Statistical mechanics of self-gravitating systems in general relativity: II. The classical Boltzmann gas
本文研究了广义相对论中半径为$R$的盒子内经典自引力系统的统计力学。发现热曲线$T_{\infty}(E)$具有双螺旋的形式，其形状取决于紧度参数$ν=GNm/Rc^2$。双螺旋随着$ν$的增加而收缩，当$ν_{\rm max}=0.1764$增加时，双螺旋最终消失。因此，广义相对论效应使系统更不稳定。另一方面，随着$ν$的减小，冷螺旋和热螺旋彼此远离。使用适合于非相对论极限的归一化$Λ=-ER/GN^2m^2$和$η=GNm^2/R k_B T_{\infty}$，并考虑$ν\rightarrow 0$，热螺旋走向无穷大，热量曲线趋向于极限曲线（由埃姆登方程确定），表现出单一的冷螺旋，如在以前的工作中发现的。使用另一个适合于超相对论极限的标准化${\cal M}=GM/Rc^2$和${\cal B}={Rc^4}/{GNk_B T_{\infty}}$，并考虑到$ν\rightarrow 0$，冷螺旋走向无穷大，热量曲线趋向于表现出单个热螺旋的极限曲线（由广义相对论埃姆登方程确定）。这个结果是新的。讨论了这种渐近热曲线与自引力黑体辐射热曲线的相似性和区别。最后，我们比较了牛顿引力和广义相对论中具有严重截断的等温分布的箱约束等温模型。
2019-08-28 gr-qc
D-dimensional self-gravitating lattice gas in general relativity
利用晶格状态方程，结合D维Tolman-Oppenheimer-Escheroff方程和Friedmann方程，研究了自引力物质团簇形成致密天体的可能性以及团簇的标度因子和密度分布随时间的演化.数值结果表明，在$2+1$维时空中，质量与中心压力无关。因此，只有类似于白矮星的具有有限恒定质量的紧凑物体才有可能形成。然而，在$3+1$维时空中，自引力导致形成具有大质量间隙的致密物体，相应的相图具有与中子星相同的结构。结果还表明，超过一定的临界中心压力，恒星对引力坍缩是不稳定的，它可能最终形成一个黑洞。对高维时空的分析表明，引力在$3+1$维中具有更强的作用。弗里德曼方程的数值解表明，时空曲率的影响随着温度的增加而增加，但随着维数的增加而减少，超过$D=3$。
2021-10-04 gr-qc
An Exact General-Relativity Solution for the Motion and Intersections of Self-Gravitating Shells in the Field of a Massive Black Hole
研究了相对论引力壳在中心体史瓦西引力场中的相交运动。推导出了由求交前的参数计算求交后的参数的公式。牛顿近似，轻壳的交叉点，和交叉点的测试壳与引力壳等特殊情况也被认为是。在相对论性区域中，描述了其中一个壳层向无穷远处的喷射。对壳体的运动方程进行了数值分析。
2008-05-04 astro-ph gr-qc
Self-gravitating anisotropic fluid. III: Relativistic theory
本文将牛顿自引力各向异性流体理论推广到广义相对论，通过变分原理导出动力学方程，构建静态球对称恒星模型，发现相同条件下各向异性恒星总比各向同性恒星更不致密。
2024-06-05 gr-qc
Self-gravitating magnetised tori around black holes in general relativity
我们研究黑洞周围静止的、自引力的磁化圆盘（或圆环）。该模型是通过数值求解爱因斯坦方程和理想广义相对论磁流体力学方程的耦合系统得到的。我们的方法的数学公式和数值方面是类似于那些在以前的作品建模固定自引力完美流体环面，但列入磁场代表了一个新的成分。根据以前的研究纯流体动力学配置，我们构建我们的模型假设开普勒旋转的磁盘和旋转和无自旋黑洞。我们专注于环形分布的磁场的情况下，并建立了一个大的模型对应的磁化参数的值的范围很广，从弱磁化磁盘和结束在配置中的磁压力占主导地位的热一个。在我们的所有模型中，磁场主要是由于磁压力而影响环面的平衡结构。特别是，一个不断增加的贡献的磁场转移的最大的静止质量密度的位置朝向内部区域的磁盘。磁场以复杂的方式影响系统的总质量和角动量，这取决于黑洞的自旋和盘的内半径的位置。本文中提出的解决方案的非线性动力稳定性将在其他地方报告。
2019-03-25 gr-qc
Gravitating vortons as ring solitons in general relativity
在广义相对论中，涡顿可以被看作是（平坦空间）场论中黑环的类似物。它们是由一圈一圈的漩涡组成的，靠离心力维持着，以防止崩溃。在这项工作中，我们讨论这样的配置在全球版本的Witten的U（1）xU（1）理论。我们首先考虑一个平坦的时空背景下的解决方案，并显示其非唯一性。引力的加入导致了新的特征。特别是，可能出现麦角区。此外，类似于玻色子星，我们表明，涡子只存在于有限的频率范围内。与重力的耦合引起了质量和电荷的螺旋状频率依赖性。本文还讨论了描述“双涡旋”和“双涡旋”的模型的新解。
2013-03-31 gr-qc hep-th
Gravitational phase transitions and instabilities of self-gravitating fermions in general relativity
本文在广义相对论的框架内讨论了自引力费米子气体中引力相变和不稳定性的发生。在经典（非简并）极限下，系统在低能$E<E_c$和低温$T<T_c$下发生引力坍缩。这在微正则系综中被称为“重力热灾变”，在正则系综中被称为“等温坍缩”。当考虑量子力学时，当粒子数低于奥本海姆极限（$N<N_{\rm OV}$）时，完全的引力坍缩被泡利不相容原理阻止。在这种情况下，费米气体经历了从气相到凝聚相的引力相变。凝聚相代表一个紧凑的物体，如白矮星，中子星，或暗物质费米子球。当$N>N_{\rm OV}$时，在低于较低的临界能量$E<E''_c$或较低的临界温度$T<T'_c$时，可能会有随后的引力坍缩，从而可能导致黑洞的形成。系统的演化在微正则系综和正则系综中是不同的。在微正则系综中，系统呈现“核-晕”结构。核心由一个紧凑的量子物体或黑洞组成，而热晕则被驱逐到很远的地方。这让人想起低质量恒星的红巨星结构或大质量恒星的内爆-爆炸（超新星）。在正则系综中，系统作为一个整体坍缩到一个紧凑的物体或黑洞。这让人想起超大质量恒星的坍缩（超新星）。
2019-08-27 gr-qc
Gravitating macroscopic media in general relativity
在广义相对论中，对给定的点状（微观）物质分布构造连续（宏观）物质模型。简要回顾了现有的方法，并指出了与经典宏观电动力学中类似问题的物理类比。本文分析了Szekeres在Minkowski背景下的线性化广义相对论中，利用Kaufman的分子矩方法导出宏观电动力学中的极化张量，构造引力四重极化张量，并利用线性化Bianchi恒等式与麦克斯韦方程组的类比导出平均场算符的过程。结果表明，该方法存在一些不一致之处，特别是：（1）它只提供了平均场算符的线性扰动项，而这些项对平均场的动力学没有贡献;（2）电磁场与引力场之间的相似性在平均化时被打破。在一个特定的背景时空上，用微扰论中的宏观引力方法，直到二阶，将背景时空视为一个光滑的弱引力场，可以写出一个宏观场方程组：Isaacson的方程中有一个包含四重引力极化张量的源，引力波和引力分子的能量动量张量及相应的运动方程。提出了一套合适的材料关系，涉及所有的张量。
2000-12-20 gr-qc
Fermion states localized on a self-gravitating non-Abelian monopole
本文研究$SU(2)$ Einstein-Dirac-Yang-Mills-Higgs理论中静态球对称自引力非阿贝尔单极子上的费米子模式，发现谱流依赖有效引力耦合常数，且在向Reissner-Nordström黑洞过渡的极限下费米子模式被黑洞完全吸收。
2023-07-28 gr-qc hep-th
Self-gravitating nonlinear Dirac fields
本文研究带标量费米子自相互作用的非线性狄拉克场，发现强吸引自相互作用可使双费米子孤子解的最大ADM质量超过无相互作用狄拉克星极限，并揭示解的多重性、质量尺度分离及宇称破坏与恢复现象。
2025-08-14 gr-qc
Caloric curves of self-gravitating fermions in general relativity
在广义相对论中，研究了非零温度下自引力费米气体从气态到凝聚态的相变性质。凝聚态可以代表紧凑的物体，如白矮星，中子星或暗物质费米子球。热量曲线取决于两个参数：系统大小$R$和粒子数$N$。当$N<N_{\rm OV}$，其中$N_{\rm OV}$是奥本海默-柯伊伯极限时，对于任何温度$T$和能量$E$值，都存在一个平衡态，就像在非相对论情况下一样[P.H. Chavanis，Int.J.Mod.Phys.B20，3113（2006）]。引力坍缩被量子力学（泡利不相容原理）阻止。当$N>N_{\rm OV}$时，在临界能量以下和临界温度以下没有平衡态。在这种情况下，系统预计会向黑洞坍缩。我们绘制了广义相对论费米气体的热量曲线，研究了系统中发生的不同类型的相变，并确定了$(R,N)$平面上的相图。恢复了$N\ll N_{\rm OV}$和$NR^3$固定的$R\gg R_{\rm OV}$的非相对论性结果。对于$N\gg N_{\rm OV}$和$R\gg R_{\rm OV}$，在$N/R$固定的情况下，恢复了经典结果。我们强调了一种物理感兴趣的情况下，气态费米气体，通过冷却，首先经历了一个相变到一个紧凑的对象（白矮星，中子星，暗物质费米子球），然后崩溃成一个黑洞。这种情况发生在微正则系综时，$N_{\rm OV}<N<3.73\, N_{\rm OV}$。我们还涉及到从气态到核心晕…
2018-08-02 gr-qc
Spin-spin interaction in general relativity and induced geometries with nontrivial topology
我们考虑自引力旋量场和自引力旋转完美流体的动力学。结果表明，这两种物质分布可以诱导一个四分体的旋度4矢量描述的旋涡场：$ω^i = \frac12\eps^{iklm}e_{(a)k}e^{(a)}_{l;m}$，其中$e^{(a)}_k$是四分体的组件。这个领域的能量动量张量$T_{ik}(ω)$已被发现，并证明违反强和弱的能量条件，导致可能形成的几何形状与非平凡的拓扑结构，如虫洞。找到了广义相对论方程组的相应精确解，并证明了其它旋涡场，磁场也可以具有这样的性质。
2009-12-11 gr-qc
Weakly-Gravitating Objects in dynamical Chern-Simons gravity and Constraints with Gravity Probe B
传统上，对太阳系的观测允许对爱因斯坦的广义相对论进行非常严格的检验。在这里，我们重新审视使用这些观测来约束动力学陈-西蒙斯引力中所封装的引力宇称破坏的可能性。本文在小耦合近似和后牛顿近似下，解析计算了孤立的、弱引力的、具有均匀自转和四极质量形变的天体内外的引力场的标量场和重磁扇区。我们发现，外部场的渐近剥离行为与黑洞和中子星以及非相对论性物体的渐近剥离行为是一致的，其总体系数是不同的，并且取决于弱场源的结构。然后，我们使用这些领域明确地计算动力学陈-西蒙斯校正的自旋进动的陀螺仪在地球周围的轨道，我们发现在相同的方向作为广义相对论的Lense-Thirring效应。然后，我们比较这个校正的自旋进动预测的广义相对论的重力探测器B实验的结果，把一个约束动力学陈-西蒙斯理论，是与以前的近似估计。尽管我们主要关注单个物体，但我们的方法可以直接扩展到二元系统或N个物体。
2018-10-31 gr-qc
Equations of motion of self-gravitating $N$-body systems in the first post-Minkowskian approximation
本文在广义相对论的第一个后闵可夫斯基近似下，重新讨论了$N$自相互作用大质量粒子（无自旋）系统的运动方程问题。我们写的运动方程，引力场和相关的守恒积分的运动的形式适合于比较最近发表的后牛顿（PN）的结果在4PN顺序。我们表明，拉格朗日方程的运动在调和坐标是一个广义的，并计算所有的条款线性$G$到5 PN阶。我们讨论的哈密顿量的框架中的质量中心，并展示一个正则变换连接到以前的结果直接获得的广义相对论的哈密顿形式。最后我们恢复了已知的1 PM量级两粒子引力散射角的结果。
2018-06-21 gr-qc
'Stealth' singularities from self-gravitating fermions
SUPA, School of Physics and Astronomy, University of St Andrews（圣安德鲁斯大学物理与天文学学院）；Centre for Fluid and Complex Systems, Coventry University（考文垂大学流体与复杂系统中心）；School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews（圣安德鲁斯大学数学与统计学院）
本文提出一个新的解析解，描述自引力费米子的静止态，其波函数既指数衰减又可归一化，但存在裸奇点且引力质量为零，使质量隐形。
2025-08-14 gr-qc
Complexity Factor For Static Anisotropic Self-Gravitating Source in $f(R)$ Gravity
在最近的一篇论文中，Herrera \cite{2}（L. Herrera：Phys. Rev. D97，044010（2018））提出了广义相对论中静态自引力流体复杂性的新定义。在这篇文章中，我们实现了静态自引力流体的复杂性定义的情况下，$f(R)$重力。在这里，我们发现，在$f(R)$重力的框架中，Herrera提出的复杂性定义完全基于曲率张量的正交分裂中出现的复杂性因子。已经观察到，具有均匀能量密度分布和各向同性压力的流体球能够减小其复杂性因子。我们有兴趣看到$f(R)$项对自引力物体复杂性因子的影响。具有非均匀能量密度和各向异性压力的引力源具有最大的复杂性。此外，如果在存在$f(R)$暗源项的情况下能量密度的不均匀性和各向异性压力的影响相互抵消，则这种流体可以具有零复杂性因子。此外，我们还找到了满足复杂性准则的修正的$f(R)$场方程的内部精确解，并详细讨论了这一新概念在紧致物体结构研究中的应用。有趣的是，如果$f(R)$是广义相对论的极限，那么以前关于广义相对论中静态自引力流体的复杂性的结果可以从我们的分析中恢复。最后对未来的研究方向进行了展望。
2018-06-11 gr-qc
Torsionally-gravitating charged matter fields and quanta
在本文中，我们将考虑充满电动相互作用物质场的引力背景的扭转完成，采取费米类型，最终导出像奇点的不可能性和限制的可能性这样的性质，这两者都是正确的量子描述所必需的。
2016-01-26 gr-qc
Gravitating monopole and its black hole solution in Brans-Dicke Theory
我们在Brans-Dicke理论中找到了一个自引力黑洞及其黑洞解。我们主要讨论这些解在爱因斯坦框架下的性质，并与广义相对论中的解进行比较。
1999-06-24 gr-qc hep-th
Relationship of gauge gravitation theory in Riemann-Cartan spacetime and general relativity theory
研究了黎曼-嘉当时空中规范引力理论的最简单变形，它导致宇宙学奇点问题和暗能量问题的解决。结果表明，在一般引力系统的情况下，通过对引力拉格朗日量的不定参数作一定的限制，该理论导出了具有有效宇宙学常数的爱因斯坦引力方程。
2017-04-19 gr-qc
The thermodynamics of self-gravitating systems in equilibrium is holographic
我们表明，当我们研究广义相对论与热力学的共存时，一些通常被认为是全息的物理性质和量子引力的领域实际上可以在经典水平上访问。特别是，我们证明了引力系统在平衡态的热力学是完全指定的系统的边界上定义的变量，即边界的几何形状和外在曲率。因此，由于经典引力理论的结构（对称性），信息被非平凡地包含在边界变量中，而没有任何来自量子理论的输入（例如黑洞熵）。
2014-01-15 gr-qc
Towards a Stable Numerical Evolution of Strongly Gravitating Systems in General Relativity: The Conformal Treatments
我们研究了三维数值演化的爱因斯坦方程的稳定性，比较标准的ADM制定一个家庭的配方，分离出的共形和无痕部分的系统的变化。我们开发了一个实施的保形无痕（CT）的方法，提高了稳定性的性质，在不断变化的弱和强引力场，真空和时空与积极耦合的物质来源。研究的例子包括弱和强引力波包、黑洞、玻色子星和中子星。我们展示了在什么条件下的CT方法在三维数值演化的ADM制定相比，给出了更好的结果。特别是，我们表明，我们的CT方法的实施提供了更多的长期稳定的演变比ADM在所有的情况下研究，但在短期内不太准确的分辨率范围内使用我们的3D模拟。
2000-05-11 astro-ph gr-qc
Dynamical compact elastic bodies in general relativity
我们证明了局部存在的解决方案的爱因斯坦弹性方程，代表自引力，相对论性的弹性体与紧凑的支持。
2014-10-18 gr-qc math.AP
Complexity factor for a static self-gravitating sphere in Rastall-Rainbow gravity
本文将复杂度因子定义推广至Rastall-Rainbow引力，发现其度量主动引力质量偏离，并证明零复杂度条件与广义相对论一致，揭示了其深层几何基础。
2024-10-04 gr-qc
Gravitating Tubes Beyond World Line Paradigm In General Relativity
Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology（萨达尔·瓦拉巴伊·国家技术学院）
针对点粒子描述与广义相对论不相容的问题，提出余维数为零的管状结构作为引力物质的描述，其光滑的应力-能量张量满足能量条件，并在紫外极限下恢复点粒子作用量。
2026-07-02 gr-qc physics.class-ph
Chaos in self-gravitating many-body systems: Lyapunov time dependence of $N$ and the influence of general relativity
在自引力$N$ -物体系统中，在开始时引入的小扰动，或由数值积分器产生的或由于计算机精度有限而产生的无穷小误差，随时间呈指数增长。对于牛顿的引力，我们确认早期的结果，对于相对均匀的系统，这种增长率每交叉时间增加与$N$高达$N \sim 30$，但对于较大的系统，增长率有一个较弱的缩放与$N$。然而，对于集中式系统，指数增长的速率继续随着$N$而扩展。在相对论性自引力系统中，增长率几乎与$N$无关。然而，只有当系统的平均速度接近光速的三个数量级时，这种效应才是明显的。在Einstein-Infeld-Hoffmann运动方程中，通常采用只考虑相互作用项的近似方法，与考虑相互作用项（或交叉项）的近似方法相比，多体系统的混沌行为有着本质的不同.这一结果为进一步研究广义相对论对轨道混沌的微观效应以及高阶交叉项对Einstein-Infeld-Hoffmann运动方程泰勒级数展开的影响提供了有力的动力。
2021-11-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Dynamical model of expansion free dissipative perfect fluids in general relativity
本文研究了球对称自引力星，它被认为是无膨胀耗散的理想流体分布。最近的一些研究表明，膨胀自由的动力星必须加速和耗散。我们采用了一些方法得到了这类恒星动力学模型的解析解。首先，在准静态扩散近似下，证明了动力星的密度是均匀的，并且是\Lamada控制的。其次，还讨论了自相似解来描述动力学模型。
2020-05-12 gr-qc
Soliton solution of a gravitating chiral quark soliton model: dynamical fermion and Dirac-sea in general relativity
Tokyo University of Science（东京科学大学）
本文在球对称弯曲时空中将手征夸克孤子模型与爱因斯坦引力自洽求解，发现狄拉克海稀释引力效应，并在大动力学质量下导致负ADM质量。
2026-09-29 gr-qc hep-th
The global nonlinear stability of Minkowski spacetime for self-gravitating massive fields. A brief overview
本文是对与马跃合作的一系列论文的简要回顾，这些论文建立了耦合波-Klein-Gordon方程组的几个新的存在性结果。我们的方法，双曲双曲面方法，使我们能够解决广义相对论的爱因斯坦方程的全球演化问题，并调查全球几何的物质时空，最初接近闵可夫斯基时空。
2016-12-30 gr-qc math.AP
Sound Speeds, Cracking and Stability of Self-Gravitating Anisotropic Compact Objects
利用破裂的概念，我们探讨了密度涨落和局域各向异性对广义相对论中局域和非局域各向异性物质组态稳定性的影响。这个概念，被认为是描述的行为的流体分布后，刚刚离开平衡，提供了一种替代方法来考虑稳定的自引力紧凑的对象。我们表明，潜在的不稳定区域内的配置可以确定为沿切向和径向方向的声音传播的差异的函数。事实上，发现当在分布内的特定点处，切向声速大于径向声速时，这些区域可能出现。
2007-07-22 gr-qc
Nonstationary self-gravitating configurations of scalar and electromagnetic fields
物理场引力位形的数学模拟是现代引力理论的优先方向之一。在广义相对论框架内构造的大多数精确解都是静态或定态构型。这是由于在非平稳性假设下求解爱因斯坦方程的客观复杂性。本文提出了一种构造球对称非线性实标量场和电磁场的非定常位形的方法，并假定它们都与引力最小耦合。它是基于一个不变方程的隔离写的特征函数和标量场的潜力。使用所提出的方法，一个精确的非定常解与非平凡的时空拓扑结构将被构造。
2019-12-01 gr-qc
General proof of the entropy principle for self-gravitating fluid in static spacetimes
我们表明，对于任何理想的流体在一个静态的时空中，如果爱因斯坦约束方程得到满足，流体的温度服从托尔曼定律，那么爱因斯坦方程的其他组件是隐含的假设，流体的总熵达到一个极值固定的总粒子数和一定的边界条件的度量的所有变化。相反地，我们可以证明爱因斯坦方程隐含了流体总熵的极值。与以前在这个问题上的工作相比，我们不需要时空的球对称性。我们的结果表明热力学和广义相对论之间有着广泛而坚实的联系。
2014-08-13 gr-qc
Cosmic adventures in stringland: Scattering of bosonic and fermionic fields in gravitating cosmic string spacetimes
我们表明，当考虑标量场在引力宇宙弦时空中的散射时，标准分波方法的散射振幅是奇异的。为了避免时空渐近锥结构引起的发散，我们对分波形式中的渐近近似进行了修正，并对相移和总散射截面进行了修正.我们还建立了一个宇宙弦时空度规的玩具模型，并展示了与涡旋规范场的局部相互作用如何影响标量场的总截面。然后，我们应用这种形式主义的狄拉克场，并显示了明确的公式的费米总截面。最后，我们研究了玻色子场和费米子场在阿贝尔和非阿贝尔引力宇宙弦时空中的散射，并证明了散射截面具有阻尼振荡。为了理解这种行为的起源，我们使用上述玩具模型来证明时空特定的渐近结构导致了所观察到的振荡。
2021-12-24 gr-qc hep-ph hep-th
Weak equivalence principle for self-gravitating bodies: A sieve for purely metric theories of gravity
我们提出了自引力试验体的几乎测地线运动作为引力度量理论中一个可能的选择规则。从一个启发式的声明，“引力弱等效原理”，我们建立了一个正式的，可操作的测试能够探测的有效性的原则，任何度量理论的重力，在任意数量的时空维度。我们表明，如果理论承认一个适定的变分公式，这个测试挑出只有纯粹的度量引力理论。这个结论重现了广义相对论（也有宇宙学常数项）和标量张量理论的已知结果，但也扩展到了有争议或未知的情况，如f（R）和Lanczos-Lovelock理论。因此，我们提供了超越标准方法的新工具，后者是不确定的或不适用的。
2014-04-11 gr-qc
Quasistationary solutions of self-gravitating scalar fields around collapsing stars
最近的研究表明，黑洞周围的标量场可以形成长寿命的准稳态结构，在宇宙学时间尺度上存活下来。有了这个要求，标量场就不能作为中心超大质量黑洞（SMBH）周围星系中暗物质晕模型的可行候选者而被抛弃。大多数高红移的SMBH形成的一个假设是质量为$\sim10^5 \rm {M_{\odot}}$的超大质量恒星（SMS）的引力坍缩。因此，标量场的准束缚态存在的一个约束条件是它们对这样的动态事件的生存。为了回答这个问题，我们在本文中提出了一系列的引力坍缩，球对称恒星周围的自引力标量场的数值相对论模拟的结果。我们使用一个理想流体状态方程与绝热指数$Γ=4/3$，这是足够的模拟辐射为主的等熵SMSs。我们的结果证实了恒星坍缩后，非旋转黑洞周围存在振荡的、长寿命的、自引力的标量场组态。
2015-11-04 gr-qc
Wave-optical treatment of the shadow cast by a large gravitating sphere
我们研究了一个类似于太阳的大引力球所投射的阴影。为此，我们考虑广义相对论第一后牛顿近似下静态质量粒子产生的引力场。本文研究了单色电磁波在一个大的、不透明的引力球附近的传播。为了处理身体的不透明性和它的物理尺寸，我们实现了完全吸收的边界条件，并开发了由该对象形成的阴影的波动光学处理。基于这种方法，我们证明了阴影的结构是由史瓦西半径的身体和它的物理尺寸。由于弯曲时空的折射特性，阴影的边界具有向内弯曲的凹旋转双曲面的形状。我们证明阴影中没有光。然而，即使存在引力和光子轨道的相关引力弯曲，也存在阿拉戈亮点，它形成在完美的球形遮蔽物后面。
2018-08-31 gr-qc
False Vacuum Lumps with the Fermionic Core
在标量场势中，当核中存在费米子时，存在一个由真真空包围的假真空核的稳定引力块。这些物体可能以不同的尺度存在于宇宙中。
2004-01-30 gr-qc
Gravitating Scalars and Critical Collapse in the Large $D$ Limit
本文在渐近平坦和渐近反de Sitter空间中，对球对称标量场给出了广义相对论的大$D$极限. $1/D$展开式中的首阶方程可以解析求解，从而提供了振荡孤子星的大$D$描述。当振幅达到一个临界阈值时，会出现某些发散，我们将其解释为层位形成的信号。我们估计所产生的黑洞的大小，并获得，相对于该定义，我们的家庭的解决方案的Choptuik标度指数。
2018-07-26 gr-qc hep-th
Decoupling gravitational sources in general relativity: from perfect to anisotropic fluids
我们展示了广义相对论中第一个简单、系统和直接的引力源解耦方法。作为一个直接的应用，一个强大的和简单的方法来产生各向异性的解决方案的自引力系统从完美的流体解决方案。
2017-04-28 astro-ph.SR gr-qc hep-th
Quasi-stationary solutions of self-gravitating scalar fields around black holes
最近的微扰研究表明，在黑洞周围存在长寿命的准定态标量场。特别是，这样的配置已被发现生存的宇宙学时间尺度，这是一个可行的暗物质晕模型的基础上，这种类型的结构的星系的要求。本文对被自引力标量场包围的动态非旋转黑洞进行了一系列的相对论数值模拟。在球坐标系下，在球对称假设下，数值求解了由爱因斯坦方程和克莱因-戈登方程组成的耦合方程组。我们的结果证实了在具有丰富标量场环境的高动态时空中，非旋转黑洞周围存在振荡的、长寿命的、自引力的标量场组态。我们的数值模拟是长期稳定的，并允许提取的谐振频率，使线性化制度中获得的结果进行直接比较。我们模拟的一个副产品是爱因斯坦方程的合理长寿命解中存在简并性，这将引起测试粒子的相同运动，无论是否存在准束缚态。
2015-07-30 gr-qc
Gauge Formalism for General Relativity and Fermionic Matter
在纤维丛变分学的框架下，发展了一种新的弯曲空间上旋量的形式。该理论具有规范理论的结构，描述了引力场和旋量之间的相互作用。用自旋标架代替度规场，给出了广义相对论的规范结构。最后，在一般协变形式下计算了守恒量和超势。
1997-05-20 gr-qc
The global nonlinear stability of Minkowski space for self-gravitating massive fields
在这本专著中提出的理论建立了第一个严格的数学结果的全局非线性稳定性的自引力物质的小扰动下的渐近平坦，类空超曲面的闵可夫斯基时空。它允许人们排除动力学不稳定的、自引力的大质量场的存在，因此解决了广义相对论中一个长期存在的问题。通过对他们在2014年引入的双曲叶方法的重大扩展，作者建立了爱因斯坦方程的时间全局存在性，该方程表示为耦合波-克莱因-戈登偏微分方程系统。度规场和物质场是在Sobolev型函数空间中寻找的，该空间是从闵可夫斯基时空的平移和提升中适当定义的。
2017-07-03 gr-qc math.AP
Self-gravitating fluid shells and their non-spherical oscillations in Newtonian theory
我们总结了一般形式主义描述表面流在三维空间中的形式，这是适合于各种天体物理学的应用。然后，我们应用的形式主义的非径向扰动的自引力球壳的分析。球对称引力壳（或气泡）已被用于许多模型问题，特别是在广义相对论和宇宙学。一个径向振动的壳最近被建议作为一个可变的宇宙物体的模型。在牛顿引力理论中，我们证明了自引力静态流体壳对于线性非径向扰动是不稳定的。只有具有负质量的壳（气泡）（或具有电荷，其排斥力由张力补偿）是稳定的。
1999-03-29 astro-ph gr-qc
Chaos, Regularity, and Noise in Self-Gravitating Systems
本文总结了作者和他的合作者最近获得的一些新的、潜在重要的结果，这些结果影响了牛顿和广义相对论中与引力N体问题有关的各种问题。涉及的主题包括：（1）直接N体模拟及其解释，参考所观察到的初始条件对微小变化的指数不稳定性和“非暴力弛豫”现象（2）广义相对论的无碰撞玻尔兹曼方程的哈密顿结构，即，弗拉索夫-爱因斯坦系统;（3）“瞬态系综动力学”，即，，不可积平均场势中轨道集合的短时统计特征;（4）银河系动力学中常用的光滑势近似的结构稳定性。
1994-10-28 astro-ph chao-dyn gr-qc
Uniformly Rotating Rings in General Relativity
本文讨论了广义相对论性的、自引力的、匀速旋转的、具有环形拓扑结构的理想流体（无中心物体）。对于描述流体物质的状态方程，我们考虑多方以及完全简并的完美费米气体模型。我们发现，相应的配置具有类似的性质，均匀相对论戴森环。一方面，对于物体内部给定的最大质量密度，质量没有限制。另一方面，每个模型允许准稳态过渡到极端克尔黑洞。
2005-09-02 gr-qc
A general maximum entropy principle for self-gravitating perfect fluid
考虑一个由球对称理想流体组成的自引力系统。利用熵密度的一般表达式，在粒子总数一定的约束下，求出总熵$S$的极值。结果表明，$S$的极值与相对论性的TOV流体静力平衡方程完全一致.此外，我们将最大熵原理应用于荷电理想流体，导出了广义TOV方程。我们的工作为广义相对论和普通热力学之间的基本关系提供了有力的证据。
2012-01-19 gr-qc hep-th
Fermionic current in general relativity
在广义相对论中，仿射联系要求是对称的，因此挠率为零，而根据爱因斯坦-嘉当理论，挠率与由嘉当方程表示的自旋张量有关。我们根据爱因斯坦-嘉当理论的结果来考虑广义相对论中的旋量理论，在广义相对论中要求仿射联系是对称的，所以挠率为零，而根据爱因斯坦-嘉当理论，挠率与由嘉当方程表示的自旋张量相联系。我们考虑旋量理论在广义相对论在光的结果爱因斯坦嘉当的理论。这项工作从研究自旋连接系数开始，计算正则动量检测到旋量旋转电流;费米子旋转电流与Cartan方程解释的扭转有关，即使仿射连接是对称的，我们也发现这种扭转贡献。在最后的考虑中，我们分析了相互作用项（如狄拉克旋量的全作用量中所写的），并将它们与线性化引力的结果进行了比较。我们推断引力磁性在线性化理论中得到了很好的描述，而产生费米子流的自旋联系项被抵消了，所以我们的意思是这些项描述了不同的相互作用。
2022-11-23 gr-qc
Quantum spreading of a self-gravitating wave-packet in singularity free gravity
本文将首次研究自引力介观系统的波包如何在爱因斯坦广义相对论之外的理论中传播。特别地，我们将考虑一个没有幻影的无穷导数引力，它解决了势中的$1/r$奇点--使得势的梯度在非定域尺度内消失。我们将表明，量子波包传播速度更快的幽灵和奇异性的牛顿相比，相比，在实验室中的短距离引力的经典和量子性质，因此为我们提供了一个独特的场景在不久的将来。
2018-01-25 gr-qc quant-ph
Structure and evolution of self-gravitating objects and the orthogonal splitting of the Riemann tensor
在广义相对论的背景下，用黎曼张量的正交分裂得到的五个标量写出了控制具有各向异性应力的自引力球对称耗散流体的结构和演化的全套方程。结果表明，这些标量直接关系到流体分布的基本属性，如：能量密度，能量密度的不均匀性，局部各向异性的压力，耗散通量和积极的引力质量。它还表明，在静态的情况下，所有可能的解决方案，爱因斯坦方程可以明确表示通过这些标量。一些解决方案展示来说明这一点。
2009-03-20 astro-ph.SR gr-qc
Methods for relativistic self-gravitating fluids: From binary neutron stars to black hole-disks and magnetized rotating neutron stars
对事件GW 170817的灾难性观测，首先是沿着两颗中子星的螺旋运动的引力波，然后是短暂的$γ$射线爆发，后来是千新星，开启了多信使天文学的时代，并在促进我们对一些长期存在的问题的理解方面发挥了关键作用。这种多信使源的数值模拟是理解紧凑物体物理学的重要工具，更广泛地说，是理解极端条件下物质物理学的重要工具。在这篇评论中，我们提出了一个统一的观点，用于获得平衡和准平衡解决方案的三个天体物理相关的相对论，自引力流体系统：二元中子星，黑洞盘，磁化旋转中子星的各种技术。这些解决方案是必要的，不仅为这样的紧凑的对象建模，但同样重要的是，在数值相对论模拟提供自洽的初始数据。而不是提出的配方和数值算法的全部细节，我们专注于画的方法，以解决这些问题，并促进未来的工作在该地区。
2021-12-09 gr-qc
Self-gravitating fluid solutions of Shape Dynamics
形状动力学是一种三维共形不变的引力理论，它与广义相对论一样，拥有大量的解。当仔细观察，这些解决方案被发现在令人惊讶的方式表现，因此，为了探索的健身形状动力学作为一个可行的替代广义相对论的人必须找到和理解越来越复杂，不对称的精确解，微扰研究和数值分析的基础上，以比较它们与数据。球对称的精确解已经被研究过，但只是在静态真空装置中。在这项工作中，我们构造了一类依赖于时间的形状动力学的第一性原理的精确解，代表了一个中心的不均匀性在不断发展的宇宙学环境。通过假设只有一个完美的流体源在球对称的几何形状，我们表明，这个完全动态的非真空解决方案满足在所有的一般性的形状动力学的哈密顿结构。最简单的选择的解决方案被证明是一个成员的McVittie家庭。
2016-06-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
General-Relativistic Thomas-Fermi model
本文在广义相对论的费米子模型框架下研究了自引力大质量费米子系统。我们研究了自由能泛函的性质及其与爱因斯坦场方程的关系。然后，我们用一组自洽方程描述了自引力费米子气体。
1999-03-09 astro-ph gr-qc
Self-gravitating field configurations: The role of the energy-momentum trace
在广义相对论的框架下，研究了能量动量张量为非负迹的静态球对称物质分布。我们证明，这种场的配置一定是高度相对论性的对象。特别地，对于具有$T\geqα\cdotρ\geq0$的物质场（这里$T$和$ρ$分别是场的能量动量张量和能量密度的迹，$α$是非负常数），我们得到了规则场位形紧致性（质径比）的下界$\text{max}_r\{2m(r)/r\}>(2+2α)/(3+2α)$.此外，我们证明了这些紧凑的对象必须拥有（至少）{ \it两个}光子球，其中之一表现出{ \it稳定}零测地线的陷阱。在相应的弯曲时空中存在稳定的光子球，表明这些致密物体可能是非线性不稳定的。因此，我们推测，能量动量张量的负迹是广义相对论中稳定的、类孤子（规则）场组态存在的{ \it必要}条件。
2014-12-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Dynamics of a global string with large Higgs boson mass
我们考虑了由广义相对论中的整体涡旋解产生的自引力弦。我们研究了在中心线区域内的全球涡旋的爱因斯坦方程和场方程，该涡旋距离中心为希格斯玻色子质量的倒数。通过结合两者，我们建立了一个大希格斯质量的限制过程的动力学的自引力全球字符串。在我们的假设下，引力的存在限制了整体弦的世界片是全测地线的。
1998-01-12 gr-qc
Some Physical Consequences of Abrupt Changes in the Multipole Moments of a Gravitating Body
利用广义相对论中的Barrabès-Israel类光壳理论，明确地证明了一般情况下类光壳伴随着脉冲引力波。引力波通过其对外尔共形曲率张量中狄拉克δ函数项的彼得罗夫N型贡献来识别（在波和壳的零超曲面历史上δ函数奇异）。一个例子中，一个渐近平坦的静态真空外尔时空经历了一个突然的变化，其孤立的轴对称源的多极矩的零超曲面。一个类光壳和一个脉冲引力波被识别，都具有零超曲面作为历史。壳层中的应力能量主要由源的四极矩（质量）的跳跃控制（在离源很远的地方），而四极矩的跳跃主要是造成应力各向异性的原因。引力波的存在主要归功于源的四极矩的跳跃，这证实了我们的预期。
1997-01-13 gr-qc
