A virtual trip to the Schwarzschild-de Sitter black hole
我们开发了现实的完全广义相对论的计算机代码模拟光学投影在一个强大的，球对称的引力场。将观测者在Schwarzschild黑洞附近光学投影的标准理论分析推广到具有排斥性宇宙学常数的黑洞时空，即Schwarzschild-de Sitter时空.研究了宇宙学常数对静态观测者和从静态半径径向自由下落的观测者的影响。模拟包括了引力透镜效应、多重图像效应、多普勒效应、引力频移效应以及强度放大效应。该代码生成静态观察者天空的图像和径向自由落体观察者的电影模拟。采用并行程序设计技术，使仿真代码具有高性能和快速运行的特点。
2006-12-20 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
Second-order time delay by a radially moving Kerr-Newman black hole
通过对零测地线方程的积分，得到了光在赤道平面内平行于运动的Kerr-Newman黑洞速度传播到二阶后闵可夫斯基的解析时延.速度效应用一种非常紧凑的形式表示。然后，我们专注于分析的二阶贡献的延迟的校正效果的大小，并讨论其可能的检测。我们在第一后Minkowski近似下的结果与Kopeikin和Schäfer基于推迟的Liénard-Wiechert势的公式一致。
2020-07-23 gr-qc
Null Geodesics and Red-Blue Shifts of Photons Emitted from Geodesic Particles Around a Non-Commutative Black Hole Spacetime
本文研究了在非对易几何的Schwarzschild黑洞背景下无质量测试粒子的测地线运动。本文分析了赤道平面内有效势的行为，并相应地讨论了无质量粒子（即光子）在不同碰撞参量值下的可能运动。我们还计算了光子在这个时空中的频移。进一步，利用沿赤道面圆测地线运动的大质量粒子所发射的光子的可测红移，计算了非对易Schwarzschild黑洞的质量参数.观察到非对易Schwarzschild黑洞的引力场比广义相对论中的Schwarzschild黑洞更吸引.
2017-03-26 gr-qc
New gravitational self-force analytical results for eccentric equatorial orbits around a Kerr black hole: gyroscope precession
我们分析计算的引力自作用力修正的陀螺仪进动沿稍微偏心赤道轨道的克尔时空，推广以前的结果史瓦西时空。我们的结果是准确的，通过9.5后牛顿秩序和二阶的偏心率和旋转参数。我们还提供了一个后牛顿检查我们的结果的基础上，目前已知的旋转二进制的哈密顿。
2019-07-23 gr-qc
Gyroscope precession along unbound equatorial plane orbits around a Kerr black hole
相对于轴指向“恒星”的静态参考系，分析了测试陀螺仪沿着克尔黑洞周围的无束缚赤道平面测地轨道的岁差。“在一个完整的散射过程之后，对累积的进动角进行评估，并与轨道角的相应变化进行比较。非旋转史瓦西黑洞的情况下的限制结果进行了讨论。
2016-10-20 gr-qc
Maxwell equations in Schwarzschild spacetime for static and freely falling observers
Universidade Federal do Norte do Tocantins（托坎廷斯联邦北部大学）
基于tetrad框架，推导了史瓦西时空中静态和径向自由下落观测者的麦克斯韦方程组，揭示了引力修正和运动学耦合效应，并通过有效介质类比进行解释。
2026-06-12 gr-qc
Periodic equatorial orbits in a black bounce scenario
本文研究黑洞反弹模型中赤道周期轨道的分类与特征，证明可用整数三元组构造有理数来表征周期轨道，并发现参数$r_{min}$的微小变化可导致轨道显著改变。
2025-06-18 gr-qc
Unsettling physics in the quantum-corrected Schwarzschild black hole
我们研究了最近在圈量子引力中提出的量子修正Schwarzschild黑洞。由于Schwarzschild最内层稳定圆轨道的修正是发散的，我们研究了类时和零径向测地线。径向向外运动的大质量粒子受到限制，而光子则以无限的红移到达无穷远。这种令人不安的物理学，从根本上偏离史瓦西（接近视界）和闵可夫斯基（无穷远），是由于负量子能量密度的排斥，使准定域质量在接近空间无穷远时消失。
2020-07-21 gr-qc
Non-equatorial scalar rings supported by magnetized Schwarzschild-Melvin black holes
最近的研究表明，在复合Einstein-Maxwell-scalar-Gauss-Bonnet场论中，当标量场与Gauss-Bonnet曲率不变量的非最小负耦合时，磁化的黑洞可能支持空间规则的标量毛状结构.特别地，已经揭示，对于Schwarzschild-Melvin黑洞时空，近视界自发标量化现象的开始由数值计算的无量纲临界关系$(BM)_{\text{crit}}\simeq0.971$标记，其中$\{M,B\}$分别是时空的质量和磁场。在本文中，我们证明，使用分析技术，秃头Schwarzschild-Melvin黑洞时空和多毛（标量化）黑洞的组合Einstein-Maxwell-scalar-Gauss-Bonnet理论的解决黑洞解之间的边界的特点是精确的无量纲关系$(BM)_{\text{crit}}=\sqrt{{{\sqrt{6}-2}\over{2\sqrt{6}}}+\sqrt{{{\sqrt{6}-1}\over{2}}}}$的临界磁场强度。有趣的是，我们证明了临界无量纲磁参数$(BM)_{\text{crit}}$对应于磁化黑洞，支持一对线性化的非最小耦合薄标量环，其特征在于由非赤道极角关系$(\sin^2θ)_{\text{scalar-ring}}={{690-72\sqrt{6}+4\sqrt{3258\sqrt{6}-7158}}\over{789}}<1…
2022-04-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Hydrodynamics and global structure of rotating Schwarzschild black holes
利用旋转Schwarzschild黑洞度规，研究了理想流体沿锥面向内旋转流向黑洞时的流体动力学性质。在旋转Schwarzschild黑洞的赤道面上，我们导出了具有有效势的径向运动方程和稳态轴对称流体的Euler方程。此外，数值分析计算了旋转Schwarzschild流形上粒子的有效势，包括单位静止质量的角速度、总能量和角动量。在旋转史瓦西黑洞事件视界内外也构造了高维的全局嵌入。
2005-03-18 gr-qc
Gravitational self-force corrections to tidal invariants for particles on eccentric orbits in a Schwarzschild spacetime
在引力自作用力框架下，研究了史瓦西时空中沿稍偏心赤道轨道运动的粒子引起的潮汐效应。我们计算的质量比的电型和磁型潮汐张量的本征值的第一阶（保守）的修正到第二阶偏心率和通过9.5后牛顿秩序。从而推广和恢复了以往关于圆轨道的结果。
2018-06-18 gr-qc
Electromagnetic radiation generated by a charged particle falling radially into a Schwarzschild black hole: A complex angular momentum description
利用复角动量方法，研究了带电粒子从无限远径向落入Schwarzschild黑洞时产生的电磁辐射。我们认为这两种情况下的一个粒子最初在休息和一个粒子的相对论速度投影，我们构建复杂的角动量表示和Regge极点近似的分波展开定义的麦克斯韦标量$ϕ_2$和能谱$dE/dω$观察到在空间无穷远。我们表明，特别是，Regge极近似只涉及一个Regge极提供有效的magnesmations这些分波展开允许我们（i）再现非常好的协议黑洞衰荡，而不需要一个开始时间，（ii）描述相当好的协议的信号的尾部，有时预衰荡阶段，以及（iii）解释带电粒子辐射的电磁能谱的振荡。本文的工作与以前的工作一样，是关于大质量粒子落入Schwarzschild黑洞时产生的引力辐射[A. Folacci和M. Ould El Hadj，Phys. Rev. D $\textbf{98}$，064052（2018），arXiv：1807.09056 [gr-qc]]强调了在复角动量框架中研究来自黑洞的辐射的好处（当获得的近似涉及少量Regge极点并具有清晰的物理解释时，它们显然会出现），但也展示了这种方法的局限性（这是需要考虑背景积分贡献的情况）。
2020-06-29 gr-qc hep-th
On Geodesic Congruences and the Raychaudhuri Equations in $\textrm{SAdS}_4$ Spacetime
在这篇文章中，我们研究了（3+1）维时空中Schwarzschild-Anti-de Sitter度量中的测地线。我们调查类的边际约束测地线（类时和零），同时比较他们的行为与正常的史瓦西度量。使用$\textit{Mathematica}$，我们计算的剪切和旋转张量，以及其他组件的Raychaudhuri方程在这个度量，我们认为，边际约束类时测地线，在赤道平面上，总是有一个转折点，而他们的零类似物有至少一个家庭的测地线是未绑定的。我们还提出了相关的绘图的测地线和测地同余，在赤道平面。
2020-08-12 gr-qc
Radiation from charged particles on eccentric orbits in a dipolar magnetic field around a Schwarzschild black hole
本文给出了带电粒子在弱偶极磁场中绕Schwarzschild黑洞运动的近似解。本文研究了Schwarzschild黑洞赤道面内的偏心束缚轨道，并导出了在这种轨道上带电粒子电磁辐射谱分布的解析表达式。出现两组谐波贡献，具有特定的频率间隔。该表达式可以写成紧凑的形式，如果它被截断到最低阶谐波贡献。
2015-03-16 gr-qc
Position determination and strong field parallax effects for photon emitters in the Schwarzschild spacetime
利用相对论光学方法研究了光子轨道被限制在Schwarzschild时空赤道平面内时，光子发射体的位置确定和强场视差效应.我们假设发射器在一个固定的空间位置，接收器沿圆形测地线轨道运动。这项研究需要解决的逆问题，确定（空间）交点的两个零测地线的初始数据的问题，作为一个简化的模型，在相对论天体测量以及在雷达和卫星通信的应用。
2017-07-04 gr-qc
Geometrical and hydrodynamic aspects of five-dimensional Schwarzschild black hole
利用五维Schwarzschild黑洞，研究了高维黑洞的几何性质，得到了（6+1）维整体嵌入Minkowski空间结构.我们接着得到了这个五维流形上的霍金温度，它的结果不同于四维流形。相反，在五维时空中，大质量粒子或光子的爱因斯坦方程的径向分量与四维黑洞的径向分量具有相同的形式。此外，我们构造了限制三膜赤道面上的有效势，以研究粒子或光子在该限制三膜上的行为。
2013-01-27 gr-qc
Chaos in Schwarzschild Spacetime : The Motion of a Spinning Particle
研究了自旋试验粒子在史瓦西时空中的运动，分析了庞加莱映射和李雅普诺夫指数。我们发现了自旋大于某个临界值的粒子的混沌行为（例如，总角动量$J=4 μM$的$S_{cr} \sim 0.64 μM$），其中$μ$和$M$分别是粒子和黑洞的质量。最混沌情况下的李雅普诺夫指数的倒数约为3个轨道周期，这表明自旋粒子的混沌在某些相对论天体物理现象中可能是重要的。“有效势”分析使我们能够将粒子轨道分为以下四种类型。当总角动量$J$较大时，某些轨道是有界的，"有效势“可分为两种类型：（B1）小自旋时，赤道面上存在一个鞍点（不稳定圆轨道）和一个极小点（稳定圆轨道）;（B2）大自旋时，赤道面上有两个鞍点分叉，一个极小点留在赤道面上.当$J$较小时，不存在束缚轨道，并将势分为两类：（U1）小自旋时，没有极值点;（U2）大自旋时，在赤道面上出现一个鞍点，在垂直于赤道面的方向上不稳定.类型（B1）和（U1）与无自旋粒子的类型相同，但是势（B2）和（U2）是由自旋轨道耦合引起的新类型。混沌行为仅在（B2）型势中发现。在类型（B2）中也观察到可能导致混沌的“异宿轨道”。
1996-04-09 astro-ph gr-qc
Hyperbolic-like elastic scattering of spinning particles by a Schwarzschild black hole
研究了自旋粒子被Schwarzschild黑洞的散射。根据Mathisson-Papapetrou-Dixon模型，在给定的引力背景场中描述了扩展体的运动。赤道平面被视为轨道平面，自旋矢量以恒定的大小与它正交。的运动方程解析解的封闭形式，以一阶自旋和解决方案是用来计算校正标准测地散射角以及捕获截面的黑洞。
2018-08-17 gr-qc
Geodesic motion around a distorted static black hole
本文研究了扭曲Schwarzschild黑洞的测地线运动。我们考虑类时测地线和零测地线，这是局限于黑洞的赤道平面。如果畸变场只有偶的内部多极矩，并且场关于赤道面对称，则这种测地线一般存在。我们专注于由四极外尔矩定义的扭曲的情况下。对赤道类时测地线的有效势的分析表明，在黑洞外的有限稳定轨道只对$q\in(q_{\text{min}}, q_{\text{max}}]$是可能的，其中$q_{\text{min}}\approx-0.0210$和$q_{\text{max}}\approx2.7086\times10^{-4}$，而对于零赤道测地线，在黑洞外的有限稳定轨道只对$q\in[q_{\text{min}},0)$是可能的.此外，对于$q\in(q_{\text{min}},0)$，最内层稳定圆轨道（ISCO）比未畸变的Schwarzschild黑洞更靠近畸变的黑洞视界，而对于$q=q_{\text{min}}$，存在零ISCO.这些结果表明，一个负的和足够小的四极矩的外部扭曲倾向于稳定大质量粒子和光的运动。
2015-12-04 gr-qc
Polarized image of equatorial emission in horizonless spacetimes I: traversable wormholes
研究了一类静态可穿越虫洞周围吸积盘的线偏振。利用简化的赤道平面磁化流体环模型，我们寻找了能区分虫洞和黑洞时空的特征信号。为此，我们分析了不同倾角的直接偏振图像，强透镜的间接图像，并通过虫洞喉部到达渐近观察者的偏振辐射，并与Schwarzschild黑洞进行比较。对于小倾角的两种类型的紧凑的对象导致一个非常相似的偏振模式的直接图像。更显着的区别观察到的强透镜的间接图像，在虫洞时空的偏振强度可以增长到一个数量级相比，史瓦西黑洞。从该地区检测辐射穿过虫洞喉导致形成一个额外的结构的环图像具有独特的偏振特性。环周围的偏振矢量的扭曲不太明显，从而改变了偏振模式，与来自我们宇宙的辐射相比，偏振强度可以增加一个数量级。因此，虽然很难通过它们的直接偏振图像来区分虫洞时空，但强透镜图像和穿过虫洞喉部的辐射的偏振提供了可以作为无水平物体探测器的特征签名。
2022-06-19 gr-qc
Electromagnetic radiation and electromagnetic self-force of a point charge in the vicinity of Schwarzschild black hole
研究了在黑洞附近作径向运动的点电荷。计算了波区和电荷小邻域内的电磁场。给出了点电荷电磁辐射谱的数值计算结果。对于慢运动电荷的情况，采用协变方法计算电磁自作用力。在粒子慢运动的情况下的自作用力的数值结果，并与文献中的结果进行了比较。
2022-11-08 gr-qc
Polarized image of equatorial emission in horizonless spacetimes: naked singularities
本文研究了弱和强裸Janis-Newman-Winicour奇异点周围吸积盘的线偏振。本文考虑一个在赤道平面内绕轨道运行并发射同步辐射的磁化流体薄环的解析玩具模型。计算了观测到的偏振图像，并与Schwarzschild黑洞的物理参数兼容的射电源M87进行了比较。对于小的倾角，弱裸奇点的直接像非常接近史瓦西黑洞。如果我们考虑更大的倾斜角或更高阶的图像，偏振特性的偏差会增加，因为对于间接图像，偏振强度在幅度上比黑洞增加几倍。强裸奇点在直接图像中已经产生了显著的观测特征。他们创建了第二个图像的流体环与倍更大的偏振强度和偏振方向的特征扭曲。由于这种额外的结构，它们可以在偏振实验中区分。
2023-03-26 astro-ph.HE gr-qc
Spinning and excited black holes in Einstein-scalar-Gauss-Bonnet theory
我们在Einstein-scalar-Gauss-Bonnet理论中构造了具有二次耦合函数的旋转黑洞。我们映射的旋转基本解的存在域，我们构建径向激发旋转黑洞（包括其存在线），我们表明，有角激发旋转黑洞。从Schwarzschild解分支出来的径向和角向激发解的分叉点遵循一定的规律。
2019-12-12 gr-qc
Computing the gravitational self-force on a compact object plunging into a Schwarzschild black hole
我们计算作用在径向落入史瓦西黑洞的粒子上的引力自作用力（或"辐射反作用力“）。我们的计算是基于“模式总和”的方法，其中首先计算个人$\ell$ -多极贡献的自作用力（通过数值积分解耦扰动方程），然后正则化的总和模式，通过应用一定的分析程序。我们证明了这种方法的等价性与$ζ-$功能计划。通过在大$\ell$上采用解析近似，模和级数的收敛速度在这里得到了相当大的提高（从而显著地降低了计算要求）。
2002-08-29 gr-qc
General radially moving references frames in the black hole background
我们认为一般的径向移动框架实现的背景下的非极值黑洞具有因果结构类似的史瓦西度规。在此过程中，我们推广了Lema\^ıtre方法，构造了由具有任意比能$e_{0}$（包括$e_{0}<0$和特殊情况$e_{0}=0$）的参考粒子构成的自由落体框架.给出了比能为$e$的自由落体质点相对于$% e_{0}$坐标系的3维速度的一般公式。我们指出的属性之间的关系所考虑的框架附近的视界和Banados-Silk-West效应的无限增长的能量的粒子碰撞。利用我们的径向运动标架，我们还考虑了测试粒子的非径向运动，包括视界和奇点附近的区域。我们还指出了视界处的Lema 'itre时间的性质取决于粒子能量的标架和符号.
2022-10-07 gr-qc
High-order post-Newtonian expansion of the generalized redshift invariant for eccentric-orbit, equatorial extreme-mass-ratio inspirals with a spinning primary
本研究针对带自旋大质量Kerr黑洞的偏心赤道轨道极质量比旋近系统，推导广义红移不变量的高阶后牛顿展开新项，通过多种解析与半解析方法计算，得到不同偏心率与PN阶数的结果，并分析其收敛性及对引力波分析的意义。
2023-07-20 gr-qc
Analytic self-force effects on radial infalling particles in the Schwarzschild spacetime: the radiated energy
Istituto per le Applicazioni del Calcolo “M. Picone,” CNR（意大利国家研究委员会计算应用研究所）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院基础物理与数学科学学院，中国科学院大学）
研究在Schwarzschild时空中的径向落体粒子辐射能量，分析标量粒子和质量粒子的自力效应，结合后牛顿方法验证结果，并为更高阶后牛顿计算和扩展至其他情况奠定基础。
2026-04-26 gr-qc
C metric: the equatorial plane and Fermi coordinates
本文用类邦迪球坐标讨论真空C度规中的测地运动，特别注意赤道面所起的作用。“我们证明，光子在这样一个超曲面上的空间轨迹在形式上与史瓦西时空赤道平面上的光子相同，除了涉及时空加速参数的能量转移。此外，我们表明，光子开始他们的运动从这个超曲面与消失的分量的动量沿$θ$，保持限制在它，不同的情况下，大量的粒子。这种效应在C度规的无质量极限，即闵可夫斯基时空中也有对应物。最后，我们给出了C度规赤道平面上一个固定空间点上静止观测者的世界线的类Bondi球坐标到费米坐标（直到二阶）之间的显式映射，这一结果可能最终对估计加速源的质量和加速度参数都有用.
2014-08-19 gr-qc
Equatorial timelike circular orbits around generic ultracompact objects
本文证明具有赤道面对称性的超致密天体，其赤道类时圆轨道结构完全由光环的径向稳定性决定，并通过奇异星和非 Kerr 黑洞实例展示了可超过 Kerr 黑洞 42% 最大效率的引力能转化效率。
2023-04-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Geodesic motion in Euclidean Schwarzschild geometry
本文对欧氏史瓦西几何中的测地线运动进行了系统的研究，并在赤道平面上进行了研究。利用第一类、第二类和第三类不完全椭圆积分，得到了测地线运动的显式表达式。在欧几里德史瓦西几何中不存在类似椭圆的轨道，这与相应的洛伦兹模式不同。在无界轨道中，只有无界的第一类轨道是允许的，不像广义相对论总是允许无界的第二类轨道。
2022-11-23 gr-qc hep-th
Analogue models for Schwarzschild and Reissner-Nordström spacetimes
我们提出了模拟模型的史瓦西和Reissner-Nordström（RN）时空的基础上单向流体动力学流动。我们表明，适当的坐标变换，声波在运动的流体中传播的标量场在Schwarzschild和RN黑洞的赤道部分。与流动方向相关的坐标在标准史瓦西/RN坐标中起径向坐标的作用，而横向空间坐标与每个赤道切片上的角坐标相关。流速的大小与类黑洞的质量和电荷有关。像压力和密度这样的物理量在模拟视界上仍然是有限的，因此导致了声波几乎在任何地方都有明确的定义，除了可能在模拟黑洞奇点处。
2021-07-19 gr-qc math-ph math.MP
Stochastic motion of massless particles near event horizons in Schwarzschild and Reissner-Nordström spacetimes
Academy of Mathematics and Systems Science, Chinese Academy of Sciences（中国科学院数学与系统科学研究院）；School of Mathematical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学数学科学学院）；School of Mathematics, Guangxi University（广西大学数学学院）；Guangxi Center for Mathematical Research, Guangxi University（广西大学广西数学研究中心）；Ningde No.5 Middle School of Fujian（福建省宁德第五中学）
本文研究Schwarzschild和Reissner-Nordström时空中无质量粒子的随机径向运动，证明在有限坐标时间内进入黑洞的概率为零，表明量子效应的随机扰动保留了经典黑洞的性质。
2026-09-23 gr-qc math.PR
Gravitational Wave Emission and Mass Extraction from a Perturbed Schwarzschild Black Hole (continue)
一个相对论模型的发射引力波从一个最初未扰动的史瓦西黑洞，或球形坍缩配置，是完全集成的。该模型基本上由史瓦西时空上的Robinson-Trautman型引力扰动组成。在我们的微扰方案中，引力波可以从坍缩构型中提取质量。罗宾逊-特劳特曼微扰还包括另一种质量发射模式，我们称之为壳发射模式：在该位形的赤道平面上，可能存在一个物质的类时$(1+2)$壳，其应力-能量张量由壳上径向发射的中微子和弦模拟;在这种模式下不存在引力波。通过对曲率张量结构的分析和Peeling定理的应用，给出了引力波扰动和引力波带的不变性特征。
1997-10-17 gr-qc
Special features in the asymptotic expression of the electromagnetic spectrum from dipole which free fall into a Schwarzschild black hole
研究了自由落体偶极子径向落入Schwarzschild黑洞时辐射的电磁波谱的特征。这些特征可作为黑洞质量测定的另一种方法。这些特征还可以用来确定黑洞周围磁层或吸积盘的某些特征。
2013-04-02 astro-ph.HE gr-qc
Light's Bending Angle in the Equatorial Plane of a Kerr Black Hole
我们在这里提出了一个详细的推导明确的自旋相关的表达式的弯曲角的光，因为它在赤道平面的旋转黑洞的遍历。我们表明，在黑洞角动量的存在下产生的偏转明确地取决于是否在该方向上的光线的运动，或相反的自旋。与零自旋史瓦西的情况相比，直接轨道的弯曲角更大，而逆行轨道的弯曲角{ \em更小}，从透镜的角度证实了我们关于左右对称性丧失的物理直觉。此外，我们表明，对于更高的自旋，效果更明显，导致更紧密的缠绕的直接轨道相对于旋转轴，和更高程度的退绕的逆轨道。这种效应的一个直接结果是在强引力透镜中图像位置的移动。
2009-07-30 gr-qc
Free-falling motion of an elastic rigid rod towards a Schwarzschild black hole
本文研究弹性刚性杆径向落入史瓦西黑洞的运动，将自由边界PDE问题化为ODE序列数值求解，发现通过设定初始压缩分布可使杆中点下落快于或慢于自由粒子，且该效应为纯运动学性质。
2024-10-03 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
Flowing Liquid Crystal Simulating the Schwarzschild Metric
我们展示了如何通过流动的液晶在其双相模拟史瓦西度规的赤道部分。在处于双相的液晶内部，行进的光线感受到有效的度量，其性质分别与液晶的棒状分子的垂直和平行折射率$n_o$ e $n_e$相关联。由于这些指标依赖于液晶的标量序参量，Beris-Edwards流体动力学理论被用来连接序参量与液晶流在每个点的速度。通过这种方式，我们计算径向速度分布，模拟史瓦西度规的赤道部分，在史瓦西半径以外的区域，在液晶的双相。在我们的模型中，较高的流速可以是每秒几米的量级。
2010-11-21 cond-mat.soft gr-qc physics.flu-dyn
Detweiler's redshift invariant for extended bodies orbiting a Schwarzschild black hole
我们计算一阶自作用力的贡献Detweiler的红移不变量的扩展机构赋予的偶极和四极结构（自旋诱导四极矩）沿圆形轨道上的史瓦西背景。我们的分析包括自旋的二阶效应，推广了以前纯自旋粒子的结果。假设扰动体在赤道平面上运动，相应的自旋矢量与之正交，在辐射规范中用标准引力自力方法得到度规扰动。我们的结果是准确的，通过6.5后牛顿的顺序，并显示再现相应的后牛顿表达式相同的数量计算通过使用可用的哈密顿量从有效场论方法的动态自旋双星。
2020-03-28 gr-qc
Spinning charged test particle dynamics around a Schwarzschild black hole embedded in a homogeneous magnetic field
Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）；Research Centre for Theoretical Physics and Astrophysics, Institute of Physics, Silesian University in Opava（奥帕瓦西里西亚大学物理学院理论物理与天体物理研究中心）；Department of Physics, University of Thessaly（色萨利大学物理系）
本文研究嵌入均匀磁场的史瓦西黑洞周围自旋带电试验粒子的动力学，通过数值与解析方法分析赤道及非赤道运动，揭示混沌行为并区分两类相互作用的贡献。
2026-05-03 astro-ph.HE gr-qc
Polarized image of a Schwarzschild black hole with a thin accretion disk as photon couples to Weyl tensor
研究了具有赤道薄吸积盘的Schwarzschild黑洞在光子耦合到Weyl张量时的偏振像。耦合产生的光子双折射影响了黑洞的阴影、薄盘图案及其亮度分布。我们还分析了观测到的天空偏振强度。在亮区观察到的偏振强度比暗区强。耦合对观测到的极化矢量的影响只出现在靠近黑洞的亮区。这些偏振图像中的特征有助于我们理解黑洞阴影、薄的吸积盘以及光子与Weyl张量之间的耦合。
2021-11-10 gr-qc
Metric perturbations produced by eccentric equatorial orbits around a Kerr black hole
我们提出的第一个数值计算的（本地）度规扰动所产生的一个小的紧凑的物体上的偏心赤道测地线围绕克尔黑洞，精确到一阶的质量比。该过程首先通过求解Teukolsky方程，使用半解析方法获得Weyl标量$ψ_4$。度规微扰然后重建从$ψ_4$在一个（出射）辐射规范，加上适当的非辐射的贡献所产生的质量和角动量的时空的变化。作为演示，我们计算的广义红移$U$的轨道频率的函数$Ω_r$和$Ω_ϕ$的线性顺序的质量比，规范不变的措施，由于自相互作用的轨道的保守修正。在Schwarzschild中，所得结果在精度上超过了文献中已有的结果，并对$U$的后牛顿展开式中的一些未知4PN和5PN项找到了新的估计.在克尔，我们提供了完全新颖的值$U$偏心赤道轨道。完整的自作用力的计算将出现在即将发表的论文中。
2020-05-25 gr-qc
Effect of gravitational wave on shadow of a Schwarzschild black hole
本文研究了在一种特殊的引力极微扰下的Schwarzschild黑洞的阴影，这种引力极微扰是展开到一阶的Einstein方程的特解。结果表明，黑洞阴影随时间呈周期性变化，阴影的变化依赖于勒让德多项式的序参量和引力波的频率σ.对于奇数阶勒让德多项式，阴影中心沿垂直于赤道面的方向振荡。对于偶数l，阴影的中心不移动，但阴影沿垂直方向随时间交替拉伸和挤压。此外，由于引力波的存在，在黑洞阴影的边界处出现了自相似的分形结构。我们还发现这种特殊的引力波对黑洞阴影的垂直方向有较大的影响。
2021-05-02 gr-qc
Effect of an arbitrary spin orientation on the quadrupolar structure of an extended body in a Schwarzschild spacetime
研究了任意自旋取向对在史瓦西时空中运动的扩展体的四极结构的影响。体动力学由Mathisson-Papapetrou-Dixon模型描述，对运动没有任何限制，也没有对相关的自旋矢量和四极张量进行简化假设，推广了以前的工作。的运动方程解析求解的限制与自旋和四极变量的特征长度尺度的小值相对于背景曲率的特征长度。该解决方案提供了所有的修正，以赤道平面上的圆形测地线作为参考轨迹，由于偶极和四极结构的身体，以及条件的四极张量的非零分量必须满足，以便问题是自洽的。
2015-09-16 gr-qc
Equatorial light bending around a Hairy Kiselev Black Hole
本文研究毛状Kiselev黑洞赤道面光线的偏转角，给出椭圆积分形式的解析表达式，并揭示标量场耦合常数对光线弯曲的非平凡影响及与Schwarzschild、Kiselev黑洞的比较结果。
2025-07-21 gr-qc
Leading-order deflection of particles by a moving Schwarzschild lens with a two-dimensional velocity
本文解析研究了具有二维赤道速度的移动 Schwarzschild 黑洞对相对论性粒子的引力偏转，提出了偏转角的统一公式，并探讨了联合速度效应及其天文探测可能性。
2025-03-21 gr-qc
Dynamics of quadrupolar bodies in a Schwarzschild spacetime
本文在Schwarzschild背景下，根据Dixon模型，研究了具有多极结构的扩展体的动力学行为，扩展了前人的工作。在四极张量坐标系分量不变和质心运动限制在赤道面上的简化假设下，对整个演化方程组进行了数值积分，自旋矢量与之正交。运动方程也在与自旋和四极子有关的特征长度尺度的小值的限制下解析求解。背景曲率特征长度。结果是定性和定量不同于以往的分析只涉及自旋结构。特别是，四极子的存在被证明是负责非零自旋角动量的开始，即使最初不存在。
2014-08-22 gr-qc
Reversed Gravitational Acceleration for High-speed Particles
对史瓦西几何中极高速粒子的自由落体运动的研究表明，当在史瓦西坐标中测量时，这种粒子的引力加速度是反向的。高速粒子径向向下运动时减速，向上运动时加速。这种异常行为的开始发生在光速局部值的1/Sqrt（3）倍的速度下。然而，引力始终保持吸引力。PACS编号：04.20。- q，04.20。Cv，01.65+g
2011-11-17 gr-qc
Axion-plasmon or magnetized plasma effect on an observable shadow and gravitational lensing of a Schwarzschild black hole
在本文中，我们研究的轴子等离子体激元的影响，提出在（物理评论Lett。120，181803（2018））关于史瓦西黑洞的光学性质。我们的目的是提供一个测试，以检测使用黑洞的固定轴子背景的影响。为了实现我们的目标，我们探讨了轴子等离子体激元耦合对光子在Schwarzschild黑洞周围运动的影响，并检查观察这些影响的可能性上的黑洞的阴影，引力偏转角，爱因斯坦环和阴影图像径向下落的气体在一个等离子体介质中的黑洞。我们发现这些量确实受到轴子等离子体耦合参数的影响，从而推广了文献中的一些著名结果。它表明，黑洞阴影的大小随着增加轴子等离激元，如果从足够大的距离观察。
2021-09-16 gr-qc
Synchrotron Radiation From Weakly Magnetized Schwarzschild Black Hole
本文考虑一个带电粒子在弱磁化Schwarzschild黑洞（一个静态的黑洞，它被浸入一个恒定的均匀磁场中）的赤道平面内，垂直于磁场，在一个束缚轨道上运动时产生的同步辐射。特别地，我们研究了作用在带电粒子上的洛伦兹力从黑洞向外指向的情况。粒子最初在一个非测地线的束缚轨道上运动，由于同步辐射的作用，它衰减到一个非测地线的圆形轨道。我们研究了这种跃迁，并计算了粒子的辐射功率和能量损失。
2015-09-08 astro-ph.HE gr-qc
Comparing effective-one-body and Mathisson-Papapetrou-Dixon results for a spinning test particle on circular equatorial orbits around a Kerr black hole
本文比较了旋转黑洞赤道圆轨道上自旋测试粒子的MPD形式与EOB哈密顿量，发现两者在Schwarzschild背景下通量无差异，而在Kerr背景下大正自旋时差异最大，为改进EOB辐射反应提供了基础。
2024-12-20 gr-qc
Self force on a scalar charge in Kerr spacetime: circular equatorial orbits
计算了Kerr黑洞周围强场轨道中标量荷粒子所受的标量场自作用力。我们的计算专门用于圆形和赤道测地线轨道。该分析是标准模式和正则化方案的实现：我们首先使用频域中的数值积分计算标量场扰动的多极模式，然后对每个模式应用一定的正则化过程。的SSF的耗散件被发现是一致的通过事件视界和无穷远的标量波所携带的能量和角动量的通量。SSF的保守（径向）分量被发现是有吸引力的（向内指向）为$r_0>r_{\rm c}(a)$和排斥（向外指向）为$r_0<r_{\rm c}(a)$，其中$a$是克尔自旋参数，$r_0$是Boyer-Lindquist轨道半径，和$r_{\rm c}$是一个关键的$a$相关的半径，在保守的SSF消失。当运动是逆行时，保守的SSF对所有的$r_0$都是排斥的（如史瓦西情形）。史瓦西时空中SSF的主要保守效应是第三后牛顿（PN）阶（对数运行）。我们的数值计算结果表明，由于黑洞的自旋导致的前导阶PN校正产生自3 PN的自旋轨道耦合，这在大$r_0$的整体SSF效应占主导地位。在PN语言中，径向SSF的符号变化归因于自旋轨道项（$\propto -ar_0^{-4.5}$）和“Schwarzschild”项（$\propto r_0^{-5}\log r_0$）之间的相互作用。
2015-06-29 astro-ph.HE gr-qc
Analytic Kerr black hole lensing for equatorial observers in the strong deflection limit
本文给出了在极大偏转角的极限下，仅限于赤道平面观测者的克尔黑洞的引力透镜的解析处理。我们完成了我们的目标，从史瓦西黑洞开始，并添加校正到二阶的黑洞自旋。这足以提供所有焦散的完整描述以及它们附近源的透镜映射的反演。在这些公式的基础上，我们认为，相对论图像的低质量X射线双星周围的Sgr A* 是很有可能看到未来的X射线干涉测量任务。
2005-10-05 astro-ph gr-qc
