不变性的伽利略变换在摩擦的情况下）被验证在非相对论性的情况下。本文的第一部分建立了相对论性Fokker-Planck方程的一些基本数学性质。特别地，证明了该模型与相对论中粒子的有限传播速度相容。第二部分介绍了两种非线性相对论平均场模型。一个是通过耦合相对论性的福克-普朗克方程到电动力学的麦克斯韦方程组得到的，因此在等离子体物理中很有意义。另一个平均场模型将福克-普朗克动力学与相对论性标量引力理论（努德斯特朗理论）结合起来，因此在引力物理学中很有意义。在这两种情况下，建立了所有可能的规定质量值的稳定状态的存在。在引力的情况下，这一结果优于相应的非相对论模型，Vlasov-Poisson-Fokker-Planck系统，其中存在的稳定状态是已知的只有小质量。
2011-05-13 gr-qc math-ph math.AP
Magnetorotational collapse of massive stellar cores to neutron stars: Simulations in full general relativity
我们研究了磁化、旋转的大质量恒星核坍缩成原中子星过程中的磁流体动力学（MHD）效应。我们在完全广义相对论中用混合状态方程进行轴对称数值模拟。PNS的形成和早期演化之后是2500 x 2500区域的网格，这提供了比以前（牛顿）研究更好的分辨率。我们证实，显着的差分旋转结果，即使当旋转的祖先最初是均匀的。因此，磁场被磁绕组和磁旋转不稳定性（MRI）放大。即使在PNS形成时磁能E_EM远小于旋转动能T_rot，通过磁绕组，比值E_EM/T_rot也增加到0.1-0.2。在PNS形成之后，MHD流出导致系统的静止质量、能量和角动量的损失。最早的流出主要是由磁绕组引起的磁应力增加而产生的。MRI放大了极向场并增加了磁应力，导致进一步的角动量传输并有助于驱动外流。当磁场饱和后，在旋转轴附近形成一个近似稳定的平行磁场，并沿磁力线发展出Blandford-Payne型外流。这些流出以由\dot{J} \sim ηE_EM C_B给出的速率从PNS去除角动量，其中η是0.1阶常数，C_B是极向场与环向场强度的典型比率。结果，对于强磁化的PNS，旋转周期迅速增加，直到差旋转的程度减小。我们的模拟表明，快速旋转，磁化的PNS可能不会引起快速旋转的中子星。
2006-10-27 astro-ph gr-qc
Tightening geometric and dynamical constraints on dark energy and gravity: galaxy clustering, intrinsic alignment and kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect
传统上，在星系巡天中，对宇宙生长和膨胀历史的宇宙学约束是通过测量大尺度星系密度场中的红移空间畸变和重子声学振荡获得的。在本文中，我们研究如何以及可以改善宇宙学约束的星系密度场与速度和潮汐场的组合，这是通过观察动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）和星系的内在排列（IA）的影响，分别。为了说明，我们考虑斯巴鲁Prime Focus摄谱仪的深星系调查，其调查足迹与Hyper Suprime-Cam和CMB-S4实验的成像调查完全重叠。我们发现，增加的kSZ和IA效应显着改善宇宙学约束，特别是当我们采用非平坦的冷暗物质模型，允许时间变化的暗能量状态方程和偏离的引力定律从广义相对论。在此模型下，我们实现了$31\%$改进的增长指数$γ$和$>35\%$改进的曲率参数以外的其他参数，相比传统的星系团的情况下，只有分析。作为另一个例子，我们还考虑了由{ \it Euclid}卫星进行的宽星系巡天，其中星系的形状更嘈杂，但巡天体积要大得多。我们证明，当采用上述模型，聚类分析结合kSZ和IA从深调查可以实现更严格的宇宙学约束比聚类分析从广泛的调查。
2022-08-04 astro-ph.CO gr-qc
