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
Detection of chaos in the general relativistic Poynting-Robertson effect: Kerr equatorial plane
广义相对论性坡印廷-罗伯逊效应是一个耗散的非线性动力学系统，它是通过辐射过程扰动围绕自旋致密物体运行的测试粒子的测地线运动而获得的，由克尔度规描述。利用Melnikov方法，我们发现在适当的参数范围内，受Poynting-Robertson效应驱动的测试粒子在Kerr赤道面上的运动存在混沌行为。
2021-03-09 gr-qc hep-th math-ph
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
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
The general relativistic Poynting-Robertson effect
广义相对论的版本是为了罗伯逊对坡印廷-罗伯逊效应的讨论而开发的，他基于狭义相对论和牛顿引力理论对像恒星这样的点辐射源进行了讨论。广义相对论模型使用了一个在史瓦西或克尔外时空的赤道平面上以零角动量向外径向运动的光子辐射场。
2008-08-07 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
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
The three-dimensional general relativistic Poynting-Robertson effect I: radial radiation field
在本文中，我们调查的三维（3D）运动的测试粒子在一个固定的，轴对称的时空围绕一个中心紧凑的对象，辐射场的影响下。为了这个目的，我们扩展了在广义相对论（GR）的坡印廷-罗伯逊效应的二维（2D）版本，在以前的研究中开发。辐射通量是由光子沿零测地线在克尔背景的3D空间中旅行，是纯粹的径向相对于零角动量观测器（ZAMO）框架。我们推导的三维广义相对论运动方程与经典的（即非GR）描述的坡印廷-罗伯逊效应在三维是一致的。由此产生的动力学系统承认一个临界超曲面，在该超曲面上辐射力平衡重力。选定的测试粒子轨道计算和显示，并描述其属性。研究发现，在有限纬度和非零角动量下接近临界超曲面的测试粒子会受到纬度漂移的影响，并渐近地到达临界超曲面赤道上的圆形轨道，在那里它们相对于ZAMO保持静止。相反，在到达临界超曲面时已经失去所有角动量的测试粒子不会经历这种纬度漂移，并且相对于ZAMO在固定的非零纬度处保持静止。
2019-01-11 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
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
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
Three-dimensional general relativistic Poynting-Robertson effect II: Radiation field from a rigidly rotating spherical source
本文研究了在局域共动坐标系下，刚性旋转球源辐射的三维广义相对论性坡印廷-罗伯逊效应。这样的辐射场近似于旋转的中子星表面产生的辐射场，或者由吸积黑洞的中心辐射热日冕产生的辐射场;它扩展了我们在以前的研究中考虑的纯径向辐射场。它的角动量用发射源的旋转频率和半径来表示。对于背景，我们采用克尔时空几何。我们导出了受这种辐射场影响的试验粒子的运动方程，恢复了慢转动的经典和弱场近似。我们专注于解决方案组成的粒子轨道沿圆形轨道关闭和平行于赤道平面，这是稳定的引力，辐射力和PR阻力之间的平衡。这样的解决方案被发现躺在一个临界超曲面，其形状可能会变形从扁长到扁圆取决于克尔自旋参数和发光度，旋转和半径的辐射球。对于选定的参数范围内，临界超曲面相交的辐射球产生一个凸出的赤道区域，或者，两个以上的极点叶。我们计算了一组选定的初始参数的临界超曲面附近的测试粒子的轨迹和分析的空间和角速度的测试粒子捕获的临界超曲面。
2019-11-01 gr-qc hep-th
Global existence of solutions for the relativistic Boltzmann equation on the flat Robertson-Walker space-time for arbitrarily large intial data
我们证明了一个全球性的结果，在时间上的相对论性玻尔兹曼方程的初值问题平坦的罗伯逊-沃克空间时间，在适当的功能框架耦合爱因斯坦方程。我们没有地方限制初始数据的大小，因此可以任意取大。
2006-03-25 gr-qc
Toy model for a two-dimensional accretion disk dominated by Poynting flux
本文讨论了坡印廷流对磁主导薄吸积盘的影响。在相对论性公式中，具有开普勒角速度的旋转磁场产生的坡印亭通量可以平衡稳态吸积流的能量守恒和角动量守恒。
2001-01-11 astro-ph gr-qc
Inhomogeneous relativistic Boltzmann equation near vacuum in the Robertson-Walker space-time
本文考虑了具有近真空初值的相对论性Boltzmann方程的Cauchy问题，其中分布函数依赖于时间、位置和冲量。这里考虑的碰撞核是硬势的情况下，背景时空中的研究是罗伯逊-沃克时空。在适当的加权空间中，得到了唯一的全局（时间上）mild解。
2016-09-19 gr-qc
General relativistic simulations of binary black hole-neutron stars: Precursor electromagnetic signals
首次对自旋和非自旋黑洞轨道上的中子星磁层进行了广义相对论无力模拟。我们发现有希望的前体电磁发射：典型的坡印廷光度，例如，对于1.4太阳质量的NS和10^{13}G极向磁场，6.6倍NS半径的轨道间隔为L ~ 6 x 10^{42} erg/s。坡印廷通量在方位角方向上约40度的宽光束内以及距轨道平面约60度内达到峰值，建立了可能的灯塔效应。我们的计算虽然是初步的，但我们计划在未来对这些系统进行更详细的模拟。
2013-07-17 astro-ph.HE gr-qc
Nonsingularity of Flat Robertson-Walker Models in the Special Relativistic Approach to Einstein's Equations
最近，爱因斯坦引力理论的平坦时空方法中被忽视的因果结构问题得到了实质性的解决。一致性要求平坦度规的零锥被有效弯曲度规的零锥所尊重。虽然一致性不是自动的，但对朴素规范自由的深思熟虑的使用解决了这个问题。在简要概括了如何实现一致的因果关系之后，我们考虑平坦的罗伯逊-沃克大爆炸模型。空间平坦的罗伯逊-沃克宇宙学模型中的大爆炸奇点在闵可夫斯基时空中被放逐到过去的无穷远。为了适应狭义相对论的方法，我们提出了一个修正的奇点概念，这样大爆炸就变得非奇点了。
2004-06-25 gr-qc
Newtonian and Post-Newtonian approximations of the k = 0 Friedmann Robertson Walker Cosmology
在以前的论文中，我们推导出一个后牛顿近似宇宙学，与前牛顿和后牛顿宇宙学理论相反，有一个适定的初始值问题。在本文中，这个新的后牛顿理论进行了比较，完全广义相对论理论，在k = 0的弗里德曼罗伯逊沃克宇宙学的背景下。结果表明，后牛顿理论再现了广义相对论理论的结果，而牛顿理论则不能。
1999-09-12 gr-qc
Global Dynamics for a relativistic charged and colliding plasma in presence of a massive scalar field on the Robertson-Walker spacetime
本文研究了在有质量标量场存在下具有宇宙常数的耦合Einstein-Maxwell-Boltzmann系统。背景度规是Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker时空在空间均匀情况下的度规，其中未知函数只依赖于时间而不依赖于空间变量$(x^i)$，$i=1,2,3$。通过将能量估计方法与特征方法相结合，我们在适当的条件下在chock核上推导出（见Eq. 2.20），一个局部（在时间上）的解决方案的耦合系统。进一步，在数据在某些适当的范数下是小的并且宇宙学常数满足$Λ> -4πm^2Φ_0^2$的假设下，我们得到了唯一的全局（在时间上）解（定理6.1）。
2019-01-02 gr-qc math.AP
The spatially homogeneous relativistic Boltzmann equation with a hard potential
本文研究了狭义相对论和Robertson-Walker时空中Boltzmann方程的空间齐次解。我们得到了一个类似的Povzner不等式在相对论的情况下，并使用它来证明整体存在定理。我们证明了在Minkowski空间和空间平坦的Robertson-Walker时空中，一类硬势型碰撞截面的整体解存在。
2013-01-01 gr-qc math.AP
Nonlinear dynamics from the relativistic Boltzmann equation in the Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker spacetime
研究了在空间平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙中膨胀的等截面无质量气体的耗散动力学.求解完全非线性相对论性玻尔兹曼方程的数学问题被改写成一组无限的非线性常微分方程的单粒子分布函数的时刻。动量空间分辨率由包含在动量层次中的非流体动力学模式的数量确定，即，的截断顺序。我们表明，在FLRW时空的非流体动力学模式完全解耦的流体动力学自由度。这导致系统作为理想流体流动，同时产生熵。非线性玻尔兹曼方程的解表现出非平凡动量依赖的分布函数的瞬态尾部。这个尾巴的演变是不正确的捕获的弛豫时间近似，也不是由线性化玻尔兹曼方程。然而，后者探测额外的高动量细节未解决的弛豫时间近似。虽然FLRW时空的膨胀足够慢，可以让系统接近（而不是远离）局部热平衡，但它还不够慢，无法让系统真正达到完全的局部平衡。平衡是最快的弛豫时间近似，其次，反过来，由动力学演化与线性化和完全非线性玻尔兹曼碰撞项。
2016-12-12 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-ph
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
Distortions of Robertson-Walker metric in perturbative cosmology and interpretation as dark matter and cosmological constant
在过去的几年里，我们看到越来越多的人试图将暗物质解释为广义相对论效应，至少在一定程度上是这样。根据这一哲学，我们考虑了由于宇宙中物质的不均匀分布而引起的引力扭曲，我们从广义相对论中知道这是延迟扭曲。这提供了一种放大效应，因为我们现在感觉到的扭曲并不取决于现在的物质密度，而是取决于过去的物质密度，而过去的物质密度更大。宇宙的膨胀率也受到了扰动，尽管物质的不均匀性很小，但这种扰动是不可忽略的，因为同样的放大效应。减速参数，这是一种评估宇宙中暗物质数量的方法，反过来受到扰动，因此暗物质的真实数量比通常认为的要少。
2020-05-30 gr-qc hep-th
Shock-Wave Refinement of the Friedmann-Robertson-Walker Metric
本文通过在冲击波面上匹配FRW与TOV度规构建宇宙学冲击波模型，并提出FRW的自相似微扰可在无宇宙学常数或暗能量的情况下解释宇宙加速膨胀。
2023-09-25 gr-qc math-ph math.MP
A Relativistic Description of Gentry's New Redshift Interpretation
我们得到了Friedmann-Robertson-Walker度规的一个新的表达式，它是de Sitter时空的静态图的一个模拟。约化度规包含两个函数，$M(T,R)$和$Ψ(T,R)$，它们分别被解释为质量函数和引力势。我们发现，在坐标原点附近，约化度量可以近似为静态形式，近似度量函数，$Ψ(R)$，满足泊松方程。此外，当Friedmann-Robertson-Walker度规的模型参数被适当地选择时，近似度规与理想流体物质的爱因斯坦方程的精确解一致。然后在近似的时空上求解径向测地线，得到由原点处的同动观测者观测到的测地线源的距离-红移关系。我们发现红移是用一个特殊的源速度和在源位置上计算的度规函数$Ψ(R)$来表示的，人们可能认为这是对{ \it Gentry的新红移解释}的一个新解释。
1999-02-19 astro-ph gr-qc
