Spacetime structure and asymmetric metric from the premetric formulation of electromagnetism
在回顾了从预度规电动力学构造度规的经验改进的准确性在skewon的情况下,我们探讨skewon的时空度规的建设中的作用,在全预度规电动力学。对于度量主部分加上偏尾部分,我们已经表明,在弱场/弱EEP违反限制中,I型偏尾部分被约束为<几× 10^(-35)。第二类斜交零件在一阶中不受约束。然而,在第二阶中,它引起双折射;非双折射观测将II型偏斜部分限制为10^(-19)。然而,一个额外的非度量诱导的二阶贡献的主要部分本构张量补偿II型偏双折射,使其nonbirefringent。这种二阶贡献只是由反对称张量引入的核心度量主本构张量的额外部分。从Tamm-Rubilar张量密度和具有非对称度规诱导本构张量的时空介质的色散关系,我们知道它是非双折射的。反对称度规诱导的本构张量在分解中有一个赝标部分。通过对宇宙极化旋转的观测,他的部分的变化被限制在< 0.03,并且给出了对6自由度反对称度规的一个限制。这6个自由度的实验和理论的进一步研究是必要的。
2014-11-03 gr-qc
Dimensions and Units in Electrodynamics
我们勾勒出经典电动力学的基础,特别是当爱因斯坦在1915年成功地建立了广义相对论时发生的转变。在1916年爱因斯坦证明,通过选择合适的电磁场变量,可以将麦克斯韦方程转换成在一般坐标变换下协变的形式。通过科特勒、卡尔丹、范丹齐格、斯考滕和多热洛、图平和特鲁斯德尔以及波斯特的基本贡献,这一点可以被称为{ \em premetric classical electrodynamics}。这一框架将很快加以描述。分析了电动力学中涉及的物理尺寸,并随后讨论了单位问题。将指出,这些结果是未触及的推广经典量子电动力学(QED)。我们将我们的结果与{ \sl L.B.他在最近的一次会议上提出的。
2004-07-05 gr-qc hep-th physics.class-ph
Is the Lorentz signature of the metric of spacetime electromagnetic in origin?
我们用激发H和场强F来表述经典电动力学的一个预度量版本。假设H和F之间存在局部的、线性的、对称的时空关系。如果假设电/磁的互易性,则它产生时空的洛伦兹度规,从而排除了欧几里得签名(尽管如此,还是详细讨论了这一点)。此外,我们还确定了Dufay定律(同性电荷的排斥和异性电荷的吸引),Lenz规则(法拉第定律中的相对符号)和电磁能的符号。这样,我们就对电动力学中的符号规则和符号约定有了一个系统的理解。论文标题中的问题得到了肯定的回答。
2004-01-06 gr-qc hep-th physics.class-ph
Nonlocal Electrodynamics of Linearly Accelerated Systems
讨论了用直线加速观测器测量电磁辐射场的问题。强调了这一过程的非定域性。非本地理论的加速观察员进行了简要介绍,并说明了使用一个具体的例子,涉及测量的入射脉冲的辐射的观察员,经历均匀加速在有限的时间间隔内,这个理论的后果。
2004-10-05 astro-ph gr-qc hep-th
Observers in Spacetime and Nonlocality
在相对论中观察者的特征是批判性的检查。对于闵可夫斯基时空中的场测量,玻尔-罗森菲尔德原理意味着实际(即,非惯性)和惯性观测器必须是非本地的。非均匀旋转的观察者的非局域电动力学进行了讨论,并简要探讨了这一理论的自旋-旋转耦合现象的后果。
2013-03-04 gr-qc hep-th
Axion and dilaton + metric emerge from local and linear electrodynamics
我们快速地看一下自然界中不同的可能的普遍耦合标量场。然后,我们讨论了尺度变换(膨胀)群的测量,以及庞加莱群,如何导致Weyl-Cartan时空结构。在那里,森林被自然包围。此外,我们简单地描述了假设的轴子场的现象学。在本文的第二部分中,我们考虑了一个时空,它的结构完全由预度量的Maxwell方程和一个具有36个独立分量的四阶电磁响应张量密度$χ^{ijkl}= -χ^{jikl}= -χ^{ijlk}$来描述。这个张量密度包含了时空的磁导率、磁导率和磁电模量。没有度量,没有联系,没有规定进一步的属性。如果我们在这个时空模型中禁止双折射(双折射),我们最终会得到一个轴子、一个介子和一个具有洛伦兹签名的度规张量的10个分量的场。如果介子成为常数(真空导纳),而轴子场为零,我们就恢复了广义相对论的黎曼时空。因此,度量封装在$χ^{ijkl}$中,可以从中导出。[文件CarlBrans80_07.tex]
2016-03-26 gr-qc hep-th physics.class-ph
Acceleration-Induced Nonlocal Electrodynamics in Minkowski Spacetime
我们讨论了两种非定域电动力学模型,其中非定域性是由观察者的加速度引起的。这样的观察者实际上测量的是一个表现出持久记忆效应的电磁场。我们比较Mashhoon的模型与这里开发的一个新的模型的框架中的电荷和通量电动力学与本构关系涉及列维-奇维塔连接从观察者的本地框架,并得出结论,他们是在部分协议的情况下,只有恒定的加速度。
2000-03-24 gr-qc
One-loop quantum electrodynamic correction to the gravitational potentials on de Sitter spacetime
我们计算了单圈光子在de Sitter背景下对引力子自能的贡献,并用它求解了线性化的质点的爱因斯坦方程。我们的研究结果表明,一个共同运动的观察者看到一个对数空间运行牛顿常数。同样,静态观察者报告了牛顿势的长期抑制。
2016-01-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Electrodynamic Effects of Inflationary Gravitons
本文计算了局域de Sitter空间背景下暴胀引力子对点电荷和点磁偶极子电磁场的单圈修正。结果得到一个观察者在静止的共同移动的坐标,其物理距离的来源增加与膨胀的宇宙,并为一个观察者在静止的坐标,其物理距离的来源是恒定的。这两个源的场都显示出在平坦空间中发生的分数$G/r^2$修正的de Sitter模拟,但也有一些分数$G H^2$修正,这是由于虚光子从暴胀产生的大量红外引力子系综中散射造成的。共同运动的观察者感知到的点电荷的大小,以线性增加与共同运动的时间和几何学的共同运动的位置,然而,磁偶极子显示只有一个负的对数空间变化。静态观察者没有察觉到点电荷的长期变化,但他确实报告了磁偶极矩的长期增强。
2014-08-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Impact of curvature divergences on physical observers in a wormhole space-time with horizons
研究了曲率发散对测地线完备的黑洞时空中物理观测者的影响。这个时空是广义相对论的某些扩展与麦克斯韦电动力学耦合的精确解,粗略地说,它由两个Reissner-Nordström(或Schwarzschild或Minkowski)几何组成,由中心附近的球形虫洞连接。我们发现,尽管存在无限的潮汐力,因果联系从来没有失去的元素组成的观察者。这表明曲率分歧可能不像传统认为的那样是病态的。
2016-02-04 gr-qc hep-th
Nonlocal Effects in Black Body Radiation
非定域电动力学(英语:Nonlocal electrodynamics)是一种发展起来的形式主义,它包含了由观测者的非惯性状态引起的测量过程中的非定域效应。这个理论修正了麦克斯韦的电动力学,消除了局部性假设,即假设一个加速的观察者同时等效于一个共同运动的惯性参考系。在这种情况下,惯性和加速观察者之间的转换是广义的,影响物理场的属性。特别是,我们分析如何均匀加速观察者感知均匀和各向同性黑体辐射。我们发现,所有的非局部效应是短暂的,最相关的第一个时期的加速。
2016-01-19 gr-qc physics.class-ph
Proposal for observing the Unruh effect with classical electrodynamics
Unruh效应--根据该效应,在惯性观测器的(无粒子)真空状态下具有适当加速度a=常数的线性加速观测器经历了具有温度$T_U = a \hbar / (2 πk_B c)$的粒子热浴--刚刚完成了其$^{th}$ 40周年。一个“直接的”实验证实的Unruh效应已被视为与关注,因为线性加速度需要达到一个温度$1 K$的顺序是$10^{20} m/s^2$。尽管昂鲁效应可以被严格地认为是自由量子场论本身,但如果能观察到一些实验室现象来证明它的存在,那就令人满意了。在这里,我们提出了一个简单的实验,根据目前的技术,其结果可以直接解释的Unruh热浴。然后,而不是等待实验者进行实验,我们使用标准的经典电动力学来预测其输出,并表明它揭示了存在的热浴与温度$T_U$在加速帧。除非有人愿意质疑经典电动力学的有效性,否则这必须被视为对安鲁效应的虚拟观察。尽管有些声音仍然提出质疑,但安鲁效应就在我们中间。
2017-04-22 gr-qc hep-th quant-ph
Quantum Energy Inequalities in Pre-Metric Electrodynamics
预度规电动力学是电磁学的一个协变框架,具有一般的本构律。它的光锥结构可以比麦克斯韦理论的更复杂,如双折射现象所示。我们研究了具有线性本构律的量子化预度量电动力学理论的能量密度,并证明了在满足微局域谱条件的状态下,沿着合适观测者的世界线的能量密度的平均值服从量子能量不等式(QEI)。世界线必须满足两个条件:(a)经典的弱能量条件必须沿着它们成立,(b)它们的速度矢量具有正的收缩,所有的正频率为零的余矢量(我们称这种轨迹为“亚光速”)。在陈述了我们的一般结果之后,我们明确地给出了双折射不变单轴晶体中的电磁势。由于光在这种晶体中的传播是由两个嵌套的光锥控制的,该理论显示了普通(量子化)麦克斯韦电动力学所不具备的特征。然后,我们计算QEI界的惯性“亚光速”的观察员,这概括了已知的结果从麦克斯韦理论的世界线。最后,它表明,QEI失败沿轨迹,具有速度矢量是类时的光锥相对于只有一个。
2017-10-04 gr-qc hep-th math-ph
Covariant electrodynamics in linear media: Optical metric
虽然麦克斯韦方程组对所有惯性观测者的协变性假设导致爱因斯坦提出了狭义相对论,但广义协变性的进一步要求--在一般坐标变换下的形式不变性,包括加速坐标系之间的形式不变性--导致了广义相对论。在过去的二十年里,几条调查路线,特别是基于超材料的变换光学的发展,激发了人们对有重介质中电动力学的几何和时空协方差的作用的更大兴趣。我开发了一个一般的协变,坐标自由的框架,一般电介质中的电动力学居住在弯曲的背景时空。特别是,我推导出一个关系的空间介质参数测量的任意类时观察员。在这些介质参数方面,我推导出一个明确的表达式为双折射介质的芬斯勒光学度量,并显示它如何减少到一个黎曼光学度量nondifficult介质。这个公式提供了一个统一的方法,通过介质中的弯曲的时空,可以顺利地变化之间的正折射,负折射,真空射线和同余跟踪的基础。
2018-03-08 gr-qc physics.optics
General Boosted Kerr Black Holes and Papapetrou Electrodynamics
本文以一个一般的提升Kerr黑洞相对于未来零无穷远处的Lorentz坐标系的时空为背景,考察了它各自的Papapetrou场.考虑到它的唯一的Killing矢量,我们评估的电和磁组件-在Bondi-Sachs(BS)和Kerr-Schild(KS)坐标-的麦克斯韦场,来自时空等距。为此,我们考虑KS坐标中的一般类时观察者。在满足视界和能层形成的充分条件下,证明了在增强Kerr黑洞周围形成非奇异的磁场组态,而电对应物消失.不同的磁场图案的情况下,讨论的升压参数$γ$和方向$\boldsymbol{\hat{n}}$的变化。
2022-04-02 gr-qc
Maxwell equations in Schwarzschild spacetime for static and freely falling observers
Universidade Federal do Norte do Tocantins(托坎廷斯联邦北部大学)
基于tetrad框架,推导了史瓦西时空中静态和径向自由下落观测者的麦克斯韦方程组,揭示了引力修正和运动学耦合效应,并通过有效介质类比进行解释。
2026-06-12 gr-qc
Anisotropic Born-Infeld Cosmologies
各向异性的宇宙时空是由爱因斯坦方程的球对称解与非线性电动力学和正的宇宙学常数耦合而成的。这是通过找到其中$r$和$t$的角色对于所有$r>0$互换(即,$r$变为类时,而$t$变为类空)的解决方案来实现的。常时超曲面具有拓扑$R\times S^2$,并且在所考虑的所有时空中,当$t$趋于零时,两个球面的半径为零。另一维度的比例因子随着$t$在某些解中变为零而在其他解中变为零(或变为常数)而发散。后来,局部观测者会看到宇宙是均匀和各向同性的。
2001-02-27 gr-qc hep-th
Generic rotating regular black holes in general relativity coupled to nonlinear electrodynamics
在非线性电动力学和广义相对论的耦合下,基于最近引入的与电荷或磁荷相关的球对称一般规则黑洞时空,构造了规则旋转黑洞和无视界时空,对于特殊的时空参数值,这些时空约化为Barthel时空和Hayward时空.我们发现,弱和强的能量条件违反了这些通用的旋转黑洞的柯西视界内。给出了旋转黑洞与无视界时空的边界,确定了黑洞的视界和能层的边界。我们介绍了分离的卡特方程的测地线运动在这些旋转时空。对于最有趣的新类的规则时空,对应的磁荷的麦克斯韦场在弱场极限的非线性电动力学,我们确定的结构的圆形测地线,并讨论其性质。研究了中性粒子围绕“麦克斯韦”旋转规则黑洞沿稳定圆形轨道运动的周转星运动。我们表明,由遥远的观察者测量的周转频率和有关的中性测试粒子的振荡运动沿着稳定的圆形轨道周围的旋转奇异和定期麦克斯韦黑洞总是小于克尔时空。
2017-04-24 gr-qc
Radar orthogonality and radar length in Finsler and metric spacetime geometry
雷达实验将时空的几何学与观测者对空间长度的测量联系起来。我们调查芬斯勒时空的雷达实验,导致雷达正交性和雷达长度的一般定义。与观察者正交的方向雷达形成观察者经历的空间等时表面,并且雷达长度是观察者与空间对象相关联的物理长度。我们证明了这些概念上的四阶多项式芬斯勒时空几何可能出现的面积度量或前度规线性电动力学或在量子引力现象。在闵可夫斯基时空几何的显式推广中,我们明确地导出了观察者静止坐标系中欧氏空间长度测度的偏差。
2014-10-07 gr-qc math-ph math.DG
Causal structure and electrodynamics on Finsler spacetimes
我们提出了一个简洁的新定义芬斯勒时空,推广洛伦兹度量流形,并提供一致的物理背景。扩展标准的数学构造已知的芬斯勒空间,我们表明,几何对象,如嘉当非线性连接和它的曲率是很好的定义几乎无处不在芬斯勒时空,也对他们的零结构。这使我们能够用类时曲线和零曲线来描述完整的因果结构;这些对于模拟物理观察者和光的传播是必不可少的。我们证明了类时方向与洛伦兹几何中的情形一样形成一个具有零边界的开凸锥。此外,我们开发的芬斯勒时空的物理场论的作用积分,和工具来推导相应的运动方程。这些应用于构建电动力学理论,证实了声称的传播光沿芬斯勒零测地线。
2011-08-17 gr-qc math-ph math.MP
On the Unruh effect for hyperbolic observers in spacetimes of maximal proper acceleration
本文将最大固有加速度时空作为实现广义协变性和广义等效原理的弱形式,推广 Unruh 温度公式并证明其存在上限,且在激光等离子体加速系统中给出与束团粒子数相关的最大温度估计。
2025-07-31 gr-qc hep-th math-ph
Electrically charged regular black holes in nonlinear electrodynamics: light rings, shadows and gravitational lensing
该研究分析Dymnikova带电规则黑洞在非线性电动力学中的有效几何,发现其阴影比标准几何大近10%,并能模拟Reissner-Nordström黑洞的阴影和引力透镜特征。
2023-05-08 gr-qc
Photon-Gravity Coupling in Schwarzschild Spacetime
本文发展了弯曲时空量子电动力学的正则形式体系,系统研究了 Schwarzschild 引力场中的光子,证明了引力红移与退相干机制,计算了光子引力干涉相移并指出其观测可证伪牛顿引力及 Einstein 等效原理的外推。
2024-06-03 gr-qc hep-th math-ph
Effective metrics and a fully covariant description of constitutive tensors in electrodynamics
使用电磁学来研究模拟时空相当于考虑当给定的(Meta)材料将提供模拟时空模型时的一致性条件,或者-反之亦然--表征可以用(Meta)材料建模的给定度量。虽然一致性条件本身现在是众所周知的和研究的,但一旦它们被满足,度量的形式就不存在了。这个问题很容易回答,只要保持这两个研究领域的形式主义尽可能接近。虽然介质电动力学的完全协变公式已经存在了很长一段时间,但它们通常被(3+1)或6维形式主义所抛弃。在这里,我们将使用完全统一和完全协变的方法。这使得我们甚至可以将有效度规存在的相容性条件推广到平坦时空电动力学之外的任意背景度规。我们还展示了如何熟悉的矩阵介电常数$ε$,磁导率$μ^{-1}$,和磁电效应$ζ$可以被看作是三个独立的部分Bel分解的本构张量$Z^{abcd}$,即,正交分解的分量与给定的观测器与四速度$V^a$。最后,我们将使用摩尔-彭罗斯伪逆和密切相关的伪行列式,然后获得所需的重建的有效度量的介电常数张量$ε^{ab}$,磁导率张量$[μ^{-1}]^{ab}$,和磁电张量$ζ^{ab}$,作为一个显式函数$g_{\text{eff}}(ε,μ^{-1},ζ)$。
2017-12-20 gr-qc physics.class-ph physics.optics
Gravitational Lensing in the Charged NUT-de Sitter Spacetime
本文研究带电NUT-de Sitter时空中引力磁荷的观测可能性,通过求解类光测地线并构建透镜映射,推导阴影角半径、红移和传播时间,并指出与球对称静态时空的差异可用于判断黑洞是否具有引力磁荷。
2023-12-31 gr-qc