Photometric Limits on the High Resolution Imaging of Exoplanets Using the Solar Gravity Lens
我们提出了一个高分辨率成像的系外行星的米级望远镜定位在一个由太阳引力透镜创建的系外行星的实像的分析。我们假设一个系外行星在全相位和一个简单的去卷积方法来纠正太阳重力透镜的像差所造成的内在模糊，并占日冕的前景光。我们推导出方程的望远镜产生这样一个高分辨率的图像所需的测量时间，并发现，由于散粒噪声的考虑，这些时间是很大的人的寿命相比。我们还讨论了如何测量时间可能会显着缩短具有特殊轨道和旋转参数的系外行星。
2020-04-28 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Gravitational Wave Interference via Gravitational Lensing: Measurements of Luminosity Distance, Lens Mass, and Cosmological Parameters
引力波的引力透镜可能会导致干涉仪可检测到的拍频模式。这类信号的特征是在螺旋早期存在拍频模式，随后是看似随机变化的轮廓。在第一次应变峰值之后，信号采取通常的波形并且第二次应变峰值。一旦这个信号被探测到，就可以得到实际的放大系数，因此双星系统的真实光度距离就知道了。如果透镜可以用一个质点或一个奇异的等温球来描述，那么时滞和放大因子的函数形式就足够简单，因此我们可以推断出透镜的质量或宇宙学参数。
2020-03-07 gr-qc
Gravitational Lens System as a Long Baseline Detector of Extremely Low Frequency Primordial Gravitational Wave
本文研究了极低频原初引力波对非对齐引力透镜系统的影响，采用奇异等温球透镜模型发现时间延迟的强烈偏离可作为引力波印记，表明引力透镜系统能作为长基线探测器探测极低频原初引力波。
2024-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Scattering of Gravitational Waves by the Weak Gravitational Fields of Lens Objects
本文研究透镜物体的弱引力场对引力波的散射。我们将透镜的引力势处理为一阶，即采用玻恩近似，得到散射引力波形。我们发现，散射对波形的影响大致由透镜的史瓦西半径除以引力波的波长给出。如果透镜平滑分布，则散射效应的量级为沿着光源视线的会聚场$κ$。在短波长极限下，振幅被$1+κ$放大，这与弱引力透镜的结果一致。
2005-06-08 astro-ph gr-qc
Strong gravitational lensing by Schwarzschild black hole
史瓦西黑洞可以产生强烈的引力透镜。相对论图像是由于光在黑洞周围弯曲而产生的。提出了一个研究强引力透镜的模型方程。该模型方程可以很好地描述从非常接近光子球的范围到第一相对论像的弯曲角。
2012-08-16 gr-qc
Can a Gravitational Lens Magnify Gravity? A Possible Solar System Test
引力透镜能放大引力吗？引力的主要理论可能表明“不”，但这种可能性可能是可以测试的，使用我们的太阳作为引力透镜，并仔细调整卫星超过约25 AU的最小透明焦距。在这里，估计最大效应的大小，并发现可能是可观察的。
2005-02-17 astro-ph gr-qc
Establishing a universal relation between gravitational waves and black hole lensing
黑洞透镜效应和引力波分别与透镜和辐射源的性质密切相关。本文对渐近平坦时空中同时作为透镜和引力波源的旋转黑洞建立了它们之间的普适关系。这种关系只依赖于透镜的几何形状和可观测性，而与黑洞的具体性质无关。因此，在不知道黑洞透镜的具体性质的情况下，可以利用现代天文仪器从透镜的侧面定位可能的引力波。此外，还可以很好地确定引力波频率的下限。
2013-09-25 gr-qc
Equivalence Principles, Lense-Thirring Effects, and Solar-System Tests of Cosmological Models
在这次演讲中，我们回顾了现代引力理论的经验状态，重点是（i）等效原理;（ii）Lense-Thirring效应和引力探测器B实验的影响;（iii）宇宙学模型的太阳系统检验。
2012-04-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Degeneracy in exotic gravitational lensing
我们提出了三种不同的理论上可预见但不寻常的天体物理情况，其中引力透镜方程最终是相同的，从而产生简并问题。这些情况是（a）由外来应力引起的引力透镜（物质违反弱能量条件，因此具有负质量，虫洞解的特定情况可以用作示例），（b）标量场引力透镜（即当考虑透镜作用情形中标量电荷的出现时），（3）封闭宇宙（有对极）中的引力透镜，讨论了透镜方程简并的原因，在真实宇宙中遇到这种简并的可能性，以及最终打破这种简并的方法。
2002-08-14 gr-qc
Wave-theoretical description of the solar gravitational lens
本文讨论了广义相对论后牛顿近似下电磁波的传播。本文研究了电磁波在静态引力场中的绕射问题。我们开发了一个波动理论描述的太阳引力透镜（SGL），并表明，其巨大的放大能力$\sim 10^{11}$（$λ=1~μ$米）和角分辨率为$\lesssim 10^{-10}$角秒，SGL可用于直接百万像素成像的系外行星。
2017-04-14 gr-qc
Gravitational Lens Time Delays and Gravitational Waves
利用费马原理，分析了甚长波长引力波对引力透镜类星体成像的影响。我们表明，在存在重力波的透镜方程是等效的，在没有重力波的情况下，与源，偏转器和观察者之间的不同的对齐的透镜。与最近的说法相反，我们得出结论，引力透镜中的时间延迟的测量不能作为一种方法来检测或约束宇宙波长的引力波的随机背景，因为波引起的时间延迟是观测上无法区分的固有时间延迟，由于透镜的几何形状。
1994-05-10 astro-ph gr-qc
A Simple Optical Analysis of Gravitational Lensing
分析了静态引力场对真空的影响，提出了非均匀真空的概念。根据广义相对论中相应的费马原理，导出了静态引力场中真空的梯度折射率。我们发现，利用这个折射率可以正确地计算光在引力场的偏转，从而可以方便地用光学方法处理引力透镜。为了说明，我们模拟了引力透镜的成像，计算了两个图像之间的时间延迟，并以传统光学方式计算了透镜质量。
2007-04-26 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
Pattern of lensed chirp gravitational wave signal and its implication on the mass and position of lens
本文提出了一种新的测量方法，即仅通过透镜化的引力波信号的调制模式来估计透镜的质量和实际放大率。这可以通过测量CBC信号的调制模式的峰和谷的频率和幅度比来完成，称为“拍”，其是强透镜效应的时域现象。
2019-11-19 astro-ph.HE gr-qc
A comparison of approximate gravitational lens equations and a proposal for an improved new one
以广义相对论对光弯曲的精确处理为参考，比较了常用近似透镜方程的精度。我们的结论是，最好的近似透镜方程是Ohanian透镜方程，我们提出了一个新的表达式在观察者，透镜和源平面之间的距离。我们还研究了一个现实的引力透镜的情况下，Ohanian透镜方程的精度可能需要一个可靠的治疗引力透镜和正确的提取有关引力物理的全部信息。
2008-10-28 astro-ph gr-qc
Dynamics of Fermat potentials in non-perturbative gravitational lensing
我们提出了一个框架，基于零面制定的广义相对论，讨论费马势的动力学引力透镜在一个通用的情况下，没有任何形式的近似。此外，我们推导了两个透镜方程：一个是厚的紧凑透镜的情况下，另一个是由引力波透镜。这些方程在原则上推广了天体物理学的透镜方案，通过删除薄透镜近似，同时保留弱场。
2002-05-03 astro-ph gr-qc
Global properties of gravitational lens maps in a Lorentzian manifold setting
在广义相对论时空（洛伦兹流形）中，引力透镜可以用透镜映射来表征，类似于准牛顿近似形式主义的透镜映射。透镜映射定义在观测者的天球上（或其一部分上），它取代表世界线的双参数族的二维流形中的值。在这篇文章中，我们使用微分拓扑学的方法来刻画透镜映射的整体性质。除其他事项外，我们使用映射度（也称为布劳威尔度）的镜头地图作为一种工具，用于表征图像的数量在引力透镜的情况。最后，我们说明了引力透镜的一般结果：（a）静态弦，（b）球对称体，（c）渐近简单空时空，（d）弱扰动Robertson-Walker时空。
2000-09-29 gr-qc
Gravitational lensing stereoscopy
本研究尝试利用星系团引力透镜图像进行立体观测，虽因视差角过小失败，但提出借助太阳引力透镜的高倍放大可分辨遥远星系恒星并生成三维图像。
2024-02-09 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
GLoW: novel methods for wave-optics phenomena in gravitational lensing
提出处理引力透镜波光学现象的新方法，实现高效计算频率相关放大因子的GLoW代码，为研究暗物质分布和大尺度结构提供新手段。
2024-09-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Gravitational Lensing Analyzed by Graded Refractive Index of Vacuum
我们发现引力透镜和传统的光学透镜之间有很强的相似性。这种相似性意味着光在引力场中的折射率梯度描述。利用广义相对论，得到了静态球对称引力场中折射率的一般表达式，并精确地得到了它的内外解。在弱场情况下，这两种解都是引力势的一个简单的统一指数函数。利用这些结果，可以用一种方便的光学方法分析引力透镜。特别是，中心图像丢失的长期困扰的问题，可以很容易地解决。指出引力时空的梯度折射性质与引力物质影响的真空有关。
2008-02-13 gr-qc
On the identification of individual gravitational wave image types of a lensed system using higher-order modes
与光类似，引力波在大质量天体（如星系、恒星或黑洞）附近传播时也会受到引力透镜的影响。近年来，预测表明，在设计灵敏度下，LIGO-Virgo-KAGRA探测器网络有合理的机会探测到强引力波透镜。因此，分析透镜检测的方法得到了迅速发展。然而，高阶模对透镜效应分析的影响仍在研究中。在这项工作中，我们表明，高阶模式的存在下，使识别的个别图像类型的观察到的引力波事件时，两个透镜图像被检测到，这将导致明确的确认透镜。此外，我们表明，高阶模式的内容可以更准确地分析与强透镜引力波事件。
2021-12-08 astro-ph.HE gr-qc
Wave Effects in Gravitational Lensing of Gravitational Waves from Chirping Binaries
在引力波的引力透镜效应中，当引力波的波长$λ$大于透镜质量$M_L$的史瓦西半径时，应该用波动光学代替几何光学。对于红移为$z_S\sim 1$的超大质量黑洞合并产生的啁啾信号的引力透镜效应，当透镜质量小于$\sim 10^8 M_{\odot}$时，波效应变得很重要。对于这种情况，我们计算如何准确地从透镜信号中提取透镜的质量和源位置。我们考虑两个简单的透镜模型：点质量透镜和SIS（奇异等温球）。我们发现，由于衍射效应，透镜质量和源位置可以在$\sim 0.1% [(S/N)/10^3]^{-1}$内确定，对于大于$10^8 M_{\odot}$的透镜质量，在$\gsim 10% [(S/N)/10^3]^{-1}$内确定，对于小于$10^7 M_{\odot}$的透镜质量，其中$(S/N)$是非透镜啁啾信号的信噪比。对于SIS模型，如果源位置在爱因斯坦半径之外，则在几何光学近似中仅存在单个图像，从而不能确定透镜参数。而在波动光学的情况下，我们发现甚至对于$M_L < 10^8 M_{\odot}$也可以确定透镜质量。对于点质量透镜，即使源位置远在爱因斯坦半径之外，也可以提取透镜参数。结果，透镜截面比通常的强光透镜截面大一个数量级。
2003-06-11 astro-ph gr-qc
Arrival Time Differences of Lensed Massive Gravitational Waves
知道引力子的质量是非常重要的。限制引力子质量的一个简单方法是比较光和引力波的到达时间，只要这两种波同时从同一个源发射。到目前为止，从LIGO对引力波的观测中，引力子质量$m_g$的上限由$m_g\lesssim 5.0 \times 10^{-23}$ eV给出。然而，当我们比较光和引力波的到达时间时，透镜效应在某些情况下可能很重要。而且，在许多情况下，引力波的波长与透镜物体的引力半径相当。因此，我们通过考虑引力波光学的影响，计算了电磁波和大质量引力波之间的到达时间差。在这里，我们采取两个透镜模型，一个质点透镜和一个奇异的等温球透镜。我们发现，透镜改变了两个波的到达时间差超过一秒的大质量引力波可检测的LISA。
2020-02-07 gr-qc hep-th
Gravitational lensing by exotic objects
本文综述了一种从唯象学的角度研究奇异物体（如Ellis虫洞透镜）引起的引力透镜效应的方法，其中奇异透镜物体可能遵循非标准形式的状态方程，也可能遵循修正的引力理论。本文提出了一个引力透镜模型，它是以距离的倒数幂表示的，这样史瓦西透镜和奇异透镜就可以统一地描述为一个单参数的透镜族。作为观测意义，讨论了该透镜模型中的放大率、剪切、质心运动和时间延迟。
2017-11-06 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Continuous Limit of Multiple Gravitational Lens Effect and Average Magnification Factor
通过对多平面引力透镜方程的连续极限，证明了在局部非均匀宇宙中，所有透镜组态的引力放大因子的平均值满足红移为$z$的二阶微分方程（透镜数$N$），引力放大的Dyer-Roeder距离在clusional宇宙中变为Friedmann-Lema距离。密度参数$Ω_{0}$和质量分数$\barα$（光滑度参数）的任意值的<$tre宇宙。
2003-04-08 astro-ph gr-qc
An Exact Universal Gravitational Lensing Equation
我们首先定义一般时空中的引力透镜方程。一组精确的关系，然后推导出，可以用来作为引力透镜方程在所有的物理情况下。需要注意的是，在这些方程中必须插入一个函数，这是程函方程的一个双参数解族，不容易获得，它编码了这个透镜方程构造的所有相关（共形）时空信息。这两个参数家庭的解决方案的知识取代了知识的解决方案的测地线方程。然后将该方法应用于史瓦西透镜问题
1998-10-05 gr-qc
Gravitational lensing by wormholes
我们研究了两个虫洞的引力透镜，Janis-Newman-Winnicour（JNW）虫洞和Ellis虫洞。计算了强场极限下的偏转角，比较了两种虫洞的各种透镜参数。结果表明，JNW虫洞具有相对论性像，而Ellis虫洞由于没有光子球而没有相对论性像。
2008-06-25 gr-qc
Lense-Thirring Field and the Solar Limb Effect
太阳边缘效应是一种与太阳引力红移有关的观测现象。它显示了引力红移的大小从太阳圆盘的中心到边缘的变化。本文尝试用广义相对论红移公式解释这种现象。该公式考虑了太阳引力场的影响、太阳自转的影响、视线倾斜的影响以及观测者的运动。本文假定太阳的引力场是由Lense-Thirring场而不是Schwarzschild场给出的。假定地球沿椭圆轨道运动。与以前的相对论研究和观察的比较。
2010-08-05 gr-qc
Gravitational lensing shear by an exotic lens object with negative convergence or negative mass
负会聚引力透镜模型受修正引力理论的启发，奇异物质和能量最近被讨论为静态和球对称的修正时空度规依赖于距离与正$n$的幂的倒数（史瓦西度规n=1，埃利斯虫洞n=2）在弱场近似下[Kitamura，Nakajima和Asada，PRD 87，027501（2013）]，并且已经表明，对于与外来物质（和能量）相关的$n>1$透镜模型，图像的缩小可以发生，尽管它们引起对光线的引力。本文用缩小透镜模型和其它模型，如负质量致密物体对光线产生引力排斥作用，如凹透镜，来考虑引力透镜剪切。结果表明，引力透镜模型的图像是切向拉长，而排斥的径向扭曲。透镜图像形状的这一特征可用于利用引力透镜勘测来搜索（或约束）局部奇异物质或能量。也有人认为，像宇宙空洞这样的欠密区域可能会产生背景星系的径向拉长图像，而不是切向的图像。
2013-07-18 astro-ph.CO gr-qc
Iterative Approach to Gravitational Lensing Theory
基于零测地线方程的近似解，我们发展了一种引力透镜理论的迭代方法。这种方法可以在任何时空中使用，它“接近”于零测地线方程可以完全积分的时空，如闵可夫斯基时空，罗伯逊-沃克宇宙学或施瓦茨希尔德-克尔几何。为了说明这种方法，我们构造了迭代引力透镜方程和单个史瓦西透镜的到达时间方程。这个例子激发了讨论之间的关系的迭代方法，标准的薄透镜配方，和一个确切的制定引力透镜。
2000-01-13 astro-ph gr-qc
Characteristic features of gravitational wave lensing as probe of lens mass model
一旦人们每年要观测几次引力波透镜事件，识别引力波透镜事件并能够区分类似的透镜模型将是至关重要的。本文研究了LISA源和波动光学体系中的引力波透镜效应。虽然我们之前的不同论文研究了通过同时强透镜增强的微透镜效应，但我们专注于由一个透镜产生的频率（时间）相关相位效应，该效应仅在一个透镜图像中可见。我们将展示如何在干涉机制中（即，当干涉图案存在于透镜图像中时），我们能够i）区分透镜波形与非透镜波形，以及ii）区分不同的透镜模型。另一方面，在纯波动光学中，研究的可行性取决于信号的SNR和/或透镜效应的大小。为了实现这些目标，我们研究了不同透镜模型的放大因子的相位及其对非透镜波形的影响，并且我们利用信噪比计算进行定性分析。
2021-12-02 astro-ph.CO gr-qc
GLANCE -- Gravitational Lensing Authenticator using Non-Modelled Cross-Correlation Exploration of Gravitational Wave Signals
本研究提出名为GLANCE的强透镜引力波信号探测技术，利用偏振引力波含噪重构信号的互相关量化透镜显著性，结合贝叶斯框架联合估计源与透镜参数，在合成数据中验证了其在低信噪比下的探测与参数约束能力。
2024-08-17 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Lensing of Core Collapse Supernova Gravitational Wave Signals
讨论了核塌缩超新星产生的引力波的引力透镜效应的前景。由于CCSN GW信号只能通过当前和即将到来的地面GW探测器从我们自己的银河系和本地组中检测到，因此我们专注于微透镜。我们介绍了一种新的技术的基础上分析的功率谱和关联的功率谱的峰值与放大因子的峰值来识别透镜信号。我们通过将其应用于由质点透镜透镜处理的类似CCSN的模拟信号来验证我们的方法。我们发现，透镜和未透镜的信号可以区分使用超过一个西格玛的透镜质量M $_{\rm L} {>} 150{\rm M}_{\odot}$的峰值的关联。我们还研究了功率谱与相应放大因子之间的相关积分。这种统计方法能够区分像M $_{\rm L} {\sim} 15{\rm M}_{\odot}$这样小的镜头的未镜头信号和镜头信号。此外，我们证明，这种方法可以用来估计的透镜的质量的情况下，信号是透镜。基于功率谱的分析是通用的，可以应用于任何宽带信号，特别是非相干信号。
2022-01-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Detection of extremely low frequency gravitational wave using gravitational lens
研究了宇宙学波长的引力波对引力透镜的影响。当光源、偏转器和观察者在高度对称的配置中对齐时，观察者将观察到爱因斯坦环。在没有引力波的情况下，爱因斯坦环上的不同位置之间将没有时间延迟。否则，当宇宙引力波在爱因斯坦环中传播时，环上不同位置之间会出现时间延迟。已有的研究表明，在有宇宙学波长的引力波存在时，源-偏转器-观测者配置的对准所产生的时间延迟可以等效于在没有引力波存在时，源-偏转器-观测者配置的非对准透镜所产生的时间延迟。结果表明，当考虑观测者观测到的整个爱因斯坦环时，具有源-偏转器-观测者对准结构的引力透镜可以作为潜在的引力波探测器.
2021-11-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational lensing in Tangherlini spacetime in the weak gravitational field and the strong gravitational field
奇异透镜在弱引力场中的引力透镜效应一直是寻找不发光奇异天体的重要研究课题。基于1/r^n衰减度规的引力透镜作为一种单参数模型，可以在弱场中同时处理史瓦西透镜（n=1）和埃利斯虫洞（n=2），近年来得到了广泛的研究。然而，只有在n=1的情况下，才明确地表明强场引起的相对论透镜像对光变曲线的影响可以忽略不计。我们讨论了在最简单的Tangherlini时空模型中，当n>1时，强场引起的相对论象是否可以忽略。在强场极限下，计算了任意n的偏转角的发散部分和n=1，2，4的正则部分，在弱引力近似下，计算了任意n的偏转角。我们还比较了爱因斯坦环的半径与相对论性爱因斯坦环的半径。我们得出结论：强引力场中的像对总光变曲线的影响很小，当n>1时，即使考虑强引力场中的像，光变曲线中仍会出现时间对称的缩倍部分。
2014-09-11 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
Braneworld black hole gravitational lens: Strong field limit analysis
本文把膜世界黑洞当作引力透镜来研究，利用强场极限得到相对论象的位置和放大率。标准的透镜和retralensing情况下进行了分析，在一个统一的设置，并与相应的史瓦西黑洞透镜的结果进行了比较。讨论了观测强场象的可能性。
2005-04-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Imprint of primordial gravitational wave with extremely low frequency on gravitational lens system
具有极低频率的原始引力波被认为起源于早期宇宙的膨胀。这类引力波的探测对于验证暴胀理论和确定暴胀的能量尺度具有重要意义。宇宙微波背景B模式极化是极低频原生引力波的一种很有前途的探测方法。为了寻找极低频原初引力波引起的互补观测特征，我们通过研究极低频原初引力波对源-偏转器-观测者不对准的引力透镜系统的影响，提出了另一种探测方法.结果表明，在选定的一系列参数下，极低频原初引力波扰动下的引力透镜系统会产生时间延迟，与理论模型推导的时间延迟偏差可达100%左右，这意味着具有非对齐配置的引力透镜系统可以作为潜在的长基线，极低频原初引力波线探测器。
2022-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmic quantum optical probing of quantum gravity through a gravitational lensLens
我们考虑了中性无质量标量粒子的非幺正量子动力学，该粒子用于模拟光子围绕大质量引力透镜的运动。透镜质量和渐近自由粒子之间的引力相互作用由它们的二次量子化散射波函数描述。值得注意的是，零点时空涨落可以引起散射态与引力子的自发发射的显著退相干，从而降低粒子的相干性和能量。这种新效应表明，当光子偏振可以忽略时，这种量子引力现象可能导致最近研究的天体物理激光通过黑洞和星系团范围内的引力透镜发生可测量的异常红移。
2018-10-08 astro-ph.CO gr-qc quant-ph
