Timescales of the chaos onset in the general relativistic Poynting-Robertson effect
本文证明了在适当的参数范围内，克尔度规赤道平面内的广义相对论Poynting-Robertson效应表现出混沌行为。作为进一步的步骤，我们通过李雅普诺夫指数计算混沌开始的时间尺度，估计这种趋势对观测动态的影响。最后讨论了在中子星和黑洞天体物理源中观测到这种现象的可能性。
2021-05-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Stable attractors in the three-dimensional general relativistic Poynting-Robertson effect
我们证明了与三维广义相对论Poynting-Robertson效应相关的临界超曲面的稳定性。该动力系统的赤道环是一个稳定的吸引子，整个临界超曲面是一个吸引域。我们引入一个新的，更简单的（在计算方面），和更多的物理方法在李雅普诺夫理论。我们提出了三种不同的李雅普诺夫函数，每一个携带重要的信息，非常有用的理解这种现象的不同方面。
2019-11-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Coupling Poynting-Robertson Effect in Mass Accretion Flow Physics
在我的博士论文中，我把我的注意力集中在高能天体物理学中的辐射过程与致密物体周围的吸积流物理学有关。通常，辐射场除了施加向外的辐射压力之外，还存在辐射拖曳力，这两者都可以急剧改变甚至停止周围物质的运动。辐射拖曳力（Poynting-Robertson effect）是一种阻碍物质轨道运动的耗散力，它能有效地消除物质的角动量和能量.本文主要分为三个部分：（1）为了追踪射线，我们发展了一种数学方法，导出了一组高精度的多项式近似公式，从而可以方便地积分Schwarzschild时空中的光子测地线;（2）在广义相对论处理Poynting-Robertson效应方面做出了两个基本贡献（拉格朗日公式和模型的三维扩展）：（3）对三个吸积毫秒X射线天体IGR J 00291 +5934，IGR J18245-2452和SAX J1748.9-2021的数据进行了约化处理。本论文在高能天体物理中涉及坡印廷-罗伯逊效应的辐射过程领域提供了创新的思想，从而在理论和观测物理中开辟了未来有趣的观点。
2019-04-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
New approaches to the general relativistic Poynting-Robertson effect
目的：通过引入不同的补充方法，对广义相对论Poynting-Robertson效应进行了系统的研究，主要分为两类：（1）在理论评估和模型的简单方面进行改进;（2）从这类系统中提取数学和物理信息，以便将方法或结果推广到其他类似结构的物理系统。方法/分析：我们使用这些理论方法：观测器分裂形式的相对性;拉格朗日形式和瑞利势与一种新的积分方法;李雅普诺夫稳定性理论。研究结果：我们确定了广义相对论坡印廷-罗伯逊效应模型的三维配方。我们确定的瑞利势的解析形式，并讨论其影响。我们证明了临界超曲面（引力和辐射力之间存在平衡的区域）是稳定的配置。新颖性/改进：我们的新贡献是：介绍了三维描述;在广义相对论文献中首次确定了广义相对论瑞利势;提供了一个替代的、一般的和更优雅的临界超曲面稳定性的证明。
2020-06-02 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Lagrangian formulation of the general relativistic Poynting-Robertson effect
我们提出了拉格朗日公式来描述一个测试粒子在一个广义相对论的，静止的，轴对称的时空中的运动。测试粒子也受到辐射场的影响，辐射场被建模为沿着背景时空的零测地线行进的光子的相干通量，包括广义相对论的坡印廷-罗伯逊效应。本文的创新之处在于通过一个依赖于系统能量的积分因子，证明了与广义相对论中坡印廷-罗伯逊效应引起的耗散作用相关的势能的存在。一般来说，这类涉及耗散效应的反问题可能不允许拉格朗日公式，特别是在广义相对论中，迄今为止还没有这样的尝试在文献中的例子。我们减少这种广义相对论拉格朗日制定的经典情况下，在弱场极限。这种方法有利于进一步研究，在改善治疗的辐射场，它包含了一些影响，例如更深层次的理解的引力波。
2018-03-30 gr-qc hep-th math-ph
Testing wormhole solutions in extended gravity through the Poynting-Robertson effect
我们开发了一个独立于模型的程序，挑选出静态和球对称的虫洞解决方案的基础上的广义相对论坡印廷-罗伯逊效应和扩展的射线跟踪形式主义在一般的静态和球对称的虫洞度量。模拟坡印廷-罗伯逊临界超曲面（即，一个稳定的结构，其中引力和辐射力达到平衡），或也从另一个X射线源在这些一般的几何环境向遥远的观察者，我们能够重建，只有局部的发射区，虫洞的解决方案是一致的高能天体物理观测数据。只有当虫洞证据被发现时，这个机器才能工作。事实上，在我们的前一篇文章中，我们已经展示了Poynting-Robertson临界超曲面如何可以定位在强引力场的区域，并成为有价值的天体物理探针，以观测搜索虫洞的存在。作为例子，我们应用我们的方法选择虫洞解决方案，在不同的扩展理论的重力产生光变曲线，光谱和图像的吸积盘。此外，本方法也可构成检验引力理论的程序。最后，对所得结果进行了讨论并得出结论.
2021-01-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Fine structure of the Poynting-Robertson effect for a luminous spinning relativistic star
作为我们最近的工作的续集，对系统的包含辐射的影响的测试粒子围绕一个发光的旋转相对论性恒星的轨道上的挑战，最终旨在其应用的吸积流。为了详细研究试验粒子在“悬浮轨道”附近的运动轨迹，我们对试验粒子刚进入“悬浮轨道”时的运动轨迹的精细结构进行了研究。我们最终得到了一个相当令人困惑的行为，与我们的预期相反，测试粒子的比角动量在测试粒子进入“悬浮轨道”之前立即上升，而不是单调下降。
2010-11-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Three-dimensional general relativistic Poynting-Robertson effect. IV. Slowly rotating and non-spherical quadrupolar massive source
我们考虑了我们以前的工作在三维广义相对论Poynting-Robertson效应的处理中的进一步扩展，该效应描述了测试粒子围绕紧凑物体的运动，该运动受到源自刚性旋转和球形发射源的辐射场的影响，该辐射场产生与引力相反的辐射压力和辐射阻力，其从测试粒子移除能量和角动量。引力源被建模为一个非球形的，缓慢旋转的紧凑的对象赋予一个质量四极矩和角动量，它是正式描述的Hartle-Thorne度规。我们推导了三维和二维情况下测试粒子的运动方程。然后，我们调查的临界hypersurfces（区域，在引力和辐射力之间的平衡建立）的属性。最后，我们展示了如何将这个模型应用于治疗发生在中子星附近的辐射现象。
2021-03-31 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Three-dimensional general relativistic Poynting-Robertson effect. III. Static and non-spherical quadrupolar massive source
本文研究了一个非球形的紧致物体产生的引力场和辐射场中的一个测试粒子的三维运动，该物体具有由Erez-Rosen度规描述的质量四极矩，而辐射场包括广义相对论的Poynting-Robertson效应，来自于位于紧致物体外部的刚性旋转的球形发射源.在弱场近似下，恢复了二维描述，导出了受辐射场影响的试验粒子的运动方程。这个动力学系统承认存在一个临界超曲面，即引力和辐射力平衡的区域。显示不同输入参数集的选定测试粒子轨道。临界超曲面上的可能构型可以是向赤道环的纬向漂移，也可以是悬浮轨道。通过一种简单的计算方法讨论了多个超曲面解的存在性。我们还以图形方式证明了临界超曲面在李雅普诺夫理论中是稳定的配置。
2020-06-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Nariai spacetime: orbits, scalar self force and Poynting-Robertson-like external force
本文研究 Nariai 时空的测地线与两类加速运动，求解无源无质量标量微扰并给出黑洞外的解析自力范例，同时分析类 Poynting-Robertson 外力及检验电磁场与引力场。
2025-05-16 gr-qc
The general relativistic Poynting-Robertson effect. II: A photon flux with nonzero angular momentum
我们研究了一个测试粒子在一个静止的，轴向和反射对称的时空中的一个中心紧凑的对象，作为与测试辐射场的相互作用的影响相同的对称性。考虑辐射通量固定，但任意（非零）角动量，我们扩展了以前的结果限于赤道运动内的零角动量光子通量的克尔和史瓦西背景。当光子通量的角动量为零时，存在唯一的平衡圆轨道，而当光子的角动量足够大时，会出现多个这样的轨道。
2014-08-21 gr-qc
General relativistic Poynting-Robertson effect to diagnose wormholes existence: static and spherically symmetric case
本文导出了在广义相对论Poynting-Robertson效应影响下，测试粒子在赤道平面内围绕静态球对称虫洞的运动方程。从这个动力学系统的分析，我们开发了一个诊断，以区分一个黑洞从虫洞，这可以及时支持几个不同的观测数据。这个过程是基于有一些虫洞度量的可能性，这些虫洞度量在非常接近黑洞事件视界的小过渡表面层中平滑地连接到史瓦西度量。为了检测这种度规变化，我们分析了从临界超曲面（辐射和引力场平衡的稳定区域）以及从史瓦西时空中的吸积盘向远处观察者的发射特性。事实上，如果观测数据很好地拟合在这样的模型中，它立即意味着黑洞的存在;而如果严重偏离这种描述，则意味着虫洞可能存在。最后，我们讨论了我们的结果，并得出结论。
2020-05-20 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spinning bodies and the Poynting-Robertson effect in the Schwarzschild spacetime
史瓦西时空中的自旋粒子由于其自旋而偏离测地线行为。当测试辐射场叠加在史瓦西背景上时，无自旋粒子也偏离测地线行为：实际上与辐射场的相互作用，即，辐射的吸收和再发射导致了一种类似摩擦的阻力，这种阻力是牛顿引力中已经存在的众所周知的效应，即坡印廷-罗伯逊效应。在这里，坡印廷-罗伯逊效应扩展到自旋粒子的情况下，通过修改Mathisson-Papapetrou模型描述的自旋测试粒子的运动，占辐射力的贡献。所得方程的数值积分和一些典型的轨道与无自旋的情况下进行了比较。此外，自旋和辐射力之间的相互作用进行了讨论，通过分析偏离圆测地线运动的赤道平面上的贡献时，由于辐射也可以被视为一个小扰动。最后，从测地半径的径向变化量的估计被证明是可测量的原则。
2011-07-14 gr-qc
New trends in the general relativistic Poynting-Robertson effect modeling
广义相对论Poynting-Robertson（PR）效应是高能天体物理中一种非常重要的耗散现象。最近，人们提出了一种新的模型，它将克尔时空中的二维（2D）描述提升到三维（3D）情况。辐射场被认为是由一个刚性旋转的球形源发射的光子围绕紧凑的对象。这样的动力学系统承认存在一个临界超曲面，在这个超曲面中，引力和辐射力达到平衡，物质在运动结束时到达超曲面。显示选定的测试粒子轨道。我们将展示如何证明这些临界超曲面的稳定性在李雅普诺夫理论。然后，我们提出了如何研究这种影响下的拉格朗日形式主义，解释如何解析推导的瑞利势的辐射力。最后，进一步的发展和未来的项目进行了讨论。
2023-03-27 gr-qc hep-th math-ph
Rotating Brane Worlds and the Global Rotation of the Universe
我们介绍了一类膜世界模型，其中一个单一的膜是嵌入在一个反德西特时空包含一个旋转（克尔）黑洞。在这封信中，我们考虑的情况下，缓慢旋转，计算度规和动力学的膜世界的角动量的黑洞的一阶。按照这个顺序，我们发现膜上的宇宙流体相对于罗伯逊-沃克参考系刚性旋转，而罗伯逊-沃克参考系又相对于原始的克尔-反德西特坐标系刚性旋转。对弗里德曼方程和膜的形状的修正只发生在更高阶的时候。我们构建的模型，膜上的几何形状是封闭或开放的，但开放的模型只描述了小距离的旋转轴，并可能很有可能在更大的距离发展病理。
2004-12-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Scattering by an electromagnetic radiation field
本文研究了与电磁平面波有关的引力场中试验粒子的运动。与辐射场的相互作用由力项{ \it à la}坡印廷-罗伯逊（Poynting-Robertson）建模，该力项进入由在粒子的静止坐标系中观察到的辐射的4-动量密度给出的运动方程，其中乘法常数因子表示相互作用本身的强度。得到了显式的解析解。场被电磁波散射，即，研究了标量场（自旋0）、无质量自旋$\frac12$场和电磁场（自旋1）。
2014-08-21 gr-qc
Friction forces in cosmological models
我们研究了在Friedmann-Robertson-Walker（FRW）时空中受摩擦力作用的测试粒子的动力学。通过在运动方程中引入类似坡印廷-罗伯逊的摩擦力来模拟与背景流体的相互作用，从而导致颗粒轨迹与测地线运动的可测量的（至少在原则上）偏差。研究了不同背景流体状态方程和不同标准宇宙学模型对粒子奇异速度的影响。摩擦力被发现对封闭FRW宇宙中的粒子运动有重大影响，在那里它将特殊粒子速度的时间渐近值（接近于光速）从超相对论性（接近光速）转变为共同运动，即，零特殊速度另一方面，对于开放或平坦的宇宙，摩擦的影响并不那么显著，因为时间渐近的特殊粒子速度在测地线的情况下也基本上是非相对论的。
2014-08-23 gr-qc
Effect of radiation flux on test particle motion in the Vaidya spacetime
研究了非真空球对称辐射Vaidya时空中大质量测试粒子的运动，考虑了粒子与辐射场的物理相互作用，并解释了源能量动量张量。这种“类坡印廷-罗伯逊效应”是由通常的有效项来描述一个汤姆逊型辐射阻力。运动方程的研究简单类型的运动，包括自由运动（没有相互作用），纯径向和纯方位角（圆形）运动，并为特殊情况下的“静态”平衡，适当的解决方案，在可能的情况下。结果-主要是那些可能存在的平衡位置-与他们的对应者以前得到的测试球对称辐射场在真空Schwarzschild背景。
2014-08-21 gr-qc
Schwarzschild black hole embedded in a dust field: scattering of particles and drag force effects
标准坡印廷-罗伯逊效应的“时间模拟”被分析为由围绕史瓦西黑洞的粒子尘埃（而不是光子气体）引起的。由于摩擦力的存在，这个云内部的测试粒子会受到加速效应，因此它们演化的命运可能与相应的测地线运动完全不同。讨论了在视界外充满整个时空区域的尘埃存在下，被黑洞散射的粒子的双曲运动，以及径向穿过位于视界一定距离处的日冕的粒子的自由降落.平衡轨道的存在可以防止粒子落入黑洞或逃逸到无穷远。
2018-08-17 gr-qc
Cylindrical gravitational waves: C-energy, super-energy and associated dynamical effects
通过考虑与引力场相关的两种能量局域描述，即基于C-能量和基于Bel-Robinson超能张量的描述，分析了柱面引力波时空的能量含量.一个Poynting-Robertson效应的运动的大质量的测试粒子，超越测地线近似，进行了讨论，使他们与背景场通过一个外力，占之间的能量和动量的交换粒子和波。此外，施加在一束粒子上的相对应变位移波的传播方向正交检查，提供不变的信息所造成的波的通道的时空曲率效应。单色波与一个或两个偏振态以及脉冲的引力辐射的明确的例子进行了讨论。
2018-12-19 gr-qc
The signal from an emitting source moving in a Schwarzschild spacetime under the influence of a radiation field
由于散射或吸收和再发射，浸没在辐射场中的物质的运动受到辐射阻力的影响。由此产生的类摩擦阻力，也被称为坡印廷-罗伯逊效应，最近在史瓦西和克尔度规的广义相对论背景下进行了研究，假设辐射场中的所有光子具有相同的角动量。我们在这里计算所产生的信号发射点状的特定源在史瓦西时空的影响下，这样的辐射场。我们推导出的流量，红移因子和立体角的热点作为（坐标）时间的函数，以及时间积分图像的热点所看到的观察者在无穷远。然后将结果与史瓦西度规中的圆形测地线上运动的光斑的结果进行了比较。
2014-08-22 gr-qc
Scalar perturbations in a Top-Star spacetime
本研究探讨拓扑星时空中测试粒子的散射动力学与标量场的自力驱动演化，将4维Mano-Suzuki-Takasugi形式体系适配到5维情形，并对比了其与Seiberg-Witten形式体系的异同，为辐射反作用相关研究提供了基础。
2024-07-15 gr-qc
Particles under radiation thrust in Schwarzschild space-time from a flux perpendicular to the equatorial plane
受黑洞周围的薄吸积盘的图像的启发，主要在垂直于其平面的方向上辐射，我们研究了测试粒子与起源于Schwarzschild时空的赤道平面并最初在垂直方向上传播的测试测地线辐射通量相互作用的运动。我们假设与测试粒子的相互作用是由一个有效的项对应的坡印廷-罗伯逊效应的泊松型相互作用。在充分近似单个光子的轨迹后，我们近似求解连续性方程，以找到一个一致的通量密度与某个合理的规定赤道轮廓。重力和辐射的综合效应在几个典型的图中得到了说明，这些图证实了粒子通常受到通量的强烈影响。特别是，他们都是准直和加速方向垂直的磁盘，但这种加速是不够的，以解释高度相对论流出一些黑洞盘源。然而，在提出结论意见中概述的进一步问题之前，该模式可以在若干方面加以改进。
2014-12-17 astro-ph.HE gr-qc
Radiation drag in the field of a non-spherical source
研究了在同时具有质量和质量四极矩的非球形源的引力场中，当存在测试辐射场时，测试粒子的运动。背景是描述的Erez-Rosen解决方案，这是一个静态的时空属于外尔类的解决方案的真空爱因斯坦场方程，并减少到熟悉的史瓦西解决方案时，四极参数为零。辐射通量具有固定但任意（非零）的角动量。假设与辐射场的相互作用是类汤姆逊的，即，这些粒子吸收并重新发射辐射，因此受到类似摩擦的拖曳力。这种额外的力是坡印廷-罗伯逊效应的原因，该效应在牛顿引力的框架中得到了很好的建立，最近已经扩展到广义相对论。引力、离心力和辐射阻力之间的平衡导致了平衡圆轨道的出现，对于每个固定的相互作用强度值，平衡圆轨道都是周围物质的吸引子。源的四极结构的存在引入了进一步的自由度：存在由四极参数参数化的整个平衡轨道族，概括了以前的工作。这种情况下，预计将发挥作用的背景下，吸积物质周围的紧凑的对象。
2014-10-12 astro-ph.HE gr-qc
