Formation of Relativistic Axion Stars
轴子和类轴子粒子是宇宙中失踪的暗物质的有力候选者。当它们经历引力坍缩时，它们可以形成致密的物体，如轴子星甚至黑洞。在本文中，我们研究了这些物体的形成和分布。首先，我们用数值相对论模拟了致密轴子星的形成，非球面的初始条件可以代表轴子暗物质结构形成的最后阶段。我们表明，这种坍缩的最终状态密切遵循已知的初始质量和轴子衰变常数$f_a$的关系。第二，我们演示了如何利用这些信息来扫描模型密度场，以预测这种紧凑的物体的数量密度和质量。除了可以通过LIGO/VIRGO引力波干涉仪网络检测到$10^{-9} < m_a < 10^{-11}$ eV的轴子质量外，我们还使用峰值统计数据表明，对于$f_a < 0.2M_{pl}$，轴子恒星的质量与坍缩形成的黑洞之间存在“质量差”。
2018-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Electromagnetic waves in an axion-active relativistic plasma non-minimally coupled to gravity
我们认为宇宙学的应用程序的一个新的自洽系统的方程，占非最小耦合的引力，电磁和赝标量（轴子）领域的相对论等离子体。在de Sitter型各向同性均匀宇宙学模型的框架下，研究了初始各向同性超相对论等离子体与引力场和轴子场耦合时电磁扰动的色散关系.我们分类的纵向和横向电磁模式在轴向活跃的等离子体和波（阻尼，不稳定或运行），和非谐波扰动（阻尼或不稳定）之间的区别。我们表明，对于特殊选择的引导模型参数，轴向激活等离子体中的横向电磁波，与重力的非最小耦合，可以在真空中以小于光速的相速度传播，从而显示了一种新型的共振粒子-波相互作用的可能性。
2013-11-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Axion as a cold dark matter candidate: Analysis to third order perturbation for classical axion
通过分析爱因斯坦引力在轴子同动规范中的三阶微扰，研究了轴子作为相干振荡的大质量经典标量场的一些方面。轴子流体有其特征性的压力项，导致轴子金斯尺度，这对于正则轴子质量来说在宇宙学上是可以忽略的。我们的经典推导的轴子压力项在爱因斯坦的引力是相同的文献中的非相对论量子力学的背景下导出的。我们发现，除了轴子压力项，轴子流体方程是完全相同的广义相对论连续性和欧拉方程的零压力流体的三阶扰动。CDM-共动规范中CDM的广义相对论性密度和速度扰动与牛顿扰动在二阶（在所有尺度上）完全相同，而从三阶出现的纯广义相对论性修正在当前和谐宇宙学范式中是数值上可以忽略的（在所有尺度上）。因此，在这里，我们证明，在超金斯尺度，经典轴子可以处理为牛顿CDM流体的三阶微扰。我们还表明，轴子流体支持矢量型（旋转）扰动从第三阶。我们的分析包括了宇宙学常数。
2015-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Black hole formation from axion stars
具有势$V(ϕ)=m_a^2f_a^2 [1-\cos (ϕ/f_a)]$的轴子的经典运动方程具有准稳定的、定域的、振荡的解，我们称之为“轴子星”。我们研究，第一次，使用完整的非线性广义相对论爱因斯坦方程和完整的非微扰余弦势的数值，轴子星的崩溃。我们映射区域上的“轴子星稳定图”，参数化的初始ADM质量，$M_{\rm ADM}$，和轴子衰变常数，$f_a$。我们确定了三个区域的参数空间：i）长寿命的振荡轴子星的解决方案，与一个基本频率，$m_a$，调制的自相互作用，ii）崩溃BH和iii）由于引力冷却和相互作用的完全分散。我们定位这三个区域的边界和一个近似的“三相点“$(M_{\rm TP},f_{\rm TP})\sim (2.4 M_{pl}^2/m_a,0.3 M_{pl})$。对于$f_a$低于三相点BH形成过程中进行缠绕（在复杂的$U(1)$图片）的轴子场附近的分散阶段。这可能会阻止天体物理BH的形成从轴子星与$f_a\ll M_{pl}$。对于较大的$f_a\gtrsim f_{\rm TP}$，BH的形成发生通过稳定的分支，我们估计的BH的质量比的稳定状态在相边界是$\mathcal{O}(1)$内的数值不确定性。我们讨论了我们的研究结果的观测相关性的轴子星BH种子，这是超大质量的超轻轴子的情况下。对于QCD轴子，由轴子星坍缩形成的典型BH质量是$M_{\rm BH}…
2017-03-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Relativistic frequency shifts in gravitational waves from axion clouds
Research Center for the Early Universe (RESCEU), Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科早期宇宙研究中心）
研究轴子云中超辐射不稳定性产生的连续引力波信号频率及演化，通过相对论扰动理论计算频移，首次应用该框架分析自相互作用效应，为下一代引力波观测提供统一计算方法。
2026-08-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Oscillating gravitational potential due to ultralight axion: linear theory
在康普顿波长小于视界尺度的假设下，导出了超轻轴子作为宇宙暗物质引起的振荡引力势。一个新的振荡项被发现占主导地位的规模大于量子牛仔尺度上的先前已知的。在宇宙学的线性微扰的背景下，这个新的术语可能在未来的观测中更相关。导出了零剪切规范中密度微扰的量子应力和引力势的量子振荡。结果表明，相对论分析中的轴子流体与相对论零压流体和牛顿零压流体有很大的不同，只在密度微扰中对应于牛顿流体。这种一致性要求相对论分析在大于康普顿波长的尺度上有效。
2021-12-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing Axions with Relativistic Jet Polarimetry
Rice University（莱斯大学）；Black Hole Initiative at Harvard University（哈佛黑洞倡议项目）；Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics（哈佛-史密森尼天体物理中心）；University of Texas at San Antonio（德克萨斯大学圣安东尼奥分校）
利用M87喷流偏振度探测轴子，通过分析轴子-光子耦合引起的双折射效应，研究不同轴子质量对喷流偏振角旋转的影响。
2026-03-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Axion as a fuzzy-dark-matter candidate: Proofs in different gauges
作为相干振荡的质量标量场的轴子在小尺度下表现为具有特征量子应力的零压无旋流体。在相对论微扰论中，这种情况在轴子共动规范中得到了完全非线性和精确阶的证明。我们的基本假设是场以康普顿频率振荡，康普顿波长小于视界尺度。在这里，我们重新讨论了在其他规范条件下线性序的相对论性证明。我们表明，在非相对论处理中已知的密度微扰的相同的方程可以在两个额外的规范条件下导出：零剪切规范和均匀曲率规范。均匀膨胀规范不能得到目标方程，同步规范缺少量子应力项。为了比较，我们给出了零压流体在这些规范条件下的相对论密度微扰方程。除了共动和同步规范外，这些方程与轴子的情况有显著的不同。我们澄清，基于时间平均的相对论分析是有效的尺度大于康普顿波长。在康普顿波长以下，场不振荡，我们的振荡定理不适用。我们提出了一个在共动规范中适用于所有尺度的方程。为了比较，我们回顾了非相对论量子流体力学，并提出了薛定谔方程的一阶后牛顿展开在宇宙学的背景下。
2022-02-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A non-compact QCD axion
Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）；Arnold Sommerfeld Center, Ludwig-Maximilians-Universität（慕尼黑大学阿诺德·索末菲中心）；Institute of Physics, École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院物理研究所）
非紧致QCD轴子通过产生域墙并引发引力波背景，解释暗物质并规避传统宇宙学约束。
2025-12-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Kinetics of relativistic axionically active plasma in the field of dynamic aether. Part I: General formalism and new concept of equilibrium states
本文建立了相对论性轴子活性等离子体的扩展动力学理论，引入动态以太速度矢量场，通过拉格朗日形式与协变统计方法推导场方程和动力学方程，并基于经典类比重构粒子受力，提出了平衡态的新概念。
2024-12-15 gr-qc physics.plasm-ph
Tidal Love numbers of Axion stars
本文研究了球对称axion stars在稳定分支上的潮汐形变能力，发现electric与magnetic Love numbers正负各异，且relativistic稳定分支因致密性更高而形变能力显著弱于Newtonian分支。
2023-11-20 gr-qc hep-ph hep-th
Relativistic nonlinear axion magnetohydrodynamics
建立了广义相对论磁流体力学的新的非线性轴向扩展形式。这个理论的自洽形式主义是基于引入新的统一标量不变量的拉格朗日，这是二次的麦克斯韦张量，并包含两个周期函数的赝标量（轴子）场。所构造的统一不变量和所阐述的非线性理论作为一个整体，对于两种对称性是不变的：第一，与轴子场的性质相关的离散对称性;第二，电磁学内在的Jackson SO（2）型对称性。在Eckart粘性导热流体理论的框架下，建立了描述流体动力学流动速度四矢量的主方程子系统。对轴向扩展的非线性Faraday、Gauss和Ampere方程进行了补充，提出了介质大电导率的概念，这种电导率通常伴随着电场的消失。我们提出了两个基本上新的非线性模型，在这个模型的框架内，反常电导率被有限赝标（轴子）场的适当行为所补偿，使磁流体动力学流中的电场是有限的（或者与磁场成比例，或者与介质旋转的角速度成比例）。
2022-04-11 gr-qc hep-ph
Axion as a cold dark matter candidate: Proof to fully nonlinear order
我们提出了一个证明的轴子作为一个冷暗物质候选人的完全非线性序微扰的基础上爱因斯坦的引力。我们把轴子看作是一个相干振荡的、没有相互作用的有质量的经典标量场。本文给出了在爱因斯坦引力作用下，除了{ \it忽略}无横迹张量型微扰外，完全非线性的精确流体力学方程。我们证明了轴子具有特征压和各向异性应力，后者从二阶微扰开始出现。但是这些项并不直接影响我们处理轴子时的流体动力学方程。相反，在相对论流体动力学方程中，作为有效压力项的是扰动的递减函数，相对论结果与以前的非相对论研究中已知的结果完全一致。有效压力项导致一个金斯尺度，这是太阳系尺度的常规轴子质量。由于轴子流体的完全非线性和相对论性流体动力学方程与超金斯尺度下零压流体的完全一致，我们证明了超金斯尺度下轴子的冷暗物质性质。
2017-07-26 gr-qc hep-ph hep-th
Kinetics of relativistic axionically active plasma in the field of dynamic aether. Part II: Particle dynamics and symptoms of plasma instability
Kazan Federal University（喀山联邦大学）
本文研究了动态以太场中相对论性轴子活跃等离子体的粒子动力学及不稳定性症状，通过分析无碰撞极限下的分布函数，探讨了摩擦力和潮汐力对等离子体稳定性的影响。
2025-05-05 gr-qc
Phase transitions between dilute and dense axion stars
我们研究了被解释为自引力玻色-爱因斯坦凝聚的稀密轴子星之间的相变的性质。我们建立了一个基于Gross-Pitaevskii-Poisson方程的牛顿模型，模型中的自相互作用势$V(|ψ|^2)$包含一个吸引的$|ψ|^4$项和一个排斥的$|ψ|^6$项.利用高斯近似的波函数，我们解析地得到了自相互作用参数$λ\le 0$为任意值时稀密轴子星的质量-半径关系。我们证明了存在一个临界点$|λ|_c\sim (m/M_P)^2$，在该临界点以上发生一阶相变。我们定性地估计了轴子星质量-半径关系的广义相对论修正。对于弱自相互作用$|λ|<|λ|_c$，自引力轴子系统在广义相对论最大质量$M_{\rm max,GR}^{\rm dilute}\sim M_P^2/m$以下形成稳定的稀轴子星，并在该质量以上坍缩成黑洞。对于强自相互作用$|λ|>|λ|_c$，自引力轴子系统在牛顿最大质量$M_{\rm max,N}^{\rm dilute}=5.073 M_P/\sqrt{|λ|}$以下形成稳定的稀轴子星，在该质量以上坍缩成致密轴子星，在广义相对论最大质量$M_{\rm max,GR}^{\rm dense}\sim \sqrt{|λ|}M_P^3/m^2$以上坍缩成黑洞。致密的轴子星在牛顿最小质量$M_{\rm min,N}^{\rm dense}\sim m/\sqrt{|λ|}$以下爆炸，…
2017-10-10 astro-ph.GA gr-qc
Polarization and stratification of axionically active plasma in a dyon magnetosphere
在Einstein-Maxwell- Boltzmann轴子理论的框架下，研究了静止球对称相对论性轴激活多组分等离子体在轴子的引力场、磁场和电场中的状态.我们假设轴子电动力学方程、协变相对论动力学方程和修正Higgs型势的轴子场方程是非线性耦合的，并假设双子外部的引力场是固定的，是Reissner-Nordström型的.我们引入了作用于轴向活动等离子体中粒子的广义洛伦兹力，并分析了这一推广的结果。精确解的分析，在此模型的框架下获得的相对论玻尔兹曼电子-离子和电子-正电子等离子体，以及，为退化的零温度电子气，表明极化和分层的现象可以出现在等离子体中，引起注意的已知Pannekoek-Rosseland效应的轴模拟。
2019-01-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A Unified Numerical Study of Axion Stars: From the Nonrelativistic Regime to General Relativity
本研究通过统一数值比较四种理论描述，确定了轴子星结构在不同耦合强度下适用的理论框架，为选择牛顿、相对论修正或广义相对论描述提供了系统基准。
2026-09-15 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
S-Duality at the Black Hole Threshold in Gravitational Collapse
我们研究了经典低能弦论中在黑洞形成的临界点处轴子/介子场的引力坍缩。一个新的临界解是球对称和连续自相似的。肖普图克在引力坍缩中发现的普遍标度和回声行为，以一种稍微不同的形式出现。特别地，回波采用SL（2，R）旋转的形式（参见图1）。S-对偶性）。坍缩留下了一个轴子/介子辐射的输出脉冲，其中有几乎但不完全平坦的时空。
1995-05-22 gr-qc hep-th
Quantum tunneling rate of dilute axion stars close to the maximum mass
我们计算了接近最大质量的稀释轴子星的量子隧穿率[P.H. D { \bf 84}，043531（2011）]。我们确认，亚稳态的寿命是非常长的，缩放为$t_{\rm life}\sim e^N\, t_D$（除了接近临界点），其中$N$是在系统中的轴子的数量和$t_D$是动力学时间（$N\sim 10^{57}$和$t_D\sim 10\, {\rm hrs}$典型的QCD轴子星; $N\sim 10^{96}$和$t_D\sim 100\, {\rm Myrs}$的量子核心的超轻轴子制成的暗物质晕）。因此，亚稳态平衡态在实践中可以被认为是稳定的平衡态。我们发展了一个接近最大质量的有限尺寸标度理论，并预测临界时的坍缩时间为$t_{\rm coll}\sim N^{1/5}t_D$，而不是像忽略波动时那样无限大。对于QCD轴子星，坍缩时间小于宇宙的年龄，而对于由超轻轴子组成的暗物质核心，坍缩时间大于宇宙的年龄。我们还考虑了热隧穿率，得到了相同的结论。我们比较了我们的结果与玻色-爱因斯坦凝聚体在实验室中，球状星团在天体物理学，和量子场论在早期宇宙中获得的类似结果。
2020-03-07 gr-qc
Axion-induced oscillations of cooperative electric field in a cosmic magneto-active plasma
我们考虑Maxwell-Vlasov理论的一个宇宙学应用，该理论描述了在各向异性膨胀（早期）宇宙中演化的全局磁场状态下的轴诱导振荡机制。结果表明，相对论等离子体中的合作电场与赝标（轴子）和整体磁场耦合，在这个三能级系统中起着调节器的作用;特别地，合作（Vlasov）电场转换由宇宙膨胀的暴胀时期的轴子-光子耦合引起的赝标量场的异常增长的状态，进入一个具有有限密度残余轴子的振荡状态。我们分析了相对论等离子体中轴向诱导电场合作振荡的色散方程的解。
2014-05-26 gr-qc hep-th physics.plasm-ph
Collapse of a relativistic self-gravitating star with radial heat flux: Impact of anisotropic stresses
我们开发了一个简单的模型，一个自引力球对称相对论性恒星开始崩溃，从最初的静态配置的径向热流的形式耗散能量。我们利用该模型来显示如何局部各向异性的影响引力演化系统的崩溃率和热行为。
2013-04-28 gr-qc
QCD axion from broken scale symmetry
Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）；Arnold Sommerfeld Center Ludwig-Maximilians-Universität München（路德维希-马克西米利安慕尼黑大学阿诺德·索末菲中心）；Institute of Physics École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院物理研究所）
本文提出通过稀释子实现非周期性场，构建有效的场论，并通过小的非QCD贡献触发领域壁坍缩，从而实现一致的非紧缩轴子宇宙学。
2026-05-14 gr-qc hep-ph hep-th
Parity-violating Dark Photon Halos
Brown University（布朗大学）
该研究通过破坏对称性的陈-西蒙斯项，提出在物质主导时期生成引力束缚暗光子晕的机制，其能产生手性亚结构并为超大质量黑洞形成提供原始种子。
2026-01-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves and primordial black holes from axion domain walls in level crossing
本研究探讨轻QCD轴子能级交叉产生畴壁，其湮灭产生纳赫兹引力波并坍缩形成大质量原初黑洞，贡献约10^-5的冷暗物质。
2025-01-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Relativistic simulations of rotational core collapse. II. Collapse dynamics and gravitational radiation
我们已经进行了流体动力学模拟的相对论旋转超新星核心崩溃的轴对称，并计算了这样的事件发出的引力辐射。方法和数字代码的细节见所附文件。我们已经模拟了26个模型在牛顿和相对论引力中的演化。我们的模拟表明，在以前的牛顿模拟中确定的三种不同类型的旋转超新星核心坍缩和引力波形（规则坍缩，多次反弹坍缩和快速坍缩）也存在于相对论引力。然而，在相对论引力中，旋转核坍缩和多次反弹只可能在一个更窄的参数范围内发生。相对论模型涵盖的引力波振幅和频率范围与相应的牛顿模型几乎相同。对于一个给定的模型，相对论引力可以导致特征信号频率的大幅度增加高达五倍，这可能对信号检测产生重要影响。如果源位于本星系群内，我们所获得的引力波信号在第一代激光干涉仪探测器的灵敏度范围内。
2002-04-17 astro-ph gr-qc
Axion Miniclusters in Modified Cosmological Histories
如果导致轴子暗物质场起源的对称性破缺发生在暴胀结束之后，并且永远不会恢复，那么轴子场中的过密度就会坍缩，形成文献中称为轴子微团的致密物体。对典型微星系团质量和半径的估计强烈依赖于轴子振荡开始的宇宙学细节。在这项工作中，我们研究的性质和现象的miniclusters在不同的宇宙历史，并发现它们可以改变许多数量级。我们的研究结果对当前和未来的实验研究有直接的影响，并且在发现的情况下，可以用来了解大爆炸核合成之前的宇宙膨胀。
2019-12-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Estimation of Critical Collapse Solutions to Black Holes with Nonlinear Statistical Models
爱因斯坦-轴子-介子系统的自相似引力坍缩解已经被发现。这些解在结合时空膨胀和内部SL（2，R）变换后成为不变量。我们应用非线性统计模型来估计出现在四维轴子-介子系统的黑洞物理中的函数。这些统计模型包括参数多项式回归、非参数核回归和半参数局部多项式回归模型。通过各种数值研究，我们达到了精确的数值和封闭形式的连续可微估计的功能出现在度量和运动方程。
2022-11-28 gr-qc hep-th physics.comp-ph
On self-similar axion-dilaton configurations
我们探索了任意时空维度下爱因斯坦-轴子-介子系统的自相似坍缩解，这些解在时空膨胀和内部$SL(2,R)$变换的组合下是不变的。我们建立了一个数值形式主义，并在四维和五维测试，发现了几个新的家庭的解决方案，在三个共轭类的$SL(2,R)$。
2022-02-14 gr-qc hep-ph hep-th
Properties of collapse dynamics in relativistic theory of gravitation in the case of smooth initial matter distributions
我们在相对论引力理论的框架下，采用数值和解析两种方法研究了引力坍缩的动力学过程。我们使用各种状态方程的坍缩物质和相对现实的初始条件与光滑的物质分布，这对应于静态解给定的状态方程。我们还得到了引力子质量对静态解性质的影响。我们指定了几个特征的过程中的崩溃，特别是，我们确定的转折点时间（当收缩被取代的通货膨胀）的引力子质量的依赖性。我们还研究了非零压力对坍缩动力学的影响。
2016-09-14 gr-qc
Relativistic simulations of rotational core collapse. I. Methods, initial models, and code tests
我们描述了一个轴对称的广义相对论程序的旋转核心崩溃。该代码演变的度量和流体方程的耦合系统使用ADM 3+1形式主义和共形平坦的爱因斯坦方程的度量近似。相对论流体动力学方程被制定为一阶通量守恒双曲系统，并集成使用高分辨率激波捕获计划的基础上黎曼解。我们评估质量的共形平坦度规近似相对论核心崩溃，并提出了一套全面的测试代码成功地通过。这些测试包括相对论激波管，快速和差异旋转的中子星（近似为旋转多面体）的旋转轮廓和平衡的保持，球形相对论核心崩溃，以及动态时空中的静止质量和角动量守恒。应用程序的相对论旋转核心崩溃，重点是重力波形签名，在一个附带的文件。
2002-04-17 astro-ph gr-qc
Implications of Gravitational-wave Production from Dark Photon Resonance to Pulsar-timing Observations and Effective Number of Relativistic Species
在早期宇宙中，由于共振和快子增强，轴子场的相干振荡自然地驱动了大量的暗光子粒子的产生。在这个过程中，能量突然从前者转移到后者，从而产生引力波。由此产生的引力波最终将作为今天的随机背景被观测到。我们报告的分析结果，这种生产，并将它们连接到最近的脉冲星计时结果的NANOGrav合作。我们显示了一个可用的参数空间，周围的质量$m_ϕ\sim 10^{-13} \, {\rm eV}$和衰减常数$f_ϕ\sim 10^{16} \, {\rm GeV}$与无量纲耦合的${\cal O}(1)$，我们的机制来解释的信号。避免轴子过度支配宇宙的机制是这个模型的必要组成部分，我们讨论了恢复对称性并使轴子在生产后无质量的可能性。我们还评论了所需的相对论性物种的有效数量的确定目前的哈勃常数的潜在影响。
2020-12-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Can the Type-IIB axion prevent Pre-big Bang inflation?
我们在大爆炸前的背景下研究了一类各向异性的IIB型超弦宇宙学中发生超暴胀行为的可能性，发现这些模型的参数范围很窄。然后，我们表明，虽然在一般情况下，这种行为是通过SL（2，R）旋转的Ramond-Ramond轴子场的引入保持不变，存在一个特殊的一类轴子，其中通货膨胀完全消失。本文简要讨论了渐近过去初始条件，并对前大爆炸理论在引力坍缩中的可能推广作了一些推测。
1998-06-19 gr-qc hep-th
On Critical Exponents for Self-Similar Collapse
我们系统地探讨了爱因斯坦-轴子-介子系统的自相似解的扰动，该系统的动力学在时空膨胀和内部$SL(2,R)$变换相结合的情况下是不变的。自相似解捕捉到了任意时空维度中处于引力坍缩边缘的临界系统的诱人行为。我们的方法依赖于分析和数值工具的组合，适用于所有三个共轭类的$SL(2,R)$变换，并允许准确估计相应的Choptuik指数。众所周知，这些指数依赖于时空维度和物质含量。我们的主要结果是，他们也达到不同的价值观，即使在一个给定的共轭类，为不同类型的关键解决方案，我们最近确定的爱因斯坦轴子系统。
2022-02-13 gr-qc hep-ph hep-th
Spin-axion coupling
本文建立了一个新的协变唯象模型，描述了赝标（轴子）场对测试质量粒子自旋的影响。该模型包括在背景赝标（轴子）、电磁场和引力场中粒子运动和自旋演化的广义相对论方程。它描述了梯度型的直接自旋-轴子耦合和电磁场介导的间接自旋-轴子相互作用。特别注意的是直接自旋轴子耦合所造成的赝标（轴子）场的梯度。我们表明，它描述了自旋进动，当赝标量（轴子）场是不均匀和/或非平稳的。该模型的应用，这对应于三种类型的四个矢量归因于赝标量（轴子）场（类时，类空，和零）的梯度，被详细考虑。它们分别是由遗留的宇宙学轴子、分布在球对称静态物体周围的轴子和引力波场中的轴子引起的自旋进动。我们讨论了所得到的精确解的特征和轴诱导自旋转动的一般性质。
2015-10-28 gr-qc
Non-adiabatic radiative collapse of a relativistic star under different initial conditions
我们研究的作用，时空几何的非绝热崩溃的恒星耗散能量的形式径向热流，研究其在不同的初始条件下的演变。比较了内部为均匀理想流体的恒星与内部充满非均匀非理想流体且压力各向异性的恒星的坍缩。两种配置都是球对称的，然而，在后一种情况下，配置的物理空间$t= constant$被假设为不均匀的，被赋予了球形或伪球形几何形状。据观察，只要坍缩是无剪切的，它的演化只取决于坍缩开始时恒星的质量和大小。
2012-06-25 gr-qc
Gravitational waves from relativistic rotational core collapse
我们目前的结果，从轴对称相对论旋转核心崩溃的模拟。广义相对论流体动力学方程采用通量守恒形式，并采用高分辨率激波捕获格式求解。爱因斯坦方程近似与共形平坦的3-度规。我们使用四极公式来提取坍缩过程中发出的引力辐射的波形。我们的结果与牛顿模拟的结果的比较表明，波的振幅同意在30%以内。令人惊讶的是，在某些情况下，相对论效应实际上会降低引力波信号的振幅。我们进一步发现，由于离心力遭受多个相干反弹的模型的参数范围是相当小的比在牛顿模拟。
2001-03-06 astro-ph gr-qc
Towards relativistic simulations of magneto-rotational core collapse
我们提出了一个新的广义相对论流体动力学代码专门设计用于研究磁旋转，相对论，恒星核心崩溃。该代码是一个现有的（和彻底测试）的流体动力学代码，这已被应用在最近的过去研究相对论旋转核心崩溃的扩展。它是基于爱因斯坦场方程的共形平坦近似和磁流体力学方程的保守公式。作为磁旋转核心崩溃模拟的第一步，代码假设一个被动（测试）磁场。本文重点描述了数值实现的技术细节，重点是磁场模块。一些代码测试和讨论，随着一个代表性的核心崩溃模拟。
2007-03-22 astro-ph gr-qc
Nonminimal Einstein-Maxwell-Vlasov-axion model
我们建立了一个新的自洽方程组，该方程组考虑了多组分相对论等离子体中引力场、电磁场和赝标场的非最小耦合。非最小爱因斯坦-麦克斯韦-弗拉索夫理论的公理扩展基于两个相容的过程。首先，我们利用拉格朗日形式得到了等离子体中产生的附加源的引力场、电磁场和赝标场的非极小方程。其次，我们使用的等离子体的相对论动力学理论的Vlasov版本，指导下的合作宏观电磁场，引力场和轴子场，充分描述这些领域的变化的等离子体的响应。为了显示这种方法的自洽性，我们直接检查合作领域的主方程的相容性条件。利用这些相容性条件，我们重建了作用在等离子体粒子上的有质动力，并讨论了平衡型分布函数存在的必要条件。
2013-11-28 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Demystifying Relativistic Quantum Collapse
Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）
本文系统性反驳了相对论性量子坍缩理论面临的概念异议，阐述了其技术挑战，指出该理论是克服标准量子理论概念局限的有前景的完全相对论性量子框架路径。
2026-08-28 gr-qc physics.hist-ph quant-ph
Relativistic gravitational collapse in non-comoving coordinates: The post-quasistatic approximation
本文提出了一种描述演化自引力相对论球的一般迭代方法。建模是通过引入一个anastomatic，其原理变得易懂，并找到一个适当的定义的背景下，后准静态近似的充分理由。作为该方法的应用的例子，我们讨论三种模型，在绝热的情况下。
2002-02-14 astro-ph gr-qc
General Relativistic Explosion Models of Core-Collapse Supernovae
我们目前的结果，从第一代多维广义相对论中微子流体动力学模拟核心坍缩超新星。与使用纯牛顿近似或“有效引力势”方法计算的模型进行比较，发现加热条件和引力波谱存在明显的定量差异。我们的研究结果强调了广义相对论在超新星问题中的重要作用（这似乎与其他重要因素，如维数和状态方程），无论是我们的爆炸动力学的理解，以及可观察到的签名的预测。
2011-12-08 astro-ph.SR gr-qc
The weight of collapse: dynamical reduction models in general relativistic contexts
受引力与量子理论基础问题之间可能联系的启发，我们考虑了一种使客观坍缩模型适应广义相对论背景的方法。我们将这些想法应用于宇宙学和量子引力中的一系列开放问题，例如宇宙结构种子的出现，黑洞信息问题，量子引力中的时间问题，并以更投机的方式，应用于暗能量的性质和宇宙非常特殊的初始状态的起源。我们的结论是，客观的崩溃模型提供了一个相当有前途的路径来处理所有这些问题。
2017-01-11 gr-qc physics.hist-ph quant-ph
Collapse of a Rotating Supermassive Star to a Supermassive Black Hole: Fully Relativistic Simulations
在完全广义相对论中，我们研究了匀速旋转的超大质量恒星（SMS）轴对称坍缩成超大质量黑洞（SMBH）的过程。初始SMS的任意质量$M$是边缘不稳定的径向崩溃和旋转的质量脱落的限制。坍缩同样在早期进行，并导致在中心出现一个明显的地平线。虽然我们的积分在最终平衡达到之前终止，但我们确定最终黑洞将包含系统总质量的约90%，并具有自旋参数$J/M^2 \sim 0.75$。剩余的气体形成围绕初生孔的旋转盘。
2002-05-07 astro-ph gr-qc
From Petrov-Einstein-Dilaton-Axion to Navier-Stokes equation in anisotropic model
本文将前人的工作推广到Einstein-Dilaton-Axion理论的近视界动力学可以由不可压纳维-斯托克斯方程控制的情形，通过在非相对论性和近视界极限的超曲面上施加Petrov-like边界条件。在我们的情况下，这种双视界流体的动力学剪切粘度$η$，各向同性饱和Kovtun-Son-Starinet（KSS）限制，是独立的介子场和轴子场在该限制。
2015-11-23 gr-qc hep-th
Kasner geometries inside holographic superconductors
最近对全息超导体的研究表明，在事件视界后面出现了一个卡斯纳宇宙。本文通过对全息超导体模型的两个修正：轴子场项和爱因斯坦-麦克斯韦标量（EMS）耦合项，来补充讨论。我们首先讨论了修正参数对凝聚态的影响，然后探讨了黑洞的内部动力学。先前在内部发现的特征在所提出的模型中被发现，包括爱因斯坦-罗森桥的崩溃，约瑟夫森振荡和卡斯纳反演/跃迁。然而，我们发现，通过增加EMS耦合参数，坍缩不会发生在轴子-Reissner-Nordström视界附近，振荡不再存在;几何进入卡斯纳制度后，一个大的$r$崩溃，而不是。
2022-03-29 gr-qc hep-th
Relativistic Gravitational Collapse by Thermal Mass
重力和热能是宇宙现象，它们对天体物理系统的稳定性起着竞争作用。前者诱导向内的压力驱动崩溃和后者稳定的向外的压力所产生的随机运动和能量分散。既然收缩的自引力系统被加热，人们可能会想，为什么引力坍缩不是在所有情况下都在足够高的温度下停止，从而建立重力-热平衡或爆炸。在这里，基于质量和能量之间的等价性，我们表明，总是存在一个温度阈值，超过该阈值，引力的热能克服其稳定的压力和系统崩溃的重量下，其自身的热量。
2020-12-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Convergence to a self-similar solution in general relativistic gravitational collapse
利用广义相对论数值模拟方法研究了理想流体状态方程$P=kρ$的球形坍缩。对于$0<k\alt 0.036$，已知存在Larson-Penston自相似牛顿解的广义相对论对应物。数值模拟强烈地表明，在中心附近，一般的崩溃收敛到这个解决方案的一种方法，一个奇点和自相似的解决方案以外的其他解决方案，包括"临界解决方案“的黑洞的关键行为，只有当参数化的初始数据进行微调是相关的。相关自相似解的模式分析支持这一结果。由于在$0<k\alt0.0105$的广义相对论性拉尔森-彭斯顿解中形成了一个裸奇点，这将是已知的反对宇宙审查的最严重的反例。这也为广义相对论引力坍缩中的自相似假设提供了有力的证据。直接结果是在牛顿引力下等温气体的坍缩中将观察到临界现象，临界指数$γ$将由$γ\approx 0.11$给出，但序参量不能是黑洞质量.
2001-02-23 astro-ph gr-qc hep-th
Oscillon collapse to black holes
使用数值相对论模拟，我们研究了动力学的伪拓扑对象被称为单值轴子一类模型的启发。从自由场的引力吸引力的支持下的解决方案，我们调查的效果添加自相互作用，并对比这与添加自相互作用，同时删除引力支持的效果。我们绘制出初始条件迅速坍缩为黑洞的参数空间区域，以及它们保持伪稳定或分散的其他区域。
2021-04-19 gr-qc hep-ph hep-th
Gross-Pitaevskii-Poisson equations with a $ξR ϕ^4$ non-minimal coupling term
Universidad Pablo de Olavide（巴勃罗·德·奥拉维德大学）
本研究通过引入非最小引力耦合项ξRϕ⁴，推导出描述早期结构形成的非相对论方程，以解释引力介导的轴子相互作用。
2026-01-12 gr-qc hep-ex hep-ph
