Black hole solutions in the warped DGP braneworld
我们研究了扭曲DGP膜世界中黑洞的静态解析解。我们表明,线性化的场方程和匹配条件导致的解决方案,是不兼容的膜上的Schwarzschild-(A)dS $_{(4)}$解决方案。这种不相容性类似于大质量引力理论中的vDVZ不连续性。按照Vainshtein首先提出的消除这种不连续性的标准方法,我们在场方程中保留了一些适当的非线性项。这一策略的起源是,膜的空间非本征曲率在解的非线性性质中起着至关重要的作用,也在恢复小尺度下广义相对论(GR)的良好测量预测中起着至关重要的作用。利用这一特性,我们得到了一个有趣的黑弦解决方案时,它是兼容的4D GR解决方案在膜上的散装。
2011-03-17 gr-qc hep-th
Stability of stationary-axisymmetric black holes in vacuum general relativity to axisymmetric electromagnetic perturbations
我们考虑在广义相对论中的$(d +1)$维(含$d \geq 3$)中满足真空爱因斯坦方程且具有非简并视界的任意稳态和轴对称黑洞。证明了轴对称电磁扰动的正则能是正定的。这表明所有真空黑洞对轴对称电磁扰动都是稳定的。我们的结果也适用于满足具有正宇宙学常数的真空爱因斯坦方程的渐进deSitter黑洞。我们的结果也适用于极值黑洞,只要初始扰动在视界附近消失。
2017-11-15 gr-qc hep-th math-ph
Electromagnetic duality in general relativity
通过解决黎曼曲率相对于一个单位的类时向量成电和磁的部分,我们考虑类似于电磁理论的对偶关系。结果表明,爱因斯坦作用量的对偶对称性意味着没有宇宙学项的爱因斯坦真空方程。真空方程在有源和无源电部件互换时不变,从而产生相同的真空解,但引力常量改变了符号。进一步通过修改方程,就有可能构造真空和平坦时空的有趣对偶解。
1999-09-21 gr-qc
Electromagnetic Mass Models in General Theory of Relativity
“电磁质量”是指引力质量和其他物理量仅来源于电磁场的质量,它有着百年的辉煌历史。在导言中,我们把这段历史分成三大类--经典的、量子力学的和广义相对论的。每个类别都有详细的描述,以获得物理背景的详细图片。在本论文的引言部分,我们特别关注了排斥电磁质量模型的最新进展。在这方面,我们也说明了我们工作的动机。在随后的章节中,我们介绍了我们的结果及其物理意义。得出的结论是,电磁质量模型,这是纯粹的电磁起源的来源``不仅具有启发性的味道与洛伦兹猜想,但甚至是一个物理学具有非常规的,但新颖的特点,其特点是自己的贡献独立于其余的物理学”。
2007-10-30 gr-qc
On the electromagnetic field of a charged collapsing spherical shell in general relativity
给出了一个新的关于已形成黑洞中物质壳层引力坍缩的Einstein-麦克斯韦方程组组的精确解。壳层和黑洞都被赋予了电磁结构,并被假定为球对称的。目前的研究的影响进行了概述。
2002-09-04 astro-ph gr-qc
A method of incorporating general relativity in electromagnetic particle-in-cell code
提出了一种算法,将张量形式的麦克斯韦方程组的广义相对论电磁粒子在细胞的代码。该代码简化为非旋转中心质量的史瓦西时空。粒子推进程序使用四阶龙格-库塔算法来积分洛伦兹力的四速度形式。电流密度是使用度规的弯曲时空计算的。
2009-04-01 gr-qc physics.comp-ph
Electromagnetic Angular Momentum and Relativity
最近有人提出洛伦兹力定律与狭义相对论不一致。这很难理解,因为爱因斯坦发明相对论是为了调和电动力学和力学。在这里,我们研究的电荷和磁偶极子的动量在框架中,其中都是在休息,并在一个无限小的提升框架中,其中都有一个共同的速度。我们证明了对于由磁偶极-反磁偶极对组成的偶极子,在两个坐标系中的力矩都为零,而如果偶极子是点偶极子,则力矩不为零,而是由电磁场的角动量的变化率平衡,因此偶极子上没有机械力矩。
2012-08-23 gr-qc physics.class-ph
Group delay of electromagnetic pulses through multilayer dielectric mirrors beyond special relativity
本文研究了光脉冲通过多层介质镜(MDM)与引力波(GW)耦合后的群延迟。我们发现对于透射波包,延迟随MDM长度线性增加,而哈特曼效应消失。我们的研究提供了深入了解量子隧穿和GW的性质。
2012-11-27 gr-qc physics.optics
Neutral perfect fluids and charged thin shells with electromagnetic mass in general relativity
我们为Reissner-Nordström度量构建扩展源。我们的模型描述了一个由带电薄壳层包围的中性理想流体核,并且具有处处正的静止质量密度和处处非负的活动引力质量,以及经典的电子半径和电磁总质量.我们将我们的结果与先前讨论的模型进行对比,这些模型具有类似的特性,但代价是包括流体内的各向异性压力。我们的带电薄壳受到二维织构状态方程的限制,尽管能量动量张量的奇异性,但这导致了活动引力质量的连续性。我们提到可能的扩展,这项研究建议修改后的有效质量公式在文献中提出。
2006-04-25 gr-qc
Droplets in General Relativity: Exact Self-Consistent Solutions to the Interacting Scalar and Electromagnetic Field Equations
本文证明,对于广义相对论中的标量场、电磁场和引力场的自洽系统,其运动方程存在一类特殊的球对称或柱对称解。对于这些解,物理场消失,时空在临界球或临界柱外是平坦的。因此,这些构型的质量和电荷为零。建立了球对称液滴解与圆柱对称液滴解的主要区别。在第一种情况下,存在着液滴状结构连续变换为孤子的可能性,而在第二种情况下,则不存在这种可能性。
1996-03-21 gr-qc
Electromagnetic perturbations of black holes in general relativity coupled to nonlinear electrodynamics
在假设电磁扰动不改变时空几何的条件下,研究了带电和荷磁黑洞的广义相对论与非线性电动力学(NED)耦合的黑洞解的电磁扰动.结果表明,与测试微扰NED电磁场有关的带电和荷磁黑洞的有效势与光子运动的有效度规有关,而与时空度规有关的线性电动力学(Maxwell)场的有效势相反.因此,相应的准正规(QN)频率也不同。作为一种特殊情况,我们研究了NED黑洞解的新族,它们在弱场极限下趋向于Maxwell场,给出了Reissner-Nordström(RN)黑洞解.我们比较了NED麦克斯韦黑洞QN谱和RN黑洞QN谱。
2018-05-01 gr-qc
Curvature in Special Base Conformal Warped Products
引入了两个伪黎曼流形的基共形曲积的概念。我们还定义了一个子类的这种结构称为一个特殊的基础共形翘曲产品。之后,我们明确提到了许多相关领域,其中这些形式的度量以及对其曲率相关属性的考虑发挥了重要作用。除此之外,我们引用广义相对论,额外的维度,弦和超引力理论作为物理主题,也研究了拉普拉斯-贝尔特拉米算子在全局分析中的p-形式的频谱。然后,我们给出了基共形翘曲积的Ricci张量和数量曲率分别用基和纤维的Ricci张量和数量曲率表示的表达式。此外,我们引入特定的家庭,无论是标量或张量,非线性微分算子伪黎曼流形验证的具体身份。后者使我们能够获得新的有趣的表达式的Ricci张量和数量曲率的一个特殊的基础共形翘曲产品和事实证明,不仅是表达式,而且使用的分析方法是有趣的从物理,几何和分析的角度来看。最后,我们分析,调查和表征可能的解决方案的共形和翘曲因子的一个特殊的基础共形翘曲产品,这保证了相应的产品是爱因斯坦。此外,我们将这些结果应用到史瓦西度规的推广。
2008-04-29 gr-qc hep-th math-ph
Dyonic configurations in nonlinear electrodynamics coupled to general relativity
我们考虑静态的,球对称的配置在广义相对论,支持与规范不变的拉格朗日依赖于单一不变$f = F_{μν} F^{μν}$的非线性电磁场。在简要回顾了迄今为止在纯电场或磁场条件下得到的黑洞解和孤子解之后,试图得到具有电荷和磁荷的双子解。一个一般的计划建议,导致解决方案在求积为任意拉格朗日函数$L(f)$(到一些单调性限制),这样的解决方案表示在$f$作为一个新的径向坐标,而不是通常的坐标$r$。对于截断的Born-Infeld理论(只依赖于不变量$f$),得到了一个用$r$表示的一般双子解.这个解的一个有趣的特征是存在一个特殊的自对偶电磁场,$f \equiv 0$和Reissner-Nordström度规。
2017-08-27 gr-qc hep-th
Differential Form Approach for Stationary Axisymmetric Maxwell Fields in General Relativity
将稳态轴对称电磁场转化为各向异性流体,导出了广义相对论中稳态轴对称电磁场的一个表达式。几个简化的形式主义进行,以分析不同的功能的领域,如推导电磁源的麦克斯韦场的形式,薄层,建设新的解决方案,和生成技术。
2004-03-31 gr-qc
Embedding General Relativity with varying cosmological constant term in five-dimensional Brans-Dicke theory of gravity in vacuum
我们调查的可能性,恢复四维(4D)广义相对论,嵌入在一个5D时空的引力是由一个五维(5D)布朗-迪克(BD)引力理论。利用Gauss-Codazzi-Ricci方程和诱导物质理论的一些思想,我们得到当5D BD标量场只依赖于额外坐标时,在每一个一般的4D超曲面上恢复通常的爱因斯坦场方程加上一个宇宙学常数项是可能的,其中物质源由诱导物质的能量-动量张量描述,并且其中宇宙学常数在某些条件下可以随时间变化。最后给出了一个例子,在这个例子中,我们从翘曲的乘积空间中导出了一个宇宙学常数。
2009-02-27 gr-qc
Torsion and the Electromagnetic Field
在广义相对论的遥平行等效框架下,我们研究了引力耦合电磁场的动力学。结果表明,电磁场不仅能够耦合到扭转,而且,通过它的能量动量张量,产生扭矩。此外,它表明,与扭转的电磁场的耦合保持麦克斯韦理论的局域规范不变性。
1999-01-11 gr-qc hep-th
Electromagnetic mass-models in general relativity reexamined
在广义相对论的范围内建立一个扩展带电粒子模型的问题有着悠久而杰出的历史。这些模型的显著特点是,在某种程度上,它们需要负质量的存在,以保持稳定,对抗库仑排斥。通常,粒子包含一个由正质量外层包围的$negative$质量核心,外层来自Reissner-Nordström场。在这项工作中,我们展示了如何爱因斯坦-麦克斯韦场方程可以用来构建一个扩展的模型,质量是积极的无处不在。这就要求粒子内部的主压力是不相等的。该模型是通过将“有效”物质密度而不是静止物质密度设置为零来获得的。粒子的史瓦西质量来自于电场和引力场(外尔张量)的能量。该模型满足Hawking和Ellis的能量条件。一个特定的解决方案,说明了结果。
2003-10-28 gr-qc
Electromagnetic perturbations of black holes in general relativity coupled to nonlinear electrodynamics: Polar perturbations
研究了广义相对论与非线性电动力学(NED)耦合的黑洞(BH)解的\textit{axial}电磁(EM)扰动,假设EM扰动不会改变我们先前论文中的时空几何[Phys. Rev. D 97,084058(2018)]。在这里,作为该工作的继续,形式主义的\textit{polar} EM扰动的黑洞耦合到NED的广义相对论。我们表明,准正规模式(QNM)的极性电磁扰动的电和磁充电BH在NED的频谱不是等谱的,相反的情况下,标准的Reissner-Nordström BH在经典的线性电动力学。在程函近似下对QNM性质的详细研究表明,EM微扰可以成为确定NED中光线不遵循时空零测地线的有力工具。通过指定NED模型并比较带电BH和磁荷BH的轴向和极性EM扰动,表明磁(电)荷BH的轴向EM扰动和电(磁)荷BH的极性EM扰动的QNM谱是等谱的,即,$ω_{mag}^{ax}\approxω_{el}^{pol}$($ω_{mag}^{pol}\approxω_{el}^{ax}$)。
2018-10-30 gr-qc
Doubly special relativity as a non-local quantum field theory
本文基于几何解释将双狭义相对论构造为无穷阶导数的非局域量子场论,限制模型须保持线性 Lorentz 不变性,量子化场并导出变形 Maxwell 方程,比较不同动量空间中场的原点发散行为。
2025-02-21 gr-qc hep-th
General Relativity in Electrical Engineering
在电子工程中,超材料已经被开发出来,它提供了对电磁场前所未有的控制。在这里,我们表明,广义相对论贷款的理论工具,设计这种多功能材料制成的设备。给定一个期望的设备功能,该理论描述了将该功能变为事实的电磁特性。我们考虑促进时空变换和包括负折射的介质。我们的理论统一了完美的隐形装置,完美的镜头,光学Aharonov-Bohm效应和电磁类似物的事件视界幕后操作的概念,并可能导致进一步的应用。
2006-07-26 cond-mat.mtrl-sci gr-qc physics.optics
Tolman-Bayin type static charged fluid spheres in general relativity
在静态球对称的爱因斯坦-麦克斯韦时空中,Ray和Das(2002)以及Pant和Sah(1979)发现的天体物理解的类别在这里被重新讨论,以联系引力场和电磁场之间的唯象关系。定性地证明了Tolman(1939)和Bayin(1978)型带电相对论星是纯电磁起源的。这类天体物理解的存在可能是洛伦兹猜想的一种扩展,洛伦兹猜想认为类电子扩展带电粒子只有“电磁质量”而没有“物质质量”。
2004-01-02 astro-ph gr-qc
From Bertotti--Robinson to Vacuum: New Exact Solutions in General Relativity via Harrison and Inversion Symmetries
Institute of Mathematics of the Czech Academy of Sciences(捷克科学院数学研究所);Vicerrectoría de Investigación y Postgrado, Universidad de La Serena(拉塞雷纳大学研究与研究生院);Sede Esmeralda, Universidad de Tarapacá(塔帕卡里大学埃斯梅尔达校区);Institute of Theoretical Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University(查理大学数学物理学院理论物理研究所);Departamento de Física, Universidad de Concepción(康塞普西翁大学物理系)
本文通过Harrison和反演对称性,从Bertotti-Robinson黑洞出发,构造了新的真空解,展示了电磁嵌套如何产生非平凡的真空度规。
2026-10-09 gr-qc hep-th
Initial data for gravity coupled to scalar, electromagnetic and Yang-Mills fields
本文给出了广义相对论与标量场、电磁场或Yang-Mills理论最小耦合的初值约束的经典求解方法。结果包括时间对称和非对称数据。时间不对称的例子被用来测试彭罗斯的宇宙监督不等式。我们发现,只要弱能量条件成立,不等式就可以被打破。
1998-11-02 gr-qc hep-th
Stationary Electromagnetic Fields of a Slowly Rotating Magnetized Neutron Star in General Relativity
根据Rezzolla,Ahmedov和Miller(MNRAS,322,723 2001)提出的一般形式,我们在这里推导了一个慢旋转高导磁化中子星的内外背景时空中电磁场方程的解析解。假设这颗恒星是孤立的,处于真空中,偶极磁场与旋转轴不一致。我们的结果表明,一个缓慢旋转的中子星的电磁场的修改所产生的单极和偶极部分的引力场的广义相对论效应。这里提出的结果与Rezzolla,Ahmedov和Miller(MNRAS,322,723 2001)讨论的结果不同,主要在于我们认为内部磁场是偶极的,与外部磁场具有相同的径向依赖性。虽然这一假设可能并不现实,但它应该被视为我们的形式主义在文献中经常讨论的情况下的应用。
2001-08-23 astro-ph gr-qc
Generating Solutions of Ricci-Based gravity theories from General Relativity
我们推广的算法,建立度量仿射Eddington启发的Born-Infeld(EiBI)引力和广义相对论(GR)之间的对应关系到任何玻色子物质部门。一路上,一个抛光版本的存在性的度量兼容框架的证明与任何度量仿射Ricci重力(RBG)。特别注意的是从GR的conterpart生成的RBG的解决方案的问题,提供了一个一般配方EiBI的情况下。这扩展了以前的结果获得的特定物质,包括各向异性流体,标量场和电磁场。
2020-05-06 gr-qc hep-th
Classification of electromagnetic fields in general relativity and its physical applications
最简单的电磁场的分类(一般-以及特殊-相对论)制定的基础上物理动机的想法。根据这种分类,这些场可以属于三种类型(电场、磁场和零场),每一种都分为纯场和不纯场。只有纯零型场以基本速度$c$传播,其他所有场的传播速度都小于光速。基于参考帧的替代三场消除方法(例如,在电类型的情况下是磁性的);对于纯零型,则发生广义多普勒效应。所有三种类型的不纯字段被示出为{ \bf E}-{ \bf B}-可并行化的。因此,在纯非零情况下的这种消除和在所有不纯情况下的平行化意味着变换到与电磁场共同运动的参考系,其中坡印廷矢量为零。我们提出的方法现代化的Rainich-Misner-Wheeler方法,也允许构建新的精确的爱因斯坦-麦克斯韦解决方案,从已知的种子解决方案。作为例子,Kerr-Newman和Liénard-Wiechert解决方案被认为是,三个“新”类型的旋转带电黑洞(具有相同的Kerr-Newman几何),和新的物理效应进行了评估。PACS 2008编号:04.20-{ \bf q}、04.20.Ex、04.40.Nr、04.70.Bw
2008-02-24 gr-qc
Emergence of Negative Mass in General Relativity
本文提出耦合幻影场与非线性电磁场的对称可穿越虫洞模型,证明特定参数下可出现负 ADM 质量,并由能量-动量张量分量特征加以解释。
2023-12-06 gr-qc hep-th
Generalized, energy-conserving numerical simulations of particles in general relativity. II. Test particles in electromagnetic fields and GRMHD
以辐射光谱、来自VIRGO/LIGO的引力波和即将进行的直接成像的形式对致密物体进行的直接观测,目前是极端天体物理环境中等离子体物理学的主要信息来源之一。这种物理现象的建模需要数值方法,允许在强引力场和电磁场的存在下模拟微观等离子体动力学。在Bacchini等人(2018)中,我们详细研究了自由测地线运动积分的数值技术。在这里,我们通过在弯曲时空中的带电粒子模拟中引入电磁力来扩展研究。我们扩展了Bacchini等人(2018)提出的哈密顿能量守恒方法,以包括洛伦兹力,并将其性能与标准显式Runge-Kutta和隐式中点规则方案的性能进行了比较。然后,我们展示了应用程序的数值方案的测试粒子轨迹的集成在广义相对论磁流体动力学(GRMHD)模拟,通过修改算法来处理基于网格的电磁场。我们测试这种方法通过模拟合奏的带电粒子在静态GRMHD配置获得的黑洞吸积代码(BHAC)。
2019-03-25 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity in the Strong-Field Regime with Observations of Black Holes in the Electromagnetic Spectrum
广义相对论已经被许多实验所验证,然而,这些实验几乎只探测弱时空曲率。在这篇论文中,我创建了两个框架,通过使用当前或不久的将来的仪器在电磁波谱中观测黑洞来检验强场区域中的广义相对论。在本论文的第一部分,我设计测试的无毛定理,唯一的特点,在广义相对论的黑洞的性质,在他们的质量和自旋,并指出,这些紧凑的对象描述的克尔度规。我研究了一个准克尔度规,并构造了一个类克尔时空,这两个时空除了质量和自旋外,还包含一个独立的参数。如果无毛定理是正确的,那么克尔度规的任何偏差都必须为零。我表明,已经温和的变化的偏差参数在任何度量导致显着修改所观察到的信号。我应用这个框架的成像超大质量黑洞使用非常长的基线干涉测量以及准周期性的变化和相对论性扩大的铁线观察银河系和超大质量黑洞。在论文的第二部分,我设计了一种方法,通过黑洞X射线双星的轨道演化来检验Randall-Sundrum型膜世界引力中预测的黑洞蒸发,并从A0620-00和XTE J1118+480中得到额外维大小的约束。
2012-09-13 astro-ph.HE gr-qc
Conceptual tensions between quantum mechanics and general relativity: Are there experimental consequences, e.g., superconducting transducers between electromagnetic and gravitational radiation?
量子力学(QM)和广义相对论(GR)之间的概念紧张关系之一源于量子力学中纠缠态的空间不可分性与广义相对论中所有物理系统的完全空间可分性之间的冲突,即,叠加原理所隐含的非定域性和等效原理所隐含的定域性之间的关系。将针对宏观相干量子流体(例如超导体、超流体和原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC))探索这种概念张力的实验后果,这些流体受到引力辐射产生的潮汐场和朗斯-特林场的影响。一个迈斯纳效应的预测,其中的Lense-Thirring场被驱逐出大部分的量子流体。超导体被预测为宏观量子引力天线和换能器,其可以在反射时直接将四极电磁辐射束转换为引力辐射,反之亦然,因此既充当引力波的源又充当接收器。转换器转换效率的单位数量级的估计来自于极端的第二类金-朗道理论,无耗散超导体与弱引力场和电磁辐射场的耦合最小,其频率小于BCS间隙频率,因此满足量子绝热定理。引入了“引力平面波的自由空间阻抗”的概念,导出了一个自然的阻抗匹配过程,在这个过程中,两种辐射场在超导体表面下约100个相干长度处相互阻抗匹配。一个简单的,类似赫兹的实验已经完成,以测试这些想法,初步结果将报告。
2002-09-18 gr-qc
Ricci-Based Gravity theories and their impact on Maxwell and nonlinear electromagnetic models
本文将度量仿射Ricci引力理论与广义相对论的对应关系推广到线性和非线性电磁场的情况。这补充了以前的研究集中在流体和标量场。我们建立了GR和RBG框架中物质场的一般关联算法,并考虑了一些应用。特别是,我们发现,所谓的爱丁顿启发的Born-Infeld引力理论耦合到麦克斯韦电磁场是在直接对应的GR耦合到Born-Infeld电磁场。我们评论这种关系的潜在的现象学意义。
2019-07-07 gr-qc hep-th
Experimental Relativity with Accretion Disk Observations
在过去的几十年里,电磁观测被用来了解黑洞及其周围物质的性质。我们了解基础物理学的能力依赖于我们对这些电磁观测建模中两个关键因素的理解:描述黑洞的引力理论,以及产生观测辐射的天体物理学。在这项工作中,我们研究我们目前的能力,约束和检测偏离广义相对论使用的吸积盘光谱的恒星质量的黑洞的二元系统。我们的分析结合了相对论射线追踪和马尔可夫链蒙特卡罗抽样技术,以确定如何以及这样的测试广义相对论可以在实践中进行。我们表明,即使当一个非常简单的天体物理模型的吸积盘是假定先验的,模型的参数和控制变形的参数之间的不确定性和协方差从广义相对论的任何测试广义相对论非常具有挑战性的吸积盘光谱观测。我们还讨论了假设广义相对论是正确的先验的天体物理模型的参数估计的数据时,爱因斯坦的理论,这可能会导致一个根本的系统偏差的影响。
2019-07-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Traversable wormholes with electric and magnetic charges in general relativity theory
研究了广义相对论耦合线性/非线性电动力学和尘埃流体的静态球对称解,证明了变红移函数下可穿越Morris-Thorne虫洞不存在,但构造了常数红移函数下的此类虫洞,并在弱场极限下退化为Ellis-Bronnikov型虫洞。
2024-10-11 gr-qc
On the Preservation of the Local Properties of Time in General Relativity
我们提出了一个引力理论的基础上爱因斯坦的广义相对论,是由相对论旋转框架和爱因斯坦方程的某些精确解与时间相关的悖论的动机。我们表明,我们可以解决这些悖论与一个单一的假设,即保存当地的时间属性。这一假设迫使引入四个额外的自由度的时空结构,其变换性质被定义为保持在任意四维坐标变换下的时间的局部性质。我们确定这些额外的自由度与电磁势,从而获得一个时空的解释。由此产生的理论类似于传统的爱因斯坦-麦克斯韦理论,主要区别在于引力场和电磁场之间的耦合出现。我们表明,拟议的广义相对论的重新表述提供了一个丰富的框架,解决了一些悬而未决的问题,在当代引力物理学。
2011-06-13 gr-qc
Dynamical laws of superenergy in General Relativity
贝尔张量和贝尔-罗宾逊张量是在近50年前引入的,试图将电磁学的能量-动量张量推广到引力。从数学的观点来看,这种推广是成功的,因为这些张量的数学性质与电磁学的能量-动量张量非常相似。然而,这些张量在广义相对论中的物理作用仍然模糊不清,没有任何解释得到广泛接受。原则上,它们不能代表{ \em能量},术语{ \em超能}已被创造出来,用于表示它们背后假设的物理量。在这项工作中,我们试图阐明真正的物理意义的{ \em superenergy}以下相同的程序,使我们能够给出一个解释的电磁能量。这个过程包括在执行一个正交分裂的贝尔和贝尔-罗宾逊张量和分析的不同部分所产生的分裂。在电磁情况下,这种分裂产生电磁{ \em能量密度}、坡印廷矢量和电磁应力张量,它们中的每一个都具有从电磁的{ \em动力学定律}(坡印廷定理)推导出的精确物理解释。贝尔和贝尔-罗宾逊张量的完全正交分裂更复杂,但正如预期的那样,与电磁学的相似性是存在的。Bel张量的协变发散类似于电磁能量-动量张量的协变发散,并发现了前者的正交分裂,由此导出的{ \em方程}对于超能的意义就像Poynting定理对于电磁学的意义一样。见论文全文摘要。
2007-11-08 gr-qc
Magnetoelectric Cr_2 O_3 and relativity theory
相对论对理解反铁磁三氧化二铬Cr_2O_3的磁电效应的现象学有两个方面的帮助:(1)对所涉及的电磁量的物理维数,特别是磁电模量的维数有一个清楚的认识,我们建议将来把它作为无量纲的相对量列成表格;(ii)可以从Cr_2O_3的磁电实验数据中识别和提取出一个与温度有关的四维赝标。Cr_2 O_3的这个赝标量在时间反射和宇称变换下是奇的,并且在结构上与电网络理论中的回转器、粒子物理学中的轴子和电气工程中的完美电磁导体相关(“同构”)。
2009-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other gr-qc
Maxwell's equations and Lorentz force in doubly special relativity
本文从包含k-闵可夫斯基时空的k-变形相空间的所有对易关系出发,导出了双(或变形)狭义相对论(DSR)中Maxwell方程和洛伦兹力的一级近似。为此目的,我们使用了我们的方法的特殊相对论版本的费曼的证明,我们已经建立了明确的公式的电场和磁场。与福克的非线性相对论(FNLR)一样,电动力学定律依赖于粒子质量,因此粒子质量构成了两种扩展形式的狭义相对论的共同点。因此,相应的运动方程包含两种不同类型的贡献。除了通常的类型,另一个出现的质量和电荷的共存,这是耦合的k-变形和电磁场的结果。这种完全由k变形相空间引起的新效应被解释为引力型洛伦兹力。与FNLR不同,DSR中的校正项都取决于电磁场。
2022-07-29 gr-qc
Proposal for an Interpretation of the Hermitian Theory of Relativity
电荷和电流的平衡条件在场方程的精确解中是显而易见的,这使人们把厄米的相对论看作是一个有两个源的场的理论:电磁和色四流。
2004-11-23 astro-ph gr-qc
Simulating Binary Neutron Stars with Hybrid Equation of States: Gravitational Waves, Electromagnetic Signatures, and Challenges for Numerical Relativity
与两颗中子星合并有关的引力波和电磁信号使我们能够测试超核密度物质的性质。由于控制中子星内部的物态方程只是松散的约束,甚至有可能在中子星的核心内存在奇异的夸克物质。通过数值相对论模拟研究了奇异夸克物质核对双中子星合并的影响。有趣的是,如果数值分辨率不够高,强相变会导致数值格式的收敛阶降低到一阶。因此,在产生用于具有强相变的状态方程的高质量引力波模板方面增加了额外的挑战。针对一个与GW 170817一致的等质量组态,我们计算并讨论了相关的引力波信号和一些与两颗恒星合并有关的电磁对应物。我们发现,现有的波形近似用于分析GW 170817允许描述这种系统的数值不确定性,其中,然而,是几倍大于纯强子状态方程,这意味着更高的分辨率已被用于准确的引力波模型比较。我们还表明,对于所选择的状态方程,描述合并时刻后的引力波发射的准普适关系似乎是成立的,并且与我们选择的设置相关联的电磁特征不足以解释与GW 170817相关的千诺瓦。
2019-08-08 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Minkowski electromagnetic analog for Kerr-Newman electrovac solution
基于运动介质中电磁场的闵可夫斯基公式,导出了广义相对论中Kerr-Newman解的电磁模拟。等效系统是电荷和电流的分布,大部分集中在半径为a的旋转圆盘内。这发生在折射率不均匀的旋转介质中,并且“坐标系拖曳”的速度正好是电荷角速度的一半。
2004-09-06 gr-qc
Semiconformal symmetry- A new symmetry of the spacetime manifold of the general relativity
本文提出时空的一种新对称性——半共形曲率共线,建立其与已知对称性的联系,并在非零与零电磁场中研究了该性质。
2019-01-10 gr-qc
Physical properties of Tolman-Bayin solutions: some cases of static charged fluid spheres in general relativity
在这篇文章中,爱因斯坦-麦克斯韦时空被认为与托尔曼(1939)和巴音(1978)以前获得的一些天体物理解有关。已彻底研究了这些解决方案的电荷列入的效果,也在整个球体的流体压力和质量密度的性质进行了讨论。质量-半径和质量-电荷的关系已被推导出各种情况下的带电物质分布。得到两种情况下,理想流体与正压引起电磁质量模型,使引力质量是纯电磁起源。
2007-05-16 astro-ph gr-qc
A characterization of the electromagnetic stress-energy tensor
在以前的文章中,我们指出了如何通过对引力场的应力-能量张量的量纲分析导出广义相对论的场方程。在这篇文章中,我们评论了一个类似的推理存在的2-形式,允许表征所谓的电磁应力能量张量。
2011-01-13 gr-qc
An Exploration of the Singularities in General Relativity
研讨会于2012年5月15日在杜布纳JINR举行。在广义相对论中,时空奇点引发了一系列数学和物理问题。人们可以识别一类奇点--具有光滑但退化的度量--在一组条件下,允许我们定义适当的几何不变量,并写出场方程,包括在非奇点处等价于爱因斯坦的方程,但在奇点处保持良好定义和光滑。这类奇点大到足以包含各向同性奇点、扭曲乘积奇点,包括弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克奇点等。史瓦西奇性、赖斯纳-诺德斯特龙奇性和克尔-纽曼奇性显然不是这种良性类型,但我们可以把它们传递到它们变得良性的坐标系。带电黑洞解Reissner-Nordstrom和Kerr-Newman可以用来模拟广义相对论中的经典带电粒子。它们的电磁势和电磁场在新坐标系中是解析的-它们在r=0时有有限值。从量子场论和量子引力中可以看出,在小尺度下需要降维。良性奇点提供了一个可能的解释,因为它们的一些性质对应于维数的减少。
2012-07-28 gr-qc hep-th math-ph
Is the electromagnetic field responsible for the cosmic acceleration in late times?
我们表明,在广义相对论领域的电磁场和引力场之间的非最小耦合可能会产生一个时代的加速膨胀。
2019-03-22 gr-qc
Classical tests of General Relativity in thick branes
近年来,人们研究了膜世界中广义相对论的经典检验,目的是对某些无限薄膜模型的参数提出观测约束。在这里,我们考虑测试粒子的运动在厚膜的情况下,对应于一个正则化版本的Garriga-Tanaka解决方案,它描述了一个黑洞解在RSII模型,在弱场制度。通过调整以前制定的机制,以描述大量的测试粒子在域壁(模拟经典的狄拉克场的域壁中的陷阱)的限制,我们研究的影响膜厚度的四维(4D)路径的无质量粒子。虽然几何形状没有翘曲,因此,在横向方向上的绑定运动没有从4D世界中的运动解耦,如果在第五方向上的运动是高频振荡,我们可以找到光偏转和时间延迟的显式解。我们证实,由于横向运动,光偏转和时间延迟依赖于光线的能量。这一特征可能导致引力彩虹现象。我们也从半经典的角度考虑这个问题,研究膜厚度对四维世界中零模运动的影响。
2014-10-20 gr-qc
Radiation Reaction on Moving Particles in General Relativity
已知史瓦西黑洞附近的粒子在一级近似下跟踪史瓦西背景的测地线。如果考虑粒子与自身场(标量场、电磁场或引力场)的相互作用,则路径不再是背景测地线,并且需要考虑粒子所经历的自作用力。在这篇论文中,一个最近提出的方法来计算的自我力的实现。根据这种方法,自作用力来自于粒子与正则余项标量场、电磁势或度规微扰的相互作用。这个正则余项是从运动粒子产生的度规扰动的滞后标量场电磁势中减去奇异部分(不施加力)得到的。首先,计算了在Schwarzschild背景中运动的不同源的奇异标量场、电磁势和度规扰动。为此,使用移动源附近的Thorne-Hartle-Zhang坐标。然后,模式和正则化方法最初提出的直接标量场,并计算的正则化参数的奇异部分的标量场和一阶径向导数的奇异部分的自作用力。并给出了在Schwarzschild时空中沿圆测地线运动的粒子的延迟标量场的数值计算。最后,计算了标量粒子在圆史瓦西轨道上运动时的自作用力,并给出了自作用力对圆轨道频率影响的一些结果。
2003-08-14 gr-qc
Charged black hole and radiating solutions in entangled relativity
在这篇文章中,我们证明了外史瓦西度规可以很好地近似纠缠相对论的精确黑洞解。由于纠缠相对论不能从真空中定义,因此证明需要依赖于物质场的定义。电磁场是最简单的(也许是唯一的)存在的物质场与无限的范围考虑,我们研究的情况下,一个带电的黑洞-其中的解决方案的纠缠相对论和量子理论同意-以及一个纯辐射的情况下-其中的解决方案的纠缠相对论和广义相对论似乎同意,尽管一个明显的模糊性场方程。基于这些结果,我们认为外史瓦西度规是纠缠相对论中球形黑洞的一个合适的数学理想化。扩展到旋转的情况下进行了简要讨论。
2021-05-07 gr-qc
Viscosity in Isotropic Cosmological Backgrounds in General Relativity and Starobinsky Gravity
本研究分析各向同性宇宙学背景下剪切黏性的作用,证明共动流体中其不影响背景动力学与电磁光度距离,并指出相关Starobinsky引力研究的连续性方程存在热力学与协变守恒层面的矛盾。
2025-06-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Relativistic Electromagnetic Mass Models: Charged Dust Distribution in Higher Dimensions
证明了在对应带电尘埃分布的高维广义相对论中存在电磁质量模型。随着一般的证明,一个具体的例子也被定位为支持候选人。
2005-10-19 astro-ph gr-qc physics.class-ph
Electromagnetic analogue space-times, analytically and algebraically
虽然量子场论可以更恰当地被称为“量子场框架”$-$,因为它包含了各种不同的概念和理论$-$相比,相对论,无论是狭义还是广义,更常被描绘成一个“一般框架”。从这个角度来看,“类比时空”的范式是将广义相对论(爱因斯坦引力)的具体理论提升到一个涵盖整个相对论现象的框架。最后,这也产生了在实验室中进行实验的新建议,因为它允许人们将“相对论框架”的一般特征从广义相对论转移到全新的领域。这使得实验能够研究目前无法观察到的广义相对论现象的类比。唯一的要求是在这个新领域中存在传播速度上限的概念。这样的系统在物理学中比比皆是,因为所有的双曲波方程都满足这个要求。因此,可以找到大量的模拟时空的模型。我们将在两个独立的模拟时空模型中证明这一点,这两个模型都来自连续介质中的电动力学。首先,我们可以区分解析类比模型(类比是基于某些特定的双曲微分方程)和代数模型(类比是从度量张量或多或少的明确外观形成的)。然而,这种区别不仅仅是一个品味问题:模拟时空模型的性质也将决定哪些来自广义相对论的物理概念可以很容易地引入实验环境。这方面的例子将是本文的主要目的,霍金效应在两个模型之一被认为是最直接的实验兴趣的例子。
2019-06-26 gr-qc
Gravitational Wave Detection with Michelson Interferometers
最近提出的探测引力波的电磁方法修改了迈克尔逊相移分析(历史上用于狭义相对论)。我们认为频率调制分析更适合于广义相对论。在一个非常长波长的引力波中,一个入射光子将有一个有限的概率作为最后一个光子返回,其频移的幅度等于引力波的频率。这种效应是由于电磁波和引力波之间的非线性耦合造成的。频率调制直接从麦克斯韦-爱因斯坦方程导出。
2003-07-17 gr-qc
Black Hole Based Tests of General Relativity
广义相对论已经成功地通过了所有太阳系实验和基于中子星的测试,比如脉冲双星观测。检验广义相对论的一个更奇特的领域是包含一个或多个黑洞的系统。黑洞是宇宙中最紧凑的物体,提供了最强的引力场的探测器。我们的动机是研究强场引力,因为许多理论只在大场强下才给出与广义相对论的大偏差,而恢复弱场行为。在这篇文章中,我们回顾了如何利用电磁波从一个黑洞吸积盘,引力波从黑洞双星探测广义相对论和各种替代理论的重力。首先,我们回顾模型无关的方法测试重力与电磁/引力波从黑洞系统。然后,我们集中在选择的例子,理论扩展广义相对论在相当简单的方式。广义相对论的一些重要特征包括(但不限于)(i)只有张量引力自由度,(ii)引力子是无质量的,(iii)在作用中没有二次或更高的曲率,以及(iv)理论是四维的。改变一个特性会导致广义相对论的不同扩展:(i)标量-张量理论,(ii)质量引力理论,(iii)二次引力,(iv)具有大额外维度的理论。在每一个理论,我们描述黑洞解,他们的属性,目前和预计的约束,每个理论使用黑洞为基础的测试重力。我们通过列出模型独立测试和每个特定理论中的一些开放问题来结束这篇评论。
2016-02-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational Analog of the Electromagnetic Poynting Vector
利用广义相对论的场方程,在希尔伯特规范下构造了电磁坡印廷矢量的引力模拟。发现将引力坡印廷矢量应用于线性质量四极振子的解时,得到了正确的引力四极辐射通量。此外,类麦克斯韦引力坡印廷矢量产生了爱因斯坦的四极辐射公式。所得到的引力能动量(赝)张量是对称的、无迹的。前一个性质允许定义自由引力场的角动量。
1998-01-29 gr-qc