Strong gravitational lensing for the photons coupled to Weyl tensor in a Kerr black hole spacetime
首先给出了Kerr黑洞时空中与Weyl张量耦合的光子的运动方程，然后进一步研究了相应的强引力透镜。研究发现，黑洞旋转使耦合光子的传播变得更加复杂，这给光子轨道、偏转角、观测引力透镜变量和相对论图像之间的时间延迟等物理量带来了新的特征。事件视界外存在边圆光子轨道的耦合参数存在一个临界值，该临界值取决于黑洞的旋转参数和光子的偏振方向。当耦合参数接近临界值时，我们发现逆行光子的边缘圆光子轨道随旋转参数的增加而增加，这改变了旋转黑洞时空中边缘圆光子轨道的一个共同特征，即在没有Weyl耦合的情况下，边缘圆光子轨道总是随旋转参数单调减小.结合银河系中的超大质量中心天体，我们估计了强引力透镜中光子耦合到Weyl张量时相对论像之间的时间延迟等观测量。
2017-04-25 gr-qc
CMB-lensing beyond the leading order: temperature and polarization anisotropies
我们研究了弱透镜效应对CMB温度和偏振各向异性的影响。我们认为所有的影响超出了领先的顺序：后玻恩校正，LSS校正，并为偏振各向异性，校正由于在源的发射和在观察者的检测之间的偏振方向的旋转。结果表明，在小尺度下，对B模偏振的次前阶修正是不可忽略的，并且主要由旋转的贡献所决定，这是一个在以往的工作中没有考虑到的新效应.考虑到消失的原始引力波，由于旋转的B-模式修正是可比的宇宙方差$\ell \gtrsim 3500$，在所有其他光谱的校正总是低于该阈值的一个单一的多极。此外，所有的影响之和大于宇宙方差在高多极，表明高阶透镜校正B模式偏振原则上是可检测的。
2018-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Strong Gravitational Lensing for Photon Coupled to Weyl Tensor in Kiselev Black Hole
本文的目标是研究Kiselev黑洞中与Weyl张量耦合的光子的强引力透镜和偏转角现象。在这里，我们把Chen和\cite{1}关于Schwarzschild黑洞的工作推广到Kiselev黑洞.为此，我们建立了Kiselev黑洞时空中与Weyl张量耦合的光子运动方程、零测地线和光子球方程。发现光子的运动方程不仅依赖于光子与外尔张量之间的耦合，而且还依赖于光子的偏振方向。在事件视界外存在边缘圆光子轨道时，耦合参数$α$存在一个临界值，该临界值取决于黑洞的参数和光子的偏振方向.此外，耦合光子的偏振方向和耦合参数$α$都改变了Kiselev黑洞时空中强引力透镜的光子球、偏转角和函数$(\bar{a}$和$\bar{b})$的性质.此外，还详细地给出了可观测的引力透镜量和Kiselev黑洞时空的阴影。
2020-05-11 gr-qc
Rotation of the CMB polarisation by foreground lensing
本文研究了CMB极化各向异性的弱透镜修正，指出极化旋转是微扰理论二阶必须考虑的真实物理效应，澄清了文献争议，并证明一阶下矢量和张量模式均无极化旋转。
2024-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Strong gravitational lensing in a rotating Kaluza-Klein black hole with squashed horizons
研究了旋转压缩Kaluza-Klein（KK）黑洞时空中的强引力透镜.结果表明，在旋转压缩KK黑洞时空中的强引力透镜与在四维Kerr黑洞和压缩KK Gödel黑洞背景中的强引力透镜有一些不同的行为.在旋转压缩KK黑洞时空中，与通常的四维Kerr黑洞时空不同的是，边缘圆光子半径$ρ_{ps}$、系数$\bar{a}$、$\bar{b}$、在$ϕ$方向上的偏转角$α(θ)$以及相应的观测变量与光子是顺背景旋转还是逆背景旋转无关.此外，我们还发现，在旋转压缩KK黑洞中，对于固定的旋转参数$b$，随着额外维$ρ_0$尺度的增大，边缘圆光子半径$ρ_{ps}$和相对论像$θ_\infty$的角位置先减小后增大，而在被压缩的KK Gödel黑洞中，当整体转动参数$j$较小时，它们增大，而当整体转动参数$j$较大时，它们减小.在极端压缩情形下，旋转压缩KK黑洞中的系数$ρ_0=0$随旋转参数单调增加，而在压缩KK哥德尔黑洞中，系数$\bar{a}$是一个常数，与哥德尔宇宙的整体旋转无关.
2014-02-26 gr-qc
Testing DM halos using rotation curves and lensing: A warning on the determination of the halo mass
有两个星系的观测可以提供一些洞察暗物质（DM）的性质，即旋转曲线和引力透镜。虽然第一个可以用牛顿极限来研究，第二个是完全相对论的。每一个单独不能确定DM的性质，但两者一起给我们这个开放的问题的关键信息。在这项工作中，我们使用一个静态的和球对称的度规模型DM晕在一个星系或星系团。度规包含两个自由函数，一个与质量分布有关，另一个与引力势有关。我们使用银河系，典型的旋转曲线，以明确地确定晕的运动学。我们分别计算了一个完美流体和一个标量场的质量函数，并证明了这两个模型可以拟合的意见，虽然有不同的质量。然后，我们采用透镜来区分这些模型。该程序代表使用两种测量方法对模型进行测试：旋转曲线和透镜效应。
2010-06-24 astro-ph.GA gr-qc
Combining rotation curves and gravitational lensing: How to measure the equation of state of dark matter in the galactic halo
我们认为，星系旋转曲线和引力透镜的组合观测不仅可以推导出星系的质量分布，而且还产生有关银河系流体压力的信息。我们量化这一声明，通过提高旋转曲线和透镜测量的标准形式主义的第一后牛顿近似。这种增强的形式主义与当前采用和建立的数据分析技术兼容，并且原则上可以用于在更一般的上下文中重新解释现有数据。这种新方法得到的密度和压力分布可以用来约束银河系流体的状态方程，因此可能会对暗物质的性质这一长期存在的问题提供新的解释。
2006-07-18 astro-ph gr-qc
Rotation of Polarization Vector, in Case of Non-Inertial Rotational Frame
在目前的工作中，广泛的旋转电磁波的极化矢量的旋转计算的观察者，谁也可以被认为是一个非惯性加速观察者。这里计算的偏振矢量的旋转仅是由于非惯性系的影响，考虑到光源在一定距离处并且它发射平面偏振光。以地球为旋转坐标系，计算了偏振矢量的旋转量，发现偏振矢量的旋转量取决于旋转坐标系的方位角和极坐标。本文还讨论了任意旋转坐标系引起的红移，并以地球为例计算了红移值。实验验证目前的工作的预测的可能性进行了讨论。
2019-04-11 gr-qc
Weak Gravitational Lensing of the CMB
弱引力透镜对宇宙微波背景（CMB）有几个重要的影响：它改变了CMB的功率谱，诱导非高斯性，并产生一个B模式偏振信号，这是一个重要的来源混淆的信号从原始的引力波。透镜信号也可以用来帮助约束宇宙学参数和透镜质量分布。我们回顾了这些影响的起源和计算。主题包括：广义相对论中的透镜效应、透镜效应势、透镜效应温度和偏振功率谱、约束暴胀的含义、非高斯结构、透镜效应势的重建、去透镜效应、天空曲率修正、模拟、宇宙学参数估计、星系团质量重建和移动透镜/偶极透镜效应。
2006-03-09 astro-ph gr-qc hep-ph
A comparison of CMB lensing efficiency of gravitational waves and large scale structure
我们提供了一个详细的治疗和比较的弱透镜效应，由于大尺度结构（LSS），或标量密度扰动和那些由于引力波（GW）或张量扰动，对温度和偏振功率谱的宇宙微波背景（CMB）。我们进行了分析，无论是在实空间中使用的关联函数方法，以及在球谐空间。我们发现一个有趣的相似性与LSS透镜和GW透镜的透镜内核。研究发现，透镜核的不同之处仅在于相对的负符号，它们的形式很容易让人联想到偶宇称和奇宇称双极球谐系数。通过这些透镜内核的数值研究，我们建立，由于GW的透镜是更有效地扭曲的CMB光谱相比，LSS透镜，特别是偏振功率谱。最后，我们认为，CMB B模式功率谱测量可以用来放置有趣的约束GW能量密度。
2013-09-23 astro-ph.CO gr-qc
A general relativistic argument for dark matter existence without invoking non-Keplerian rotation curves and gravitational-lensing data
这篇论文已被撤回的作者，因为在方程中提出的比例。(13)对于w = p/rho的所有值，并不保持时间冻结。因此，需要一个单独的更详细的分析，其中包含对所有w值都有效的广义Buchdahl不等式。新的分析还将关注比率的时间演变（13）。基本结果保持不变，但结果来自w=0的情况。
2006-01-28 astro-ph gr-qc hep-th
On gravitational lensing by quadrupole potentials
在线性化引力近似下，利用四极势和光子轨道积分研究了引力透镜。众所周知，四极势对偏离角的贡献远小于四极势对偏离角的贡献。然而，我们表明，四极势可以改变光子的偏振矢量，但没有从一阶项的贡献。当四极轴与光子轨迹相切时，效应最大，并且与偏转器四极矩的频率（速率）成比例。极化矢量的重正化消除了极化势对极化的二阶修正。
2006-06-16 astro-ph gr-qc hep-th
Image Rotation from weak Lensing
即将到来的无线电巡天将包括完整的偏振信息，这可能对弱透镜观测有用。我们提出了一种新的方法来测量（集成）引力场之间的源和观察者，通过观察之间的角度的射电星系的形态和偏振的方向。为此，我们利用这样的事实，即，虽然光子的偏振是沿着光子测地线平行传输的，但源的无穷小形状，例如椭圆情况下的主轴，是李传输的。作为一个例子，我们计算的形状矢量的旋转相对于偏振方向，这是由前景史瓦西透镜分布的透镜所产生的。对于射电星系，源的内在形态取向和它的偏振发射是相关的。因此，观察偏振和形态取向提供了关于非透镜源取向和沿着视线的引力势的信息。
2021-09-15 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Incompatibility of Rotation Curves with Gravitational Lensing for TeVeS
我们约束的单参数类TeVeS模型测试的理论对旋转曲线和强引力透镜数据在银河系尺度上，在我们的形式主义完全保持相对论。我们分析的结果是--至少在其最简单的原始形式中，这是迄今为止文献中唯一研究的形式-- TeVeS被排除在外，因为在不包括显著的暗物质成分的情况下，模型不能一致地同时拟合两组数据。它还表明，基本的宇宙学模型的细节是不相关的，我们的分析，这涉及到星系尺度。恒星的初始质量函数的选择-这影响重子质量的估计-被发现不会改变我们的结论。
2009-07-09 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Comparison of HMG and flat rotation velocities inferred from galaxy-galaxy weak lensing
Complutense University of Madrid（马德里康普顿斯大学）；Saint Louis University（圣路易斯大学）
本文比较HMG与MOND在弱透镜旋转速度上的表现，发现HMG在1 Mpc尺度略优，无需暗物质即可解释星系动力学异常。
2026-09-09 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Dark Energy Constraints in light of Pantheon SNe Ia, BAO, Cosmic Chronometers and CMB Polarization and Lensing Data
为了探索是否存在超越标准宇宙学模型的新物理，我们将最新最大的Pantheon Ia型超新星样本与重子声振荡、宇宙微波背景辐射、普朗克透镜效应和宇宙计时器的数据组合，约束了7个宇宙学模型.我们发现，在$Λ$ CDM宇宙学框架下，宇宙是平坦的，暗能量的约束状态方程与宇宙学常数假设非常一致，没有动力学暗能量存在的证据，在宇宙的暗扇区中没有暗物质与暗能量相互作用的迹象，在宇宙的中微子区不存在不育中微子。给出了三个活跃中微子总质量的95 $\%$极限$Σm_ν<0.178$ eV。很明显，基于当前观测数据集的标准宇宙学模型没有任何偏离。
2018-05-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
New method to revisit the gravitational lensing analysis of the Bullet Cluster using radio waves
本文修正 Francfort 等人基于无线电波偏振方向推断星系取向的引力透镜公式，将 shear 改为约化剪切，以在偏振方向测量精度优于 10° 时更准确地重新分析子弹星系团，并推广至一般星系团。
2023-09-30 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the polarization content of gravitational waves with strongly lensed binary black hole mergers
其他引力理论预测引力波最多有六种不同的偏振模式。引力波的强引力透镜效应使我们能够通过有效地增加来自同一天体物理源的观测次数来探测这些信号的偏振内容。由于多个观察到的透镜化图像与地球的旋转相结合而导致的透镜化时间延迟允许相对于源位置来定义有效的非共置干涉仪，并且因此利用更多的观察来探测替代偏振振幅。为了测量这些振幅，我们联合适合的图像观测到一个单一的引力波信号模型，考虑到图像放大率，时间延迟，和偏振模式振幅。我们表明，对于某些系统，我们可以进行测量的相对模式振幅透镜事件与两个可检测的图像。
2022-11-02 astro-ph.HE gr-qc
Weak and Strong Lensing Statistics
在简要介绍了引力透镜理论之后，将给出迄今为止所进行的引力透镜统计类型的粗略概述。然后，我将集中讨论星系-星系透镜效应的最新结果，这些结果表明，星系晕的范围比通过恒星和气体的旋转所能探测到的要大得多。
2001-08-15 astro-ph gr-qc
Impact of next-to-leading order contributions to CMB lensing
在这封信中，我们研究宇宙学参数估计的影响，从目前和未来的调查，由于超出领先秩序的CMB温度和偏振各向异性的透镜校正。特别是，我们展示了如何后玻恩校正，LSS效应和校正由于在源处的发射和在观察者处的检测之间的偏振方向的变化，在偏振光谱的测定中是不可忽略的。它们必须考虑到一个准确的估计宇宙学参数敏感，甚至基于这些光谱。我们详细研究了高阶透镜的张量标量比$r$的确定和相对论性物种的有效数量的估计$N_\text{eff}$的影响。我们发现，忽略高阶透镜项会导致误解这些修正为原始张量标量比约为$\mathcal{O}(10^{-3})$。此外，考虑到未来S4调查的准确度目标水平，它导致参数$N_\text{eff}$偏移近两个西格玛。
2017-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Impact of post-Born lensing on the CMB
本文研究后Born透镜化对CMB的影响，通过数值模拟发现其对收敛功率谱的修正及场旋转在当前观测水平下可忽略，但后Born非线性效应显著改变双谱形状，需纳入透镜化重建的偏差估计，且场旋转双谱有望在Stage IV观测中被探测到。
2024-05-31 astro-ph.CO gr-qc
The gauge invariant cosmological Jacobi map from weak lensing at leading order
我们用微扰理论计算了一阶弱透镜Jacobi映射，证明了它是规范不变的，也是对称的。因此，线性扰动不会引起任何旋转。然而，矢量和张量扰动诱导$B$ -模式的剪切。我们发现，相反，往往是在文献中声称的，剪切$B$模式的功率谱是不完全由旋转功率谱。此外，$E$模式剪切功率谱不是由收敛功率谱确定的。虽然这种差异对于标量扰动来说很小，但对于张量扰动，即引力波，它变得非常相关。
2022-06-13 astro-ph.CO gr-qc
Rotation of polarization by a moving gravitational lens
本文给出了一个简单的相对论运动引力透镜偏振旋转的公式，适用于任意偏转角和任意速度的引力透镜。当几何光学适用时，两个独立的分量对偏振的总旋转有贡献：（i）在透镜的框架中，偏振矢量经历由偏转角定义的最小旋转。（由一组远程观察者测量，或者如果以平行传播的四分体定义则没有旋转）;（ii）利用狭义相对论性的洛伦兹变换，可以精确地考虑透镜运动对偏振的影响。因此，引力透镜的效应可以通过零测地线的偏转角（不一定很小）和透镜的运动（不一定比光速小得多）来参数化。
2017-03-02 astro-ph.HE gr-qc
The rotation of polarization by gravitational waves
关于偏振电磁辐射通过引力波时偏振面的引力法拉第旋转，文献中有相互矛盾的说法。这个问题是重新考虑使用一个简单的形式主义描述的偏振平面的旋转在引力场，在几何光学近似。结果表明，在引力波振幅的第一顺序，旋转角是一个边界效应，消失的本地化（天体物理产生的）引力波和非零，但可以忽略不计，宇宙学引力波。
2007-09-04 astro-ph gr-qc
Rotation of Plane of Polarization of an Electromagnetic Wave Propagating over Cosmological Distances in "Finite Rotating Universe" Scenario
Nodland和Ralston声称在宇宙学距离上传播的电磁辐射的偏振平面的系统旋转已经被检测到。将Oszvath和Schücking的有限旋转宇宙作为实际宇宙的玩具模型，我们计算了该宇宙中电磁波偏振面的旋转，结果表明，观测数据与Oszvath-Schücking参数$k=0.39$。
1997-10-05 astro-ph gr-qc
Unified approach to secondary effects on the CMB B-mode polarization
本文发展了一种系统的、统一的方法来估计宇宙微波背景（CMB）极化的所有可能的二次（即非原生）非线性效应，称为视程曲线积分方法。在这种方法中，极化光子的玻尔兹曼方程被重写为沿着受扰宇宙中的精确测地线的视线积分，而不是线性阶CMB计算中使用的背景宇宙中的测地线。该方法解决了在光子自由流场中求解具有非线性引力效应的Boltzmann方程组的困难，从而将CMB透镜的标准重映方法统一为求解具有非线性碰撞效应的Boltzmann方程的直接方法。在本文中，我们推导公式：（i）包括所有的非线性效应;（ii）可以处理扩展的源，如再电离后的贡献。它提供了一个坚实的框架，讨论可能的系统在标准估计的CMB透镜的重映射方法。作为一个明确的演示，我们估计的次级B模功率谱引起的所有前景引力效应：透镜，红移，时间延迟，发射角，和偏振旋转效应。我们正确地定义这些效应，使它们没有任何重叠，也没有忽略任何效应。然后，我们表明，这些影响只给出了0.001-0.01%的数量级的校正标准透镜诱导的B-模式功率谱的和谐$Λ$冷暗物质模型。我们的结果证实了在即将到来的CMB实验中使用重映射方法的可靠性，该实验旨在探测张量标量比为$r \sim 10^{-3}$的原始引力波。
2021-09-10 astro-ph.CO gr-qc
Polarization distortions of lensed gravitational waves
在广义相对论（GR）中，引力波（GW）传播众所周知的正极化和交叉极化模式，这是无质量自旋2场的特征。然而，沿视线的干涉物体引起的GW的衍射可以引起由于GW曲率相互作用而引起的附加偏振的明显上升。在本文中，我们继续分析了本文的两位作者，对引力波透镜超越几何光学。特别是，我们计算的透镜效应所造成的点状透镜，在该政权的史瓦西半径$R_s$是远远小于波长$λ$的信号，本身小于的碰撞参量$b$。在这种情况下，时空的曲率会导致波的偏振畸变，从而出现有效的标量和矢量偏振。我们发现，这些明显的非GR偏振的振幅被抑制的一个因素$R_sλ/b^2$相对于GR类张量模式的振幅。我们估计的概率，以发展这些额外的偏振模式的脉冲星定时阵列带通过分布的星系旅行的近单色GW。
2021-11-11 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational lensing study of cold dark matter led galactic halo
在这项工作中的时空几何的晕区的旋涡星系考虑到所观察到的平坦的银河系旋转曲线的功能，调用Tully-Fisher关系，并假设存在冷暗物质在星系中。将这样得到的时空作为引力透镜进行引力透镜分析。研究发现，上述时空引力透镜理论可以一致地解释星系-星系弱引力透镜观测和著名的Abell 370星系团的引力透镜观测。
2021-07-14 astro-ph.GA gr-qc
Frequency- and polarization-dependent lensing of gravitational waves in strong gravitational fields
本文研究层级三体黑洞系统中引力波的引力自旋霍尔效应，计算频率与偏振相关的时间延迟、修正波形及失配，并利用GWTC-3约束和探测器灵敏度证明其可探测。
2024-05-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Strong gravitational lensing in a squashed Kaluza-Klein Gödel black hole
本文研究了在具有整体转动的哥德尔宇宙中的一个压缩Kaluza-Klein黑洞的强引力透镜.结果表明，在压缩的Kaluza-Klein Gödel黑洞时空中，强引力透镜具有与Kerr情形不同的行为.在压缩的卡鲁扎-克莱因哥德尔黑洞时空中，光子球半径、最小碰撞参数、系数$\bar{a}$、$\bar{b}$和在$ϕ$方向上的偏转角$α(θ)$与光子是顺哥德尔宇宙的整体旋转还是逆哥德尔宇宙的整体旋转无关。而在Kerr黑洞中，逆行光子和逆行光子的这些量的值是不同的。此外，在压缩的Kaluza-Klein Gödel黑洞中，$\bar{b}$的系数随$j$的增大而增大，而在Kerr黑洞中，$\bar{b}$的系数随$a$的增大而减小.我们还探讨了挤压效应对该黑洞中强引力透镜的影响，发现在极度挤压的情况下$ρ_0=0$，系数$\bar{a}$为常数1，并且与哥德尔宇宙的全球旋转无关。进一步，我们假设银河系中心超大质量天体的引力场可以用这个度规来描述，并估计了强引力透镜中的系数和主要观测量的数值。
2011-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Effects of modified gravity on B-mode polarization
我们探讨了修改后的重力对B模式的影响，确定了两个主要的单独的效果：透镜和张量模式的传播。BB谱的暴胀峰的位置取决于引力波的速度;透镜贡献的幅度取决于各向异性应力。我们挑出这些影响使用准静态政权，并考虑模型的背景和增长的物质扰动是标准的。利用现有的数据，我们得到的引力波的速度是兼容的光速和限制在10%左右。
2014-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New Constraints On Cosmic Polarization Rotation Including SPTpol B-mode Polarization Observations
我们提出了一个更新的宇宙极化旋转（CPR）约束，从最近SPTpol测量的亚度B模式偏振的宇宙微波背景（CMB）的100平方度的天空。我们之前来自联合ACTpol-BICEP 2-POLARBEAR偏振数据的CPR波动约束为23.7 mrad（1.36°）。在包括新SPTpol数据的情况下，CPR波动约束更新为17 mrad（1°），标量与张量之比r =-0.05 +-0.1
2016-03-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Establishing the origin of CMB B-mode polarization
原初引力波以$B$模式极化的形式在宇宙微波背景辐射（CMB）上留下了一个特征性的印记。光子也会被大尺度的引力波偏转，这些引力波在源屏和我们的望远镜之间发生干涉，导致卷曲型引力透镜。引力波在再电离的时期有助于这两种效果，从而导致$B$模式的偏振和卷曲的CMB透镜之间的非零交叉相关。观测到这样的互相关将是非常有力的证据，证明观测到$B$模式偏振是由于大尺度引力波的存在，而不是天体物理前景或实验系统效应。我们研究了广泛的源红移之间的互相关，并表明后SKA实验旨在绘制出$15 \leq z \leq 30$之间的21厘米的天空可以排除非零互相关在高显着性的$r \geq 0.01$。
2016-10-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Strong lensing of gravitational waves with modified propagation
本研究探讨了传播修正对强透镜引力波波形的影响，发现局部修正可改变像位置和放大因子，并导致波形与广义相对论模板匹配度下降，为探测修正传播提供了观测目标。
2024-04-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
