Dynamical friction in slab geometries and accretion disks
行星、恒星甚至星系的演化在很大程度上是由引力源的动力学摩擦驱动的。现在有一个很好的理解所产生的摩擦扩展介质，无论是无碰撞的流体。然而，吸积或原行星盘的物理学，例如，被描述为板状几何，而不是在一个空间方向紧凑。在这里，我们发现，第一次，引力尾流由于一个大规模的扰动移动通过板状介质，描述例如吸积盘急剧过渡。我们表明，在这样的环境中的动态摩擦可以大大减少相对于空间扩展的配置文件。最后，我们提供了简单而准确的表达式的引力拖曳力的扰动感到，在亚音速和超音速制度。
2019-05-15 astro-ph.GA gr-qc
Self-Interacting Dark Matter-Induced Dynamical Friction and Its Imprint on EMRI Gravitational Waves
School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；School of Aeronautics and Astronautics, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学航空航天学院）
本研究探讨自相互作用暗物质对极端质量比旋进动力学及引力波相位的影响，提出修正动力学摩擦模型，发现其增强旋进并产生显著相位偏差，为LISA探测暗物质提供新途径。
2026-09-30 gr-qc
Gravitational quantum friction and the information-loss problem
Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；Institut für Theoretische Physik, Max-von-Laue-Str.1, 60438 Frankfurt, Germany（法兰克福大学理论物理研究所）
本文研究量子物质壳层引力坍缩，发现半经典引力下物质与几何耦合诱导壳层与负频模式相互作用，产生引力量子摩擦，阻碍俘获区域形成并传递信息，对黑洞信息丢失问题有重要启示。
2026-09-10 gr-qc hep-th
Dynamical Friction in Gravitational Atoms
本文研究了引力原子对双星系统的动力学效应，发现玻色子云可显著增加致密天体俘获截面，其电离反作用表现为动力学摩擦，且会迅速使偏心双星圆化但几乎不影响倾角。
2024-11-15 gr-qc hep-ph hep-th
Current and future constraints on cosmology and modified gravitational wave friction from binary black holes
在这篇论文中，我们对暗引力波标准警报器及其在宇宙学和约束修正引力理论中的应用感兴趣。由于在它们的传播方程中引入了额外的摩擦项，这些理论预测了电磁波和引力波（GW）的不同光度距离。这种效应可以通过两个变量$Ξ_0$和$n$来参数化，这两个变量可以通过引力波观测来测量，特别是通过LIGO和Virgo探测到的双黑洞（BBH）合并来测量。通过拟合联合BBH人口模型的质量和红移，宇宙学参数，和修改后的GW光度距离$\sim$ 60信号观察在前三个LIGO/Virgo观测运行，我们得出结论，广义相对论是一贯的首选模型。还考虑了未来的观察运行O 4和O 5。使用相同的方法，我们预测的测量不确定性的修正重力参数$Ξ_0$的$51\%$与O 4，和$20\%$与O 4和O 5，分别如果GR是正确的重力理论。然而，我们强调，天体物理学，宇宙学和修改后的重力参数之间有很强的相关性，可能导致偏见，如果错误的先验假设。
2022-03-21 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the modified friction in gravitational wave propagation with precessing black hole binaries
本文研究了利用地面引力波探测器观测进动双黑洞来约束引力波传播中的修改摩擦效应，发现进动效应能显著提高光度距离测量精度，使约束结果比现有分析改善约2个数量级。
2025-07-16 gr-qc
Gravitational friction from d'Alembert's principle
本研究针对最小作用量原理仅适用于完整约束的缺陷，基于虚功原理和达朗贝尔原理从第一性原理计算非完整约束下均匀低密度介质中粒子因引力相互作用损失的能量，确立其耗散性且结果与连续介质力学推导一致。
2025-02-11 gr-qc physics.class-ph
Constraining modified gravity with gravitational wave distance measurements
已有文献表明，探测双星源发射的引力波可以提供光度距离的测量。随后的事件电磁对应物，然后，适合于探测距离红移关系和做宇宙学参数估计，以及调查修改的重力（MG）模型。在有效的方法来MG相当于Horndeski的上下文中，这个GW距离不同于标准的电磁光度距离，因为在波传播中存在修改的摩擦。在这里，我们调查如何精确地未来计划的干涉仪爱因斯坦望远镜将探测这种偏离广义相对论，考虑到暗能量状态方程和GW摩擦的唯象参数化。尽管这是一个独立的重力测试，特别是对于$f(R)$，我们得出的结论是，它可能提供比当前可用的约束更弱的约束。
2022-03-15 astro-ph.CO gr-qc
Dynamical Friction as Environmental Gravitational Self-Force
Gran Sasso Science Institute (GSSI)（格兰萨索科学研究所）；INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所，格兰萨索国家实验室）
本研究提出动力学摩擦是MiSaTaQuWa引力自作用力方程协变多参数展开中的环境相关项，而非独立耗散机制，经弱场绝热极限验证重现经典阻力结果，还预言强场新特征，拓展了自作用力理论适用范围，对LISA极端质量比旋近波形建模有重要价值。
2026-08-26 astro-ph.HE gr-qc
Chiral gravitational waves and primordial black holes in UV-protected Natural Inflation
我们考虑一个紫外保护的自然暴胀方案，涉及陈-西蒙斯的暴胀子和一些超越标准模型规范场之间的相互作用。宇宙的加速膨胀是由对暴胀尺度敏感的引力增强摩擦和与规范波动爆炸性产生相关的量子摩擦效应的组合支持的。这两种速度抑制机制的协同作用允许：$i)$自然暴胀势只涉及次普朗克耦合常数，$ii)$以原始黑洞的形式产生暗物质成分，$iii)$在小尺度下可能观察到手征引力波的背景。
2020-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Systematic Error in the Internal Friction Measurement of Coatings for Gravitational Waves Detectors
低内摩擦薄膜是光学原子钟和高精细度光学腔等先进技术的关键部件，也是物理学最先进实验的前沿课题。值得注意的是，提高引力波探测器的灵敏度在很大程度上取决于开发新的涂层，这需要开发更合适的方法和模型来研究它们的损耗角。实际上，在这种探测器中，探测带的最敏感区域受到涂层热噪声的限制，该涂层热噪声与涂层的损耗角有关。到目前为止，仅采用描述理想物理性能的模型，对使用一个或多个损耗角来描述涂层的机械性能感到疑惑。在这里，我们显示了一个系统误差归因于在测量涂层损耗角的样品在其边缘的不均匀性的存在。我们提出了一个模型的盘形谐振器，主要用于损耗角测量，我们比较的理论与测量显示如何影响这种系统误差的准确性与损失模型参数是已知的。
2022-09-12 astro-ph.IM cond-mat.mtrl-sci gr-qc
The impact of relativistic corrections on the detectability of dark-matter spikes with gravitational waves
本文研究相对论修正对暗物质尖峰引力波探测的影响，通过广义相对论计算尖峰分布并纳入动力学摩擦力矩，发现相对论修正可提高信号相位偏移和失配度，从而增强暗物质效应的可探测性。
2022-04-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Supersonic friction of a black hole traversing a self-interacting scalar dark matter cloud
本研究发现穿过自相互作用标量暗物质云的超声速黑洞会受吸积阻力和形式类似Chandrasekhar结果的动力学摩擦共同减速，该效应或可被未来引力波实验探测。
2023-08-16 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Dynamics and observational signatures of warm Dirac-Born-Infeld inflation with nonminimal derivative coupling
School of Science, Qingdao University of Technology（青岛理工大学理学院）
研究具有非最小导数耦合的温狄拉克 - 玻恩 - 因费尔德暴胀模型，推导背景演化方程及慢滚稳定性条件得出标量谱指数等解析结果，用普朗克数据约束参数空间，展示了热耗散和引力摩擦互补效应，提供可行暴胀模型。
2026-07-15 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Wave Distances in Horndeski Cosmology
引力波传播在修正引力中遇到来自运行的普朗克质量的时空摩擦，导致光度距离偏离广义相对论（或由光子到源的光度距离给出），因此使其成为有价值的宇宙学探测器。本文给出了Horndeski引力中宇宙学距离偏差的精确表达式，包括具有$G_5$项但以光速传播的理论。一个特别简单的结果是对耦合高斯-博内引力的解释，我们用它来说明它不能给出一个可行的宇宙学。我们还推广了这种耦合，并回顾了引力波宇宙学距离偏差与红移空间畸变测量的宇宙结构增长的重要联系。
2021-08-31 astro-ph.CO gr-qc
Sharpening the dark matter signature in gravitational waveforms II: Numerical simulations with the NbodyIMRI code
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Mila -- Quebec Artificial Intelligence Institute（米拉-魁北克人工智能研究所）
本文介绍NbodyIMRI代码模拟冷暗物质尖峰中的双星系统，验证动力学摩擦形式并揭示搅拌效应，表明搅拌减缓暗物质消耗从而增强其对双星动力学的影响。
2024-02-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves with dark matter minispikes: the combined effect
研究表明，中等质量黑洞周围的暗物质（DM）微晕可以重新分布成一个尖点，称为DM微峰。考虑了一个中质量比的内旋系统，该系统由一个包含非零化DM粒子的DM小尖峰中的IMBH和一个围绕其运行的小黑洞组成，研究了该系统产生的引力波，并在综合考虑引力的情况下分析了其波形。动力学摩擦和吸积，并计算了由此引起的时间差和相位差，发现在一定的频率范围内，对于较小的中央IMBH和大密度的DM，系统的吸气时间显著减少。中央IMBH与$10^5M_\odot$合并的时间提前，可以用LISA、太极、天琴来区分。我们重点关注吸积的影响，并将其与引力和摩擦的影响进行比较。我们发现，吸积质量是一个小的量相比，初始质量的小BH和吸积效应是不明显的摩擦相比。然而，吸积效应引起的累积相移却足够大，可以被LISA、太极和天琴探测到，这表明吸积效应在GWs的探测中是不可忽略的。
2018-03-15 astro-ph.GA gr-qc
Dark matter, black holes, and gravitational waves
本文讨论黑洞周围各类暗物质超密度结构，综述含暗物质时黑洞双星演化的动力学摩擦能量转移研究，提出未来引力波干涉仪有望探测表征黑洞周围暗物质超密度。
2024-04-17 astro-ph.CO gr-qc
Primordial black holes formation and secondary gravitational waves in nonminimal derivative coupling inflation
我们研究了原始黑洞（PBH）形成的可能性，目的是利用引力增强的摩擦机制来寻找相当一部分暗物质（DM），该机制是由标量场和引力之间的非最小导数耦合引起的。假设非最小耦合参数是标量场的一个特殊函数，并考虑自然暴胀的可能性，我们找到了三个参数集，产生一个超慢卷暴胀的时期。这导致曲率功率谱的足够大的增强以形成PBH。结果表明，在引力增强摩擦机制下，质量约为${\cal O}\big(10^{-12}\big)M_\odot$的多环芳烃可以构成总DM的约$96\%$，因此这类多环芳烃可以作为DM的一个很好的候选者.我们进一步研究了次级引力波（GW）在我们的设置，并表明，我们的模型预测的峰值，目前的分数能量密度为$Ω_{GW0} \sim 10^{-8}$在不同的频率为所有三个参数集。该值在某些频率下位于某些GWs探测器的灵敏度区域内，因此我们的模型的观测兼容性可以通过这些探测器的数据来评估。
2021-07-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Testing gravity theories using tensor perturbations
原初引力波是对早期宇宙和引力定律的一个有希望的探索。在这项工作中，我们研究的变化，张量模式扰动（TMP），可能会出现在各种建议的修改重力（MG）理论。这些包括额外的摩擦效应，非标准色散关系，涉及一个大质量的引力子，修改的速度，和一个小尺度的修改。我们引入了一个物理动机的参数化这些影响，并使用当前可用的数据，以获得排除区域的参数空间。考虑到前景减法，我们然后进行预测分析，重点是张量模式MG参数的约束，未来的实验COrE，第四阶段和PIXIE。对于张量-标量比$r=0.01$的基准值，我们发现通过这些实验在$3$ - $σ$处检测到$3.5\sim4.5\%$与GR相比的额外摩擦，而摩擦的减小将更难检测到。引力波的速度需要以不同于光速的$5\sim15\%$进行探测。我们发现，最小可检测的引力子质量约为$7.8\sim9.7\times 10^{-33}$ eV，这是相同的数量级的引力子质量，允许大质量引力理论产生宇宙加速度。最后，我们研究TMP在MG通货膨胀期间使用我们的参数化。我们发现张量谱指数与$r$和摩擦参数$ν_0$通过$n_T=-3ν_0-r/8$相关。假设摩擦参数在整个宇宙历史中是不变的，并且比$r$大得多，未来的实验将能够区分这种MG一致性关系和标准的暴胀关系，从而可以作为MG的进一步检验。总之，TMP和宇宙微波背景B模偏振提供了一个互补的途径来检验引力理论。（节录）
2016-12-27 astro-ph.CO gr-qc
Hints at a relationship between friction and relativistic physics
本文通过将摩擦致质量损失的物体视为变质量系统，发现可导出类似相对论质量公式的关系，并提出一种依赖光速与普适摩擦减速度的双常数理论，其极限分别对应狭义相对论和亚里士多德力学。
2023-02-02 gr-qc
Special relativity as the limit of an Aristotelian universal friction theory under Reye's assumption
这项工作探讨了经典的力学理论下的两个进一步的假设：（a）有一个普遍的干摩擦力（阿茨泰利力学），和（b）的变化，由于磨损的质量是成比例的工作所做的摩擦力的身体（雷伊的假设）。它表明，质量取决于速度在狭义相对论，速度是恒定的一个特定的特征值。在摩擦力消失的极限下，由于物体不减速，因此该理论满足相对性原理，因此绝对坐标系变得不可观测。然而，极限理论并不是具有伽利略群对称性的牛顿力学，而是狭义相对论。这一结果表明，把狭义相对论看作是一个理论的极限，这个理论提出了宇宙摩擦和与一个储存器（真空）的质能交换。因此，相当令人惊讶的是，狭义相对论来自绝对空间（以太）概念，并可能在对爱因斯坦力学和摩擦力的研究之后被发现。我们结束了工作面对完整的理论与观察。它通过疲劳光预言了哈勃定律，因此它与超新星的光变曲线不相容，除非疲劳光（局部）和宇宙膨胀（非局部）两种机制都在起作用。它也很好地解释了一些具有挑战性的数值巧合，涉及低加速度下的现象。
2014-11-28 gr-qc physics.class-ph
Gravitational waves from binary black holes in a self-interacting scalar dark matter cloud
本研究分析自相互作用标量暗物质云中双黑洞引力波的相位修正，指出排斥自相互作用标量场会带来多阶PN修正，未来空间引力波探测器可探测小尺度暗物质云的相关效应。
2024-02-18 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Primordial Gravitational Waves Enhancement
我们重新考虑由暴胀的量子引力模型引起的原初引力波的增强。这个模型的一个显著特点是，暴胀的结束见证了一个短暂的阶段，在此期间，哈勃参数的符号振荡，改变了通常的哈勃摩擦反摩擦。早期对这个模型的分析是基于在暴胀结束时猜测引力子模函数的初始条件后，对引力子模函数进行数值演化。目前的研究是基于一个方程，直接演变的归一化平方的幅度。我们也能够使用一个快速收敛的扩展的子视界制度的初始条件，使一个非常可靠的估计。结果得到的能量密度每对数波数作为临界密度的一部分。这些结果展示了增强的信号如何依赖于振荡周期的数量;它们还显示了与特定波数相关的谐振效应。
2011-08-08 gr-qc hep-ph hep-th
Current and future constraints on cosmology and modified gravitational wave friction from binary black holes
引力波（GW）标准警报器是一种完善的探测器，可以用来测量宇宙学参数，并与其他探测器（如宇宙微波背景或超新星标准烛光）互补。在这里，我们专注于黑暗的GW警报，特别是二元黑洞（BBH），只有GW的数据。我们的方法依赖于一个源帧质量模型的BBH分布的假设，我们认为四个模型是迄今为止观察到的BBH人口的代表。除了推断宇宙学和质量模型参数外，我们还使用黑暗警报器来测试修改后的引力理论。这些理论通常预测不同的GW传播方程的宇宙学尺度，导致不同的GW光度距离，在某些情况下，可以参数化变量$Ξ_0$和$n$。广义相对论（GR）对应于$Ξ_0= 1$。我们进行联合估计的人口参数管理质量，红移，宇宙学的变量特征，和修改后的GW光度距离。我们使用来自第三次LVK观测运行的数据，并发现-对于四种质量模型和三种SNR切割-GR始终是描述所有观测到的BBH GW信号的首选模型。此外，所有修改后的重力参数的后验是兼容的GR预测值在90%的置信区间。我们发现，宇宙学，天体物理学和修改的重力参数之间有很强的相关性。如果GR是正确的引力理论，并假设宇宙学参数的先验较窄，我们预测修改后的引力参数$Ξ_0$的不确定性为51%，$\sim 90$在O 4类灵敏度的检测，$Ξ_0$为20%，额外的$\sim 400$在O 5类灵敏度的检测。我们还考虑了这些预测如何依赖于BBH人口的当前不确定性。
2022-07-12 astro-ph.HE gr-qc
Optimization of thermal noise in multi-loop pendulum suspensions for use in interferometric gravitational-wave detectors
本文研究了干涉型引力波探测器中多圈单摆的热噪声谱。的热噪声的悬挂参数和对性能的线材料的依赖关系进行了讨论的情况下，其中的损失占主导地位的内部摩擦的钟摆线。
1999-09-08 gr-qc physics.gen-ph physics.ins-det
Comparing the luminosity distance for gravitational waves and electromagnetic signals in a simple model of quadratic gravity
我们在基于二次曲率修正的引力理论的广义宇宙学场景中计算了控制张量度规扰动传播的修正摩擦系数。在这样的背景下，我们讨论引力和电磁光度距离之间的差异，以及与基于爱因斯坦方程的标准结果的差异。我们提出了数值估计的修改光度距离的宇宙红移尺度上典型的超新星和标准警报器。
2020-11-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Eccentricity evolution of compact binaries and applications to gravitational-wave physics
对来自致密双星的引力波的研究主要集中在准圆周运动上，其基本原理是波的发射使轨道变圆。在这里，我们研究这个结果的一般性，当天体物理环境（例如，吸积盘）或其它基本相互作用。我们的动机是可能的电磁对应物的双黑洞合并和轨道，但也可能使用的偏心率作为吸烟枪的新物理。我们发现：i）辐射机制（包括标量、矢量和引力波）的反作用使轨道运动圆化。ii）相反，环境效应，例如吸积和动力摩擦，会增加双星的离心率。因此，这是辐射机制和环境效应之间的竞争，决定了偏心率的演变。我们研究这种竞争中的绝热方法，包括引力辐射和动力学摩擦力。我们证明了存在一个临界半长轴，在该临界半长轴以下，引力辐射主导运动，系统的偏心率减小。然而，从环境主导阶段继承的偏心率可能是相当大的，特别是可能影响LISA源。我们提供了GW190521类源的例子。
2021-01-11 astro-ph.HE gr-qc physics.space-ph
Self-Interacting Dark-Matter Spikes and the Final-Parsec Problem: Bayesian constraints from the NANOGrav 15-Year Gravitational-Wave Background
School of Physical and Chemical Sciences, University of Canterbury（坎特伯雷大学物理与化学科学学院）
本文通过贝叶斯分析，研究自相互作用暗物质尖峰对解决最终Parsec问题的作用，并与NANOGrav数据对比，验证其在引力波背景中的有效性。
2026-02-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Viscoelastic effects in a spherical Gravitational Wave antenna
内摩擦效应是球形引力波探测器共振频率谱线展宽的原因，并导致其本征模的指数衰减振荡，其衰减时间正比于模的品质因数及其频率倒数。我们研究的解决方案的粘弹性球形GW检测器的运动方程的各种不同的假设的基础上的材料的组成方程。品质因数依赖于模式频率确定在每种情况下，并讨论其适用于实际检测器。
1998-02-09 gr-qc
S. Chandrasekhar: White Dwarfs, $H^-$ ion,.., Black holes, Gravitational waves
这是一篇针对本科生的S.卡拉塞卡在天体物理学方面的全部作品，从他早期使用相对论量子统计对白矮星的研究，到各种各样的主题，如动力摩擦、负氢离子、流体动力学不稳定性、黑洞和引力波。该论述是基于观测天文学背景下的简单物理解释。黑洞和它们作为活跃的、紧凑的、高能量源的中心引擎的作用已经被讨论过了。
2012-02-27 gr-qc physics.hist-ph
Probing modified gravity theories and cosmology using gravitational-waves and associated electromagnetic counterparts
LIGO-Virgo合作对引力波的直接探测为测量哈勃常数$H_0$等宇宙学参数以及大尺度探测广义相对论打开了一扇新的窗口。本文提出了一种新的唯象方法及其推理实现，用于测量宇宙学尺度上广义相对论（GR）的偏差，同时测定$H_0$。我们认为引力波（GWs）在一个膨胀的均匀和各向同性的背景下传播，但与一个修改的摩擦项和色散关系相对的GR。我们发现，一个单一的双中子星GW检测将很难约束GW摩擦项。然而，包括GW相位和GW-GRB检测延迟的联合分析可以改善对某些GW色散关系的约束，只要延迟以毫秒级精度测量。对于大质量引力场，结合100颗中子星的观测和电磁观测以及宿主星系的识别，我们可以将哈勃常数、GW阻尼项和GW色散关系分别限制在2%、15%和2%的精度。我们强调，这三个参数应该一起测量，以避免偏差。最后，我们将该方法应用于GW 170817，并证明了对于我们考虑的所有GW色散关系，包括质量引力，GW必须在伽马射线暴（GRB）前1.74 s发射$\sim$。此外，在GW合并的峰值频率，我们表明，GW群速度和$c$之间的分数差是$\lesssim 10^{-17}$。
2020-08-12 gr-qc
String Theory Modifies Quantum Mechanics
我们认为，弦论中的轻粒子服从一种有效的量子力学，这种量子力学通过引入一个量子引力摩擦项而得到修正，而这个摩擦项是由时空泡沫中与未观测到的大质量弦态的不可避免的耦合引起的。这一项与$W$对称性有关，这种对称性将轻粒子耦合到黑洞背景中的大质量孤子弦态，并且与环境量子摩擦的简单模型有形式上的相似性。它增加了表观熵，并可能导致宏观系统的波函数坍缩。
1992-07-29 gr-qc hep-ph hep-th
