Gravitational waves from core collapse of rotating very-massive stars: 3D numerical relativity computation
The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)(马克斯·普朗克引力物理学研究所(阿尔伯特·爱因斯坦研究所));Kyoto University(京都大学);Tohoku University(东北大学)
该研究通过三维数值相对论模拟旋转大质量恒星核心坍缩,发现黑洞无量纲自旋超0.8时会形成大质量吸积盘,其非轴对称形变产生的引力波可被下一代探测器探测,还对比了轴对称与非轴对称坍缩的引力波信号差异。
2026-09-02 astro-ph.HE gr-qc
Constraining self-interactions of a massive scalar field using scalar gravitational waves from stellar core collapse
本研究通过数值模拟恒星核坍缩产生的引力波,发现三次与四次自相互作用导致系统性谱差异,且该差异不依赖标量场质量与共形因子,从而可用未来探测器约束自相互作用类型。
2023-08-29 astro-ph.HE gr-qc
Critical collapse of a massive vector field
我们对大质量矢量场的临界引力坍缩进行了数值模拟。结果是有两个关键的解决方案。一个等价于无质量标量场的Choptuik临界解。另一个是周期性的。
2003-05-03 gr-qc
Scalar Gravitational Wave Signals from Core Collapse in Massive Scalar-Tensor Gravity with Triple-Scalar Interactions
大质量标量-张量引力理论中恒星核坍缩过程中的自发标量化在引力波中引入了额外的极化(在正模和交叉模之上),其振幅由几个模型参数决定。因此,对这种标度化引起的引力波形的观测为这些引力理论提供了有价值的探索。考虑到三标量相互作用,我们发现自耦合效应抑制了标量化的幅度,从而降低了相关的引力波信号的幅度。此外,自相互作用的影响,在引力波形被证明是可以忽略不计的,由于分散在整个天体物理远距离传播。因此,在地球上观测到的引力波具有特征性的逆啁啾模式。虽然不是与正在进行的地面探测器,我们说明,标量化引起的引力波可能是可检测的信噪比水平的${\cal O}(100)$与未来的探测器,如爱因斯坦望远镜和宇宙探测器。
2021-06-24 astro-ph.HE gr-qc
The Quantum Stress-Tensor in Self-Similar Spherical Dust Collapse
本文计算了具有裸奇点的二维自相似球形尘埃坍缩模型中无质量标量场的量子应力张量。我们发现出射辐射通量在柯西视界上发散。这可能有两个后果。由此产生的反反应可能会阻止裸奇点的形成,从而通过量子效应保持宇宙监督。发散通量可能导致天体物理观测中区分裸奇点和黑洞的可观测特征。
1998-05-27 gr-qc
Hydrodynamical Misner-Sharp Formulation for Gravitational Collapse in Scalar-Tensor Theories
Universidad Complutense de Madrid(马德里康普顿斯大学)
在标量-张量引力理论中,引入Einstein框架下的Misner-Sharp型流体动力学公式,推导平衡态TOV条件并分析初始坍缩阶段与连接条件。
2026-07-02 gr-qc
Slowly rotating neutron stars in scalar-tensor theories with a massive scalar field
在有质量标量场的标量-张量理论中,观测上允许的耦合常数和一般的耦合函数与无质量情况下的耦合常数和耦合函数可能有很大的不同。这一事实自然意味着,具有大质量标量场的标量张量中子星与无质量情况下和广义相对论中的对应物相比,可以具有相当不同的结构和性质。本文用标量-张量理论研究了慢旋转中子星,其中有一个大质量的引力标量。标量张量理论的两个例子进行检查-第一个例子是大规模的Brans-Dicke理论和第二个是一个大规模的标量张量理论区分从广义相对论在弱场极限。在后一种情况下,我们研究了标量场质量对中子星自发标量化的影响。我们的数值结果表明,包含一个质量项的标量场确实改变了图片急剧相比,无质量的情况。结果表明,当考虑足够大质量的标量场时,大质量标量张量理论中的中子星的质量、半径和转动惯量与纯广义相对论解有很大的不同.
2016-02-15 astro-ph.HE gr-qc
Implementation of multi-grid Poisson solver in numerical relativity and its application to gravitational collapse of massive star
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理研究所(爱因斯坦研究所));Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(京都大学汤川理论物理研究所);Aomori University(青森大学)
开发了基于网格的多重网格泊松求解器,用于数值相对论中的初始值问题,并在大质量恒星引力坍缩的模拟中验证了其守恒精度。
2026-06-12 astro-ph.HE gr-qc
A Critical Look At Massive Scalar Field Collapse
本文研究了有质量标量场球对称分布坍缩的临界行为。在黑洞形成的边缘观察到两种不同类型的相变,并给出了判断每种相变何时发生的判据。
1997-10-02 gr-qc
Inferring Core-Collapse Supernova Physics with Gravitational Waves
恒星坍缩和随后的核心坍缩超新星爆发会释放出引力波(GW)的爆发,这些爆发可能被先进的激光干涉引力波天文台(如Advanced LIGO、Advanced Virgo和LCGT)探测到。来自核心坍缩超新星的GW爆发编码了在垂死的大质量恒星核心工作的复杂多维动力学信息,并可能为大质量恒星中驱动超新星的尚未确定的机制提供直接证据。最近的多维模拟的核心坍缩超新星爆炸通过中微子,磁旋转,和声爆炸机制预测GW信号具有不同的结构在时域和频域。出于这一动机,我们描述了一个很有前途的方法,用于确定最有可能的爆炸机制的基础上的一个假设的GW信号,基于主成分分析和贝叶斯模型选择。利用模拟的AdvancedLIGO噪声,为了简单起见,假设单个探测器和线性极化波形,我们证明了我们的方法可以区分整个银河系的磁旋转爆炸(D <~ 10 kpc)和由中微子和声学机制驱动的爆炸(D <~ 2kpc)。此外,我们表明,我们可以区分旋转吸积引起的大质量白矮星的崩溃模型和旋转铁芯崩溃的高可靠性出几个千秒差距。
2012-02-23 astro-ph.HE gr-qc
Critical gravitational collapse of a massive complex scalar field
研究了与引力最小耦合的大质量复标量场的临界坍缩。以一个形状类似于玻色子星的简谐共振的简单高斯脉冲作为初始数据,我们得到了当改变高斯脉冲宽度$σ$时的I型和II型临界坍缩。对于$σ\leq 0.5$,我们发现了具有临界指数$γ=0.38\pm0.01$和回波周期$Δ=3.4\pm0.1$的II型坍缩。这些值与已知的实无质量标量场的结果非常相似。另一方面,对于$σ\geq 2.5$,我们得到I型崩溃。在这种情况下,我们发现临界解是基态的不稳定玻色子星:我们的模拟得到的所有数据都可以与不稳定玻色子星的特征值及其相应的李雅普诺夫指数进行对比.
2022-08-17 gr-qc
Explosions from Rotating Very Massive Star Collapses to Black Holes: Effects of Nuclear Burning
Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University(东北大学前沿交叉科学研究院);Astronomical Institute, Graduate School of Science, Tohoku University(东北大学理学研究科天文学研究所);Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)(马克斯·普朗克引力物理研究所(爱因斯坦研究所));Institute for Gravitation and the Cosmos, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学引力与宇宙研究中心);Department of Physics, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学物理系);Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(京都大学汤川理论物理研究所引力物理与量子信息中心);Department of Physics, Toho University(东邦大学物理系)
本研究通过数值相对论模拟,探究旋转大质量恒星核心坍缩为黑洞的过程,明确核燃烧对坍缩模式、抛射物特征及铁族元素生成的影响,揭示其可产生大质量高能抛射物与铁族元素的机制。
2026-08-17 astro-ph.HE gr-qc
Formation of black hole and accretion disk in a massive high-entropy stellar core collapse
我们提出的第一个完全广义相对论轴对称模拟的旋转高熵恒星的核心崩溃的黑洞和吸积盘的数值结果。考虑到相关的微观物理进行模拟。初始条件为球形核,电子分数为常数($Y_e = 0.5$),每个重子的熵为$s$ = 8 $k_B$,并叠加了角速度.在早期阶段,核心以类似的方式塌陷。然后,由于自由核子的气体压力,它经历了一个弱的反弹。由于反弹很弱,核心最终坍缩成一个黑洞。随后的演化取决于初始角速度。当自转不快时,形成几何上薄(但光学上厚)的吸积盘,在盘的内部形成激波。对于中等旋转的情况,薄的吸积盘在激波产生的热能充分积累后,最终膨胀成几何上厚的环面。此外,对流发生在环面内部。由于对流运动,中微子光度随时间变化剧烈。相反,对于快速旋转的情况下,一个几何厚环面形成后不久,黑洞形成,对流活动是弱的,由于周转模式的存在。
2011-05-24 astro-ph.HE gr-qc
Black hole formation from massive scalar field collapse in the Einstein-de Sitter universe
本文研究了在渐近Einstein-de Sitter时空背景下,一个实的、最小耦合的、有质量的标量场的球对称坍缩。通过对场函数和度规函数的程函近似,我们得到了一个简单的分析判据-涉及初始物质结构的物理尺寸和质量尺度(场的逆康普顿波长和时空引力质量)-一般(非时间对称)初始数据坍缩成黑洞。这个分析条件,然后可以用来放置初始原始黑洞频谱的约束,通过考虑球形密度扰动,重新进入视界在早期的物质为主的阶段,紧接着通货膨胀。
2000-08-15 gr-qc
Three-dimensional Boltzmann-Hydro code for core-collapse in massive stars II. The Implementation of moving-mesh for neutron star kicks
提出了一种新的移动网格技术,用于模拟核心坍缩超新星(CCSNe)的多维Boltzmann-Hydro程序。这种方法与其他方法的不同之处在于,它不仅用广义相对论(GR)的3+1形式来处理流体动力学,而且还处理中微子转移,利用位移矢量来指定坐标系的时间演化。这意味着,我们的代码的运输部分本质上是广义相对论的,虽然在本文中,它只适用于移动曲线坐标在平坦的Minknowski时空,因为重力部分仍然是牛顿的。还详细描述了该实现的数字方面。利用轴对称二维程序,我们进行了两个实验计算:原中子星的振荡和逃逸。我们表明,我们的新方法工作正常,正确跟踪运动的PNS。我们相信这是CCSNe现实模拟的一个重大进步。
2016-05-02 astro-ph.HE gr-qc
Spherically Symmetric Gravitational Collapse
本文讨论球对称时空的引力坍缩。我们通过取两个任意球对称时空的$g_{00}=1$,导出了一个一般形式。以色列的交界条件是用来发展这种形式主义。给出了非本征曲率张量的计算公式。导出了依赖于非本征曲率张量分量的表面能-动量张量的一般形式。这就引出了表面能密度和切向压力。形式主义适用于两个已知的球对称时空。所得结果显示了壳体的塌陷和膨胀区域。
2008-12-03 gr-qc
Critical collapse of a massive scalar field in semi-classical loop quantum gravity
School of Physics and Optoelectronics, South China University of Technology(华南理工大学物理与光电工程学院)
研究大规模标量场在两种不同的半经典圈量子引力框架下的引力塌缩中的临界现象,发现小质量参数导致II型临界现象,大质量参数导致I型临界现象,表明LQG修正对临界塌缩动力学影响微弱。
2026-03-07 gr-qc
Numerical simulations of stellar collapse in scalar-tensor theories of gravity
我们提出了球对称的核心崩溃和紧凑的物体形成的标量张量引力理论的数值相对论模拟。附加的标量自由度引入了传播的非线性引力波模式。用当前和未来的引力波实验探测到的标量波可能构成强场修正广义相对论的确凿证据。我们崩溃多方和更现实的前超新星配置文件使用高分辨率的冲击捕获计划和近似处方的核物质状态方程。最有希望的标量辐射源是坍缩成黑洞的质子中子星。在银河系核心坍塌事件形成黑洞的情况下,先进的LIGO可能能够在与当前太阳系和双星脉冲星测量相当的水平上对理论参数进行独立约束。在该地区的参数空间接纳自发标化的恒星,过渡到配置突出的标量头发黑洞形成之前,进一步增强了发射信号。虽然一个更现实的治疗的微观物理是必要的,充分调查自发标度化的中子星残余物的发生,我们推测,形成这样的对象可以约束参数的理论超出目前的界限与太阳系和双星脉冲星实验。
2016-05-18 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Stress-energy Tensor for a Quantized Scalar Field in a Four-Dimensional Black Hole Spacetime that Forms From the Collapse of a Null Shell
本文提出了一种数值计算零壳坍缩形成的四维Schwarzschild黑洞事件视界外区域中量子化无质量最小耦合标量场的应力-能量张量的方法。这种方法需要取坍缩零壳时空中In态的应力-能量张量与史瓦西时空中Unruh态的应力-能量张量之差。讨论了真空态和Unruh态的模的结构。应用该方法,在二维情况下的重整化应力-能量张量已被数值计算,并示出与已知的解析解。在4D中,模式方程中有效势的存在导致散射效应,使得模的构造更加复杂。给出了这种情况下的输入模的数值计算。
2021-11-29 gr-qc
Method to compute the stress-energy tensor for a quantized scalar field when a black hole forms from the collapse of a null shell
给出了一种计算四维球对称零壳坍缩形成黑洞的时空中无质量最小耦合标量场应力-能量张量的方法。该方法的一部分涉及匹配真空状态的模式到史瓦西时空中的完整模式集。另一部分是从真空态的应力-能量张量的非重整化表达式中减去Unruh态的相应表达式,再加上Unruh态的应力-能量张量。所示的方法工作在二维的情况下,结果是已知的。
2020-09-07 gr-qc hep-th
Phases of massive scalar field collapse
研究了有质量球对称标量场坍缩的临界行为。我们观察到两种不同类型的相变在黑洞形成的阈值。当初始脉冲的径向范围$(λ)$小于标量场的康普顿波长($μ^{-1}$)时,发生II型相变。临界解是Choptuik在无质量标量场的坍缩中发现的。当$λμ\gg 1$发生I型相变时,黑洞的形成在有限质量时开始。临界解是质量为$\alt 0.6 μ^{-1}$的不稳定孤子星。我们的结果与对Yang-Mills场~{[M.~ W. Choptuik,T. Chmaj和P. Bizon,Phys. Rev. Lett. 77,424(1996)]}表明爱因斯坦-物质方程的不稳定的受限解可能与其他物质模型的临界点有关。
1997-09-06 gr-qc
Aspects of visible singularities in gravitational collapse
大质量恒星在其生命周期结束时会发生什么是理论物理学中最重要和最有趣的问题之一。这样一个足够大质量的恒星的不受阻碍的引力坍缩可以产生时空奇点。本文讨论这种无阻碍的引力坍缩现象以及由此形成的奇点的因果结构。
2022-11-12 gr-qc
Late-Time Tails in Gravitational Collapse of a Self-Interacting (Massive) Scalar-Field and Decay of a Self-Interacting Scalar Hair
本文研究了Reissner-Nordström时空中自相互作用(大质量)标量场的初值问题。根据无毛定理,我们研究了自相互作用(SI)头发衰减的动力学物理机制。我们表明,SI扰动的中间渐近行为是由一个振荡的逆幂律衰减尾巴。我们表明,在后期的SI头发的衰减速度比任何幂律。我们通过数值模拟证实了我们的分析结果。
1998-10-06 gr-qc
Gravitational Collapse of a Homogeneous Scalar Field Coupled Kinematically to Einstein Tensor
研究了均匀含时标量场的引力坍缩,该场除了与曲率耦合外,还与爱因斯坦张量运动学耦合。这种耦合是Horndeski理论的一部分,我们研究它的崩溃过程中的效果。我们发现标量场坍缩所需的时间依赖于导数耦合的值,并且奇点受到视界的保护。将内部解与外部Schwarzschild-AdS度规相匹配,我们证明了在坍缩过程中满足弱能量条件的情况下,形成了一个黑洞。标量场在奇点处取有限值。
2017-01-27 gr-qc hep-th
On the conjectured gravity-related collapse rate $E_Δ/\hbar$ of massive quantum superpositions
Roger Penrose和作者都提出了一个观点,即大质量天体的空间叠加态$|x_1\rangle+|x_2\rangle$坍缩成它的定域分量$|x_1\rangle$或具有特征时间$\hbar/E_Δ$的$|x_2\rangle$,其中$E_Δ$是叠加态相对于定域态的引力自能过剩。基本的论点,这种激进的偏离标准量子力学和不同的推导率方程简要概括和讨论。
2022-02-16 gr-qc quant-ph
Neutron Star Collapse From Accretion: a Probe of Massive Dark Matter Particles
本文研究大质量暗物质粒子在中子星内通过动量相关散射被捕获并热化、最终导致中子星坍缩为黑洞的过程,并利用暗物质密集区老年中子星的观测对大质量暗物质参数给出强约束。
2024-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Primordial gravitational waves and the collapse of the wave function
“自致坍缩假说”是由D. Sudarsky和合作者解释宇宙结构的起源从一个完美的各向同性和均匀的宇宙在暴胀制度。在本文中,我们计算的张量模式的功率谱,在半经典引力近似下,与一个通用的自诱导坍缩的暴胀的波函数的附加假设,我们还计算张量标量比的估计。基于此计算,我们表明,所考虑的建议表现出强烈的抑制张量模式的振幅,然而,相应的振幅仍然是一致的联合BICEP/KECK和普朗克合作的限制张量标量比。
2015-10-29 astro-ph.CO gr-qc
Junction Conditions and Gravitational Collapse in Scalar-Tensor-Vector Gravity
Indian Institute of Technology Kanpur(坎普尔印度理工学院)
本文研究了标量-张量-向量引力(STVG/MOG)中的接合条件,通过这些条件构建了引力坍缩理论。在坍缩过程中,一个包含物质和暗能量的内部弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克(FLRW)时空通过一个携带STVG电荷的壳层与外部静态、球对称的Reissner-Nordström(RN)类时空相接合。通过推导接合条件,展示了在当前情况下引力坍缩可以发生,并且可以形成RN类的视界。本文提出了两个简化的引力坍缩模型:一个最终形成极值RN类黑洞,另一个则趋向于坍缩成亚极值RN类黑洞,由远处的观测者观测到。
2026-05-17 gr-qc
Scalar gravitational wave from Oppenheimer-Snyder collapse in scalar- tensor theories of gravity
与广义相对论不同的是,标量-张量引力理论甚至可以从球对称的引力坍缩预言标量引力波。在忽略标量波对时空的反作用的近似下,数值求解了球对称均匀尘埃坍缩中标量引力波的产生和传播,并考察了观测到的标量引力波的振幅、特征频率和波形如何依赖于尘埃的初始半径和质量以及理论中包含的参数.在Brans-Dicke理论中,通过对标量引力波的观测,可以确定初始半径和质量以及理论中的一个参数。在标量-张量理论中,由于标量引力波的波形与耦合函数的一阶导数密切相关,因此可以得到耦合函数的一阶导数信息。
1997-02-10 astro-ph gr-qc
Collapse of massive fields in anti-de Sitter spacetime
在渐近反德西特时空中的引力坍缩有着丰富的结构,但人们对其了解甚少。有强烈的迹象表明,一些家庭的初始数据形成“绑定”状态,这是定期无处不在,而其他家庭似乎总是崩溃的黑洞。在这里,我们调查的大规模标量场在反德西特的崩溃,与扩大的自由度在初始数据设置,如几个不同的波包,引力相互作用。我们的结果是完全符合以前的研究结果在文献中:大规模的领域,它有一个完全共振的光谱,崩溃(任意?)对于某些类别的初始数据,振幅较小,而对于其他类别的数据,则形成振荡星。我们发现的证据表明,初始数据组成的几个波包可能会允许它们之间的有效的能量交换,并大大延迟崩溃,或完全避免它。当AdS边界被人为地改变,使得频谱不再共振时,级联到更高的频率可能仍然存在。最后,我们评论的渐近平坦的同行。
2015-05-01 gr-qc hep-ph hep-th
Self-similar collapse of a scalar field in dilaton gravity and critical behaviour
我们提出了新的解析自相似解决方案描述的标量张量理论中的无质量标量场的崩溃。这些溶液表现出一种临界行为。对几种标量-张量理论解析地得到了近临界演化的黑洞质量,并计算了临界指数。在分析模型的框架内,我们发现某些标量张量理论的黑洞质量定律是$M_{BH}=f(p-p_{cr})(p-p_{cr})^γ$形式,它与广义相对论定律$M_{BH}=const (p-p_{cr})^γ$略有不同。
2003-02-23 gr-qc
Tolman-Bondi collapse in scalar-tensor theories as a probe of gravitational memory
在引力常量变化的宇宙学模型中,还不清楚原始黑洞是否保持形成时期的$G$值。我们利用Tolman-Bondi模型研究了平坦Friedmann宇宙中尘埃坍缩形成黑洞时背景标量场的演化。假设标量场对度规的反作用可以忽略不计,我们发现在事件视界的标量场的值很快就呈现出背景宇宙学的值。这表明引力记忆非常少。
2002-10-08 astro-ph gr-qc
Bel-Robinson as stress-tensor gradients and their extensions to massive spin (0,1,2)
我们表明,贝尔-罗宾逊(BR)张量是-一般,以及在其原始GR设置-一个自主保守的一部分,显然保守,双梯度系统的应力张量。这表明它从广义相对论自然延伸到物质模型,首先是(已知的)无质量标量和矢量,然后是有质量的,包括张量。这些大质量的版本是可以预期的,因为它们是在无质量D+1的KK约化后产生的。我们展示了由此产生的自旋(0,1,2)“大质量”BR。
2015-03-12 gr-qc
On Shapiro time delay in massive scalar-tensor theories
本文讨论了有质量标量张量理论中后牛顿参数$γ$的确定问题。证明了后牛顿参数$γ$与有质量标量张量理论中零测地线方程中的参数之间的等价对应。我们表明,大量的标量张量理论可以区分从广义相对论的基础上的Shapiro时间延迟的预测。所有的计算都是以混合度量-Palatini f(R)-引力为例进行的。首次得到了混合f(R)引力中Shapiro时滞的表达式。
2021-11-27 gr-qc
Spherical symmetric dust collapse in a Vector-Tensor gravity
有一个可行的矢量张量引力(VTG)理论,其矢量场产生排斥力,导致重要的影响。在背景宇宙中,这些力的作用是加速膨胀,与真空能量(宇宙学常数)产生的膨胀相同。在这里,我们证明了另一个这些影响产生足够大的坍缩质量,导致史瓦西黑洞和奇点在广义相对论(GR)。对于这些质量,压力变得可以忽略不计对引力的吸引力和完全崩溃不能停止在GR的背景下,然而,在VTG,强大的引力排斥可以停止下降的外壳向对称中心。一个崩溃的尘埃云的研究,然后开发,为了承担这项任务,VTG方程在comoving坐标的书面。在这个意义上,正如在广义相对论中对无压尘球所作的那样,我们找到了三种不同的解,分析了这三种情况,并讨论了壳层穿越问题。视层位和圈闭面的分析,将导致不同的情况下,根据一定的理论特征参数值进行了检查。
2020-11-30 gr-qc
Isotropisation of the minimally coupled scalar-tensor theory with a massive scalar field and a perfect fluid in the Bianchi type I model
我们寻找必要的条件,使最小耦合标量张量理论与大量的标量场和一个完美的流体中的Bianchi I型模型各向同性。然后我们推导出宇宙的动力学渐近性质。
2003-09-19 gr-qc
Gravitational Wave Emission From Core-Collapse of Massive Stars
利用最近的一些模型,我们对具有质量的白矮星的核心坍缩(吸积诱导坍缩)、核心坍缩的超新星和超新星以及超大质量恒星(~> 300 Msun)的坍缩进行了估算。我们研究引力波发射机制,使用几种估计技术,包括二维四极波发射的数值计算,估计的棒模强度,估计的r模发射,和估计波从黑洞振铃。我们还审查了相关的崩溃被认为发生的速度,这对它们作为天体物理学来源的相关性有重大影响。虽然最新的超新星祖先模拟产生的核心旋转速度比过去使用的要慢得多,但我们发现,来自核心坍缩超新星的棒模式和r模式不稳定性仍然是LIGO-II的主要候选源之一。白矮星的吸积诱导坍缩(AIC)可以产生类似于核坍缩的引力波信号。在我们所研究的模型中,这种坍缩对于棒模式并不不稳定;我们注意到,刘和林德布洛姆最近研究的模型,角动量稍大,对于棒的形成当然不稳定。由于AIC事件可能比核心坍缩超新星少1,000倍,因此典型的AIC事件将更远,因此观察到的波将更弱。在最乐观的情况下,我们发现有可能从300个Msun第三星族恒星的坍缩中探测到引力波。
2001-09-25 astro-ph gr-qc
Quantum stress tensor of massive vector field in the space-time of a pointlike global monopole
在Schwinger-DeWitt近似下,解析地确定了点状整体黑洞时空中大质量矢量场的重整化量子应力张量分量。利用这些一般结果研究了量子化物质场的点态能量条件,发现它们都被有质量矢量场所破坏。
2019-04-27 gr-qc
Spherical neutron star collapse toward a black hole in tensor-scalar theory of gravity
完整的张量标量和流体动力学方程,提出和集成,自引力理想流体。初始条件描述了不稳定平衡态的中子星组态,状态方程为多方方程。它们是必要的,以便遵循这颗恒星朝向黑洞的引力坍缩(包括完整的流体动力学),并研究由此产生的标量引力波。这个波的振幅,以及辐射的能量显着增加以上的耦合函数的参数的某个临界值,由于自发标量化,在Brans-Dicke理论中不存在的效果。在大多数情况下,塌陷流体的压力对所得到的信号没有显著影响。如果这类源的位置超过几百千秒差距,那么未来的引力波激光干涉探测器(如VIRGO或LIGO)就不太可能观测到这类源。然而,如果这种引力坍缩被其四极引力信号探测到,自发标量化可能会受到限制,因为后者比单极引力信号低得多。
1998-01-23 astro-ph gr-qc
Gravothermal Collapse of Self-Interacting Dark Matter Halos and the Origin of Massive Black Holes
中心超大质量黑洞(SMBH)的质量为$10^6-10^9 M_\odot$,似乎是附近星系的共同特征,也是类星体和活动星系核的可能动力源。我们证明了中心黑洞的形成是自相互作用暗物质(SIDM)晕中重力热灾难的自然和不可避免的结果。通过碰撞弛豫驱动的重力热演化,SIDM晕将形成一个巨大的内核,其密度和速度色散将长期增加。最终,内核达到相对论径向不稳定性,并经历动力学坍缩成黑洞。黑洞的初始质量将是晕总质量的$10^{-8}-10^{-6}$。我们表明,如果在形成的超密度在SIDM晕不是太大,SMBHs在观测到的质量范围内可以直接形成在非常大的晕核心崩溃。另一种情况是,在大的超密度下,中等质量的晕经历核心坍缩,形成中等质量的中心种子黑洞,然后这些黑洞可以合并和/或吸积,达到SMBH范围。在SIDM晕中通过核心坍缩形成SMBH不需要重子,没有恒星形成的前期,也没有形成黑洞种子的其他机制。
2002-03-12 astro-ph gr-qc
Solutions to the mode equation for a quantized massless scalar field outside a black hole that forms from the collapse of a null shell: Late-time behaviors and computation of the stress-energy tensor
本文研究由零壳坍缩形成的黑洞外部量子标量场的模方程,发展计算半经典应力-能量张量的方法,并分析模的晚期行为及红外效应影响。
2024-12-16 gr-qc
The Bel-Robinson tensor for topologically massive gravity
我们构建,并建立(协变)的保护,一个4指数的“超应力张量”TMG。另外,我们讨论了它在二次曲率模型中的无效性,并提出了一个推广。
2011-01-17 gr-qc hep-th
Quantum stress tensor for massive vector field in the space-time of a cylindrical black hole
本文利用Schwinger-DeWitt近似解析计算了静态黑弦中耦合到引力场位形的大质量矢量场的重整化量子能量动量张量的分量。一般的结果被用来调查的量子化物质场的逐点能量条件,它表明,他们违反了在某些区域的时空,特别是黑洞的视界。
2010-08-07 gr-qc
Multipole analysis on stationary massive vector and symmetric tensor fields
本文利用对称无迹形式获得了稳态有质矢量与对称张量场的多极展开及源多极矩封闭表达式,揭示了场参数的类汤川依赖性及附加多极矩的存在。
2023-06-25 gr-qc
Next-to-leading term of the renormalized stress-energy tensor of the quantized massive scalar field in Schwarzschild spacetime. The back reaction
构造了Schwarzschild黑洞时空中任意曲率耦合量子化质量场的重整化应力-能量张量的次主导项。通过对涉及Hadamard-Minakshisundaram-DeWitt-Seely系数$a_{3}$和$a_{4}.$重合极限的DeWitt-Schwinger有效作用量进行泛函微分,得到了量子化场对Schwarzschild黑洞的反作用.
2009-01-18 gr-qc
Stress-energy tensor of quantized massive fields in static wormhole spacetimes
为了能够穿越,静态洛伦兹虫洞必须由一些违反弱能量条件的奇异物质构成。量子化场是自然的候选者,因为它们的应力-能量张量在许多情况下具有所需的性质。本文构造并研究了六个静态虫洞时空中量子化质量标量场、旋量场和矢量场的应力能量张量。我们发现,在所有考虑的情况下,量子场违反莫里斯-索恩条件,并没有必要的形式,以支持虫洞喉。这与先前的结果一致,并表明大质量量子场使虫洞的可操作性降低。
2017-11-29 gr-qc
Stress-energy tensor of neutral massive fields in the Reissner-Nordstrom spacetime
构造了Reissner- Nordstrom时空中量子化质量标量场、旋量场和矢量场的重整化应力-能量张量近似。它是通过对涉及Hadamard-Minakshisundaram-DeWitt-Seely系数a_{3}重合极限的Schwinger-DeWitt有效作用量的最低阶函数求导,并将由此得到的一般公式限制到曲率标量为零的时空中来实现的.对于具有任意曲率耦合的大质量标量场,我们的结果再现了Anderson,Hiscock和Samuel以前通过六阶WKB近似得到的结果。
2000-02-10 gr-qc
Isotropisation of Generalized Scalar-Tensor theory plus a massive scalar field in the Bianchi type I model
本文研究了有质量标量场的广义标量-张量理论的各向同性。我们发现它取决于条件的Brans-Dicke耦合函数和潜在的,并显示渐近的度量函数总是趋向于幂或指数律的适当的时间。这些结果推广和统一了De Sitter在宇宙学常数情况下的结果和Cooley和Kitada在指数势情况下的结果。
2003-09-19 gr-qc
CMB anisotropies induced by tensor modes in Massive Gravity
我们研究引力波(GWs)的背景下,大规模引力,广义相对论(GR)的度量的波动有一个非零的质量,并专门调查张量模式的影响上的宇宙微波背景(CMB)各向异性。我们首先研究了大质量引力中张量模的时间演化,证明了存在引力子质量极限$m_l=10^{-66}g\sim 10^{-29}cm^{-1}$,使得对于质量$m\leq m_l$,大质量引力中的张量扰动与GR中相应的张量扰动是不可区分的,同时,我们还证明了短波长的大质量模与无质量模的行为几乎是不可区分的.随后,我们证明了质量在$m= 10^{-27}cm^{-1}$ - $m=10^{-26}cm^{-1}$范围内的大质量引力子会在CMB各向异性功率谱的低多极子($\ell< 30$)上留下清晰的信号。因此,我们的结果表明,CMB各向异性测量可能是决定性的,以显示是否张量模式是大规模或没有。
2009-08-26 astro-ph.CO gr-qc
Vacuum polarization of the quantized massive scalar field in the global monopole spacetime II: the renormalized quantum stress energy tensor
本文利用Schwinger-DeWitt近似,构造了一个有质量的标量场的重整化量子应力能量张量$\left<T_μ^ν\right>_{ren}$,该标量场与一个点状整体引力场有任意耦合,直到场的倒数质量$μ$的二阶.给定的应力能量张量是通过对足够质量的标量场的单圈有效作用量的度量张量进行泛函微分而构造的,使得量子场的康普顿长度远小于背景几何的特征曲率半径.结果是在一般曲率耦合参数$ξ$的情况下得到的,并具体到最小和共形耦合的更物理的情形,表明在这种特定的情形下,在整体超时空中的量子质量标量场违反了所有的逐点能量条件.
2019-04-19 gr-qc
Massive tensor field perturbations on extremal and near-extremal static black holes
我们发展了一种新的微扰方法来研究任意维极值和近极值静态黑洞时空中大质量张量场的动力学。在这样的背景下,我们可以将大质量张量场的分量分为张量型分量、矢量型分量和标量型分量。对于只出现在更高维度的张量型分量,大质量张量场方程简化为一个主方程,而矢量型分量和标量型分量保持耦合。我们考虑了几何和场变量关于近视界标度参数的近视界展开。通过这样做,我们减少,在每一个顺序的扩展,运动方程的矢量和标量型组件的一组五个相互解耦的波动方程与源项只包括低阶变量。因此,连同张量型主方程,我们得到了一组相互解耦的方程在每个阶的扩展,管理的所有动力学自由度的大规模张量场的极端和近极端静态黑洞背景。
2019-04-10 gr-qc hep-th
Impossibility of Unlimited Gravitational Collapse
本文指出,引力场作为闵可夫斯基空间中发展的物理场,并不导致大质量物体的无限引力坍缩,从而排除了"黑洞“形成的可能性。
2006-12-28 gr-qc
Stochastic gravitational wave background from supernovae in massive scalar-tensor gravity
本文研究大质量标量-张量引力中核心坍缩超新星产生的标量极化随机引力波背景,通过不同超新星种群模型预测其能量密度,发现其虽低于现有约束但可被未来达到设计灵敏度的探测器探测到,从而有望对该理论参数空间施加新限制。
2023-07-07 gr-qc
Primordial Tensor Non-Gaussianity from Massive Gravity
我们在大质量张量引力子理论中计算了张量双谱,该理论预测了蓝倾斜且大幅放大的原始引力波。我们发现,一个新的三点相互作用可以产生一个更大的张量双谱比传统的广义相对论。双谱在压缩位形处达到峰值,其向压缩极限的斜率由引力子质量决定。这种压缩张量双谱可以用干涉仪作为张量功率谱的四极调制来观察。
2019-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph