Non-Riemannian vortex geometry of rotational viscous fluids and breaking of the acoustic Lorentz invariance
将文献[Garcia de Andrade，PRD（2004），7，64004]中介绍的声扭转推广到由广义纳维-斯托克斯方程表示的旋转不可压缩粘性流体。流体背景的Riemann-Cartan无质量标量波动方程相比，允许概括的Unruh声学度量的形式的声学扭转，表示在粘性，速度和涡度的流体。在这项工作中，背景涡量是非零的，但流动的扰动也是旋转的，这避免了背景涡量污染无旋扰动的问题。与Kostelecky（PRD 69，2004，105009）最近提出的Riemann-Cartan引力情形相比，声挠的存在破坏了声Lorentz不变性.给出了一个基于遥平行环的模拟重力描述声学度规的例子，其中声学挠率由Lense-Thirring旋转给出，声学线元对应于Lense-Thirring度规。
2004-09-29 gr-qc
The necessity of non-Riemannian acoustic spacetime in the fluids with vorticity
讨论了新近提出的（PRD 70（2004）64004）非黎曼声学时空结构-有涡流体中声波方程的声挠率的必要性。它示出，这种结构，虽然不总是必要的是存在于流体中的涡度，即使当扰动是旋转的。这可以通过求解Bergliaffa等人（Physica D（2004））的声音规范不变方程来完成，叠加到一般背景流，需要支持有效时空中的非黎曼声学几何。Bergliaffa等人先前已经证明了黎曼结构不能与这个规范不变的一般系统相关联。
2005-02-25 gr-qc
Towards an Acoustic Geometry in Slightly Viscous Fluids
我们探讨了正压和无旋流体的行为与一阶声扰动的影响下的小粘度。我们讨论，根据现有的文献，在收集的声学几何的存在下的粘度的困难。为了解释各种技术上的分歧，当粘性存在时，为了提取可能的声学几何形状，我们采用了双重扰动的方法，其中动力学量，如速度场和势，在粘性和外部声学刺激中都经历扰动。由此产生的扰动方程产生一个解决方案，可以解释在广义声学几何形状，超过和以上的一个已知的无粘流体。
2022-04-01 gr-qc physics.flu-dyn
Acoustic black holes in a two-dimensional "photon-fluid"
自散焦介质中的光场波动可以用二维光子流体中的声波来描述。它示出，而背景流体与通常的平坦度规耦合，类声波经历一个有效的弯曲时空的流动的物理性质所确定的。在光腔结构中，背景时空可以由驱动光束适当地控制，从而形成声学能区和事件视界。提出了一个模拟旋转黑洞几何主要特征的实验。
2008-12-03 gr-qc
Acoustic geometry for general relativistic barotropic irrotational fluid flow
在过去的几十年里，“声学时空”，其中微分几何技术被用来研究声音在运动流体中的传播，引起了相当大的关注。目前在文献中考虑的大多数模型都是基于非相对论正压无旋流体，定义在一个平坦的牛顿背景。首先推广到特殊相对论正压流体流动，然后推广到任意背景下的一般相对论正压流体流动，并不像最初看起来那么简单。在这篇文章中，我们提供了一个教学和简单的推导广义相对论的“声学时空”在任意（d+1）维弯曲空间的背景。
2010-05-06 gr-qc
Acoustic superradiance in a slightly viscous fluid
在经典流体中实现的弯曲时空几何的声学模拟在粘性存在的情况下变成洛伦兹破坏。我们研究了这种有效的洛伦兹破坏如何影响在这样的流体中形成的旋转声波黑洞的能层的声超辐射。事实证明，洛伦兹破坏对可以从能层散射的声学扰动的频率施加了上限。顺便说一句，这个上限与超辐射频率谱上的上限相同。这项研究还揭示了如何超辐射一般修改时，波传播通过色散和耗散介质。我们的结果是有效的，只有线性顺序的粘度系数，因此是一个第一近似的完整的解决方案，专注于关键的定性特征。
2017-05-14 gr-qc hep-th
Acoustic propagation in fluids: an unexpected example of Lorentzian geometry
声扰动如何在非均匀流动流体中传播是一个看似简单的问题。如果流体是正压和无粘的，并且流动是无旋的（尽管它可能具有任意的时间依赖性），那么描述声波的速度势的运动方程可以用（3+1）维形式表示：d 'Alembertian psi = 0。即partial_mu（sqrt{-g} g^{mu nu} partial_nu psi）/sqrt{-g} = 0。控制声音传播的声学度量- g_{mu nu}（t，x）-在代数上取决于密度、流速和局部声速。尽管基本的流体动力学是牛顿的，非相对论的，并且发生在平坦的空间+时间中，波动（声波）由洛伦兹时空几何控制。
1993-11-16 gr-qc hep-th
Acoustic horizons for axially and spherically symmetric fluid flow
本文研究了无粘流体在管内运动时，在静止和轴对称流动情况下，声波视界的形成。我们表明，不同于通常认为的，声学地平线的形式对应于局部最小或最大的通量管截面。类似地，要求外势在视界处有最大值或最小值，这样外力在视界处就为零。选择幂律流体状态方程$P\propto ρ^{n}$，求解流体动力学方程，并证明了这两种可能性分别对$n>-1$和$n<-1$实现。这些结果也推广到球对称流的情况。
2005-10-18 gr-qc physics.class-ph physics.flu-dyn
Analog gravity in nonisentropic fluids
模拟声学度规最初是针对在等熵无旋理想流体中传播的绝热声学扰动导出的。在拉格朗日流体动力学描述的框架中，我们证明了在一定条件下，通常的声学度量可以导出非等熵流体。在一个特殊的情况下，当压力采取一种特殊的形式和非绝热扰动被忽略的绝热声学扰动对应的无质量声子传播的模拟度规的通常类型。
2018-05-29 gr-qc hep-th
Stationary scalar clouds supported by rapidly-rotating acoustic black holes in a photon-fluid model
最近的研究证明，在有涡流存在的情况下，旋转光子流体模型的涨落动力学是由$(2+1)$维声学黑洞时空中有效质量标量场的Klein-Gordon方程控制的.有趣的是，它已经证明了数字旋转的声学黑洞，像熟悉的克尔黑洞时空，可能支持空间规则的静态密度波动（线性化的声学标量“云”）在其外部区域。特别地，证明了光子流体模型的复合黑洞稳态标量场组态存在于窄无量纲区域$α\equivΩ_0/mΩ_{\text{H}}\in(1,α_{\text{max}})$和$α_{\text{max}}\simeq 1.08$ [这里$Ω_{\text{H}}$是黑洞视界的角速度，$\{Ω_0,m\}$分别是标量场的有效固有质量和方位谐波指数].在本文中，我们使用的分析技术，以探讨的物理和数学性质的声学标量云的光子流体模型的制度$Ω_{\text{H}}r_{\text{H}}\gg1$的快速旋转的中央支持声学黑洞。特别是，我们推导出一个非常紧凑的离散共振谱$\{Ω_0(Ω_{\text{H}},m;n)\}$的解析公式，它表征了静态的光子流体模型的束缚态声学标量云。有趣的是，它被证明的临界（最大）质量参数$α_{\text{max}}$，它决定了该地区的存在的组合声学黑洞稳态束缚态标量场配置，是由精确的无量纲关系$α_{\text{max}}=\sqrt{{{32}\over{27}}}$。
2021-02-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Analog Schwarzschild-like geometry in fluids with external pressure
我们研究流体中的声学几何与外部压力。特别是，我们研究的条件下，声学度量模仿Schwarzschild度量。我们证明了只有在相对论声学几何的框架中，才有可能以一致的方式模仿Schwarzschild几何。
2022-03-26 gr-qc hep-th
No-short scalar hair theorem for spinning acoustic black holes in a photon-fluid model
最近发现，自旋的光子流体模型的黑洞可以支持声学“云”，静态密度波动的空间规则的径向本征函数是由一个有效的大质量标量场的$(2+1)$维克莱因-戈登方程。受这一有趣观察的启发，我们使用{ \it分析}技术来证明合成声学黑洞标量云配置的无短发定理。特别地，我们证明了定态同旋声学标量云的有效长度由一系列不等式$r_{\text{hair}}>{1+\sqrt{5}\over{2}}\cdot r_{\text{H}}>r_{\text{null}}$从下而上限定，其中$r_{\text{H}}$和$r_{\text{null}}$分别是支持黑洞的视界半径和表征声学自旋黑洞时空的同旋零圆测地线的半径.
2022-02-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Geodesic congruences in acoustic spacetimes and the role of Raychaudhuri equation
本研究利用Raychaudhuri方程，结合程函近似，在黑洞与宇宙学时空的声学类比模型中探究对应类光测地线汇的声音传播，明确了该方程的鲁棒性及声学类比的局限。
2023-08-17 gr-qc
An analog fluid model for some tachyonic effects in field theory
我们考虑了在静止流体中沿超声（类空间）轨迹运动的点状声源的声辐射。我们称之为超声波源。我们描述了这种超声源发出的辐射。在对声扰动进行量子化之后，我们给出了由这种经典的快子源产生的声子的分布和经典的波干涉图样。
2011-09-05 gr-qc hep-th
Thermodynamics of acoustic black holes in two dimensions
声视界可以发射类霍金热辐射，这是众所周知的，但对声黑洞却很少有类似霍金热辐射的理解。本文证明了二维流体模型和引力模型之间的运动学联系可以导致在视界处的动力学联系，这意味着声学黑洞存在类牛顿描述。然后，我们讨论了声学黑洞的热力学热力学第一定律，通过一个有趣的连接之间的类引力动力学的声学视界和热力学。我们得到了声学黑洞熵的一个普遍形式，它具有类似于熵引力的解释。我们还讨论了比热，发现背景流体速度的导数可以看作是二维玻色子势的一种新的声学模拟，这解释了二维流体动力学可以与引力动力学联系起来而四维情况却很难联系起来的原因.特别地，当对流体添加约束时，可以实现史瓦西黑洞的类似物。
2016-08-05 gr-qc hep-th
Extending the model of rotating acoustic geometries to include nonvanishing solid-body rotation: Quasibound spectra
Sao Carlos Institute of Physics, University of Sao Paulo（圣卡洛斯物理学院，圣保罗大学）
本文扩展了旋转声学几何模型，引入固体力学旋转项，研究量子流体行为中的准束缚谱特性。
2026-09-15 gr-qc
Acoustic analogues of black hole singularities
我们寻找具有点状源的球对称黑洞的声学类似物。我们表明，引力系统有一个动力学对应的约束，稳定运动的流体与平面源。控制引力系统动力学的方程可以精确地映射到控制流体运动的方程中。讨论了奇点和源在流体动力学和广义相对论中的不同意义。而在后者的点状源总是与（曲率）奇点，在前者的源的存在并不一定意味着发散的领域。
2005-04-29 gr-qc
Holographic Interpretation of Acoustic Black Holes
为了寻找流体中常见的声学黑洞的全息描述，我们构造了一个形成于渐近AdS $_{d+1}$时空中中性黑膜类时截止面上的$d$维流体中的声学黑洞，给出了声学黑洞的体引力对偶在流体动力学涨落的一阶.此外，还证明了声学黑洞视界的类Hawking温度与体中真实AdS黑膜的Hawking温度之间的联系，并提取了声学黑洞中声子散射与体扰动AdS黑膜中声道准正规模传播之间的对偶性.我们指出，流体中出现的声黑洞，最初是作为模拟真实黑洞的霍金辐射的一个类比模型提出的，它不仅是一个类比，而且在流体/引力对偶性的精神下，它确实可以用来描述真实AdS黑洞的特殊性质.
2015-10-07 gr-qc hep-th
Acoustic regular black hole in fluid and its similarity and diversity to a conformally related black hole
本文讨论了一个有趣的问题：声引力是否可以作为一种工具应用于规则黑洞的研究。为此，我们在球对称流体中构造了一个一般的声学正则黑洞，并从曲率不变量的有限性和测地线的完备性的角度证明了它的正则性。特别地，我们发现声学区间不仅看起来像一个共形关联的黑洞的线元，其中流体密度可以被看作是一个共形因子，而且还产生一个非零的配分函数，它与一个共形关联的黑洞的配分函数相一致.作为应用，我们给出了一个特殊的声学正则黑洞模型，研究了它的能量条件，并计算了它的准正规模。我们注意到，我们的模型的强能量条件被完全违反的视界外的模型，但仍然有效的视界内的某些区域，这可能会给一个新的见解之间的关系的正则性和强能量条件。此外，我们分析了我们的模型的振荡和阻尼特性时，它是扰动。
2022-03-10 gr-qc hep-th
Irrotational vortex geometry of torsion loops
扭转环的无旋涡几何性质通过扭转环和非径向流声学度规在$(1+1)$维中共形等价，而径向流声学时空在$(2+1)$维中共形相关来显示。二维空间的分析使我们能够用扭环度规的参数来表示流体密度。这些结果使我们得出这样的结论：涡流的声学度规是挠圈时空的引力模拟。由于没有考虑流体中的涡量，我们不明确使用经典流体中的涡声学的非黎曼几何。声学非径向流显示出exilibrium一个完整的类比与扭转圈度量。
2004-09-29 gr-qc
Relativistic Acoustic Geometry
本文从声学几何学的角度研究了声波在非均匀等熵相对论理想流体中的传播。对于在弯曲时空几何中传播的无质量标量场，声波方程被证明等价于运动方程。的几何形状描述的声学度量张量，局部依赖于状态方程和四个速度的流体。对于弯曲时空中的相对论超音速流，能层和声视界可以用类似于非相对论情况的方法来定义。一个广义相对论表达式的声学模拟的表面重力已被发现。
1999-07-31 gr-qc
Acoustic analogs of two-dimensional black holes
我们提出了一个一般的方法来构造声学模拟的黑洞解的二维（2D）引力场。由于通过降维，每个球对称四维（4D）黑洞都有一个2D描述，因此该方法也可用于构造4D黑洞的模拟模型。我们还证明了在固定规范自由度后，二维引力动力学等价于一维流体动力学。这使我们能够找到声学黑洞的质量$M$、温度$T$和熵$S$的自然定义。特别是热力学第一原理$dM=TdS$成为流体动力学方程的结果。我们还讨论了流体动力学的一般解和两种特殊情况，二维Anti-de Sitter黑洞和四维Schwarzschild黑洞。
2004-11-10 gr-qc
Bacteria Around an Acoustic Black Hole: Trapping and Frame-Dragging
出于需要设想自由旋进陀螺仪检测最近预测的声标架拖曳在旋转的声学模拟黑洞，我们报告了一个初期的调查流体动力学的可压缩流体。通过对流体正压性的特定假设，我们发现了速度势线性扰动所经历的声学模拟黑洞时空。对于消失的小扩散率的活性粒子，线性扰动的活性粒子浓度揭示了一个配置文件与增强接近的声学地平线，暗示对部分捕获的活性物质的声学黑洞的可能性。我们进一步表明，正如预期的那样，个别粒子的取向（“偏振”）的动力学性质确实开辟了它们作为自由旋进陀螺仪使用的可能性。此外，包括在非粘性溶剂中的活性颗粒的扩散率示出导致小的有效粘度。取决于扩散系数的符号，这可以产生超流体样的行为，或提高净粘度，的超流体系统。在这两种情况下，声学超辐射，理论分析和实验观察最近轻度粘性标准流体，因此预测会发生的超声波流体。
2018-08-06 cond-mat.soft gr-qc physics.bio-ph
Acoustic black holes: horizons, ergospheres, and Hawking radiation
这是一个看似简单的问题，问声扰动如何在非均匀流动流体中传播。这个问题可以用洛仑兹微分几何的语言来回答：如果流体是正压和无粘的，并且流动是无旋的（尽管可能与时间有关），那么描述声波的速度势的运动方程与在（3+1）维洛仑兹几何中传播的最小耦合无质量标量场的运动方程是相同的。控制声音传播的声学度量在代数上取决于密度、流速和局部声速。这个相当简单的物理系统是爱因斯坦引力的黑洞和超音速流体流动之间深刻而富有成效的类比的基础。许多结果和定义可以直接从一个系统转移到另一个系统。例如，我将展示如何定义超声波流体流的能层、捕获区域、声学视视界和声学事件视界，并展示围绕点汇的流体流的声学度规与黑洞的史瓦西度规的Painleve-Gullstrand形式之间的密切关系。这种分析可以用来提供一个具体的非相对论模型的黑洞物理学，直到并包括霍金辐射，或提供一个框架，攻击声学问题的全部权力的洛伦兹微分几何。
1997-12-15 gr-qc hep-th
Unexpectedly large surface gravities for acoustic horizons?
声学黑洞是广义相对论黑洞的流体动力学模拟物，其中声波在运动流体中的行为充当在引力背景中传播的标量场的模拟物。声学视界具有许多通常与广义相对论事件视界相关的性质，直到并包括霍金辐射。它们受到了广泛的关注，因为用实验方法制造声视界似乎比制造事件视界容易得多。我们希望指出在实际建立一个拥有声学视界的实验时的一些潜在困难（和机会）。我们表明，在零粘度，固定的流体流动与一般的边界条件，创建一个声学地平线是伴随着一个形式上无限的“表面引力”，和一个形式上无限的霍金通量。只有通过施加一个适当的非恒定的外部体积力，并且对于流动的非常特定的边界条件，这些量才能保持有限。这个问题在更真实的流体模型中得到改善。例如，增加粘性总是使霍金通量有限，但大大复杂的行为声辐射-粘性相当于明确打破“声学洛伦兹不变性”。因此，这个问题既是一个困难，也是一个机会-声学层位的形成可能比天真地设想的要困难一些，但如果形成了，它们可能比人们最初设想的要容易得多。
2000-05-30 gr-qc
Hawking radiation from acoustic black holes in hydrodynamic flow of electrons
声学黑洞是当流体以亚音速流动、加速并变成超音速时形成的。当流动从亚音速区流向超音速区时，流体速度的法向分量等于局部声速的表面起着声学视界的作用。这是因为来自超音速区域的声学扰动不能穿过它到达流体的亚音速部分。我们可以证明，如果流体速度是局部无旋的，速度势的声扰动的场方程与在黑洞背景中传播的无质量标量场的场方程是相同的。因此，人们期望霍金辐射以声子的热谱的形式出现。从理论上和实验上，对这种可能性已经进行了大量的研究，研究的系统从冷原子系统到相对论性重离子碰撞中形成夸克-胶子等离子体。在这里，我们调查这种可能性在流体动力学流动的电子。在这种情况下，产生的霍金辐射应该可以通过电流波动观测到。此外，声学视界两侧的电流波动应该显示出霍金粒子对的相关性。
2022-08-17 cond-mat.str-el gr-qc
Black hole acoustics in the minimal geometric deformation of a de Laval nozzle
声波之间的对应关系，在一个德拉瓦尔推进喷嘴，和准正规模式发出的膜世界黑洞变形的5D散装外尔流体在这里探索和审查。声波模式的分析，在实验室的de Laval喷嘴，在这里示出，提供有关的数据的5D散装外尔流体和它的膜上的投影，包括由最小的几何变形紧凑的恒星分布在膜上。在几何变形过程中，我们证明了de Laval喷管中气体流场的声扰动与黑洞解经Weyl流体变形后的准正规模相一致.因此，在现象学的Eötvös-Friedmann流体膜世界模型中，推导出拉伐尔喷嘴的实际形状，并研究其后果。
2017-03-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Acoustic black holes
运动流体中的声传播为理解黑洞物理学提供了一个概念清晰而有力的类比。作为一种教学工具，类比对于向学生介绍广义相对论和流体力学都是有用的。作为一种研究工具，类比有助于澄清物理学的哪些方面是运动学，哪些方面是动力学。特别是，霍金辐射是一个纯粹的运动学效应，而黑洞熵是内在动力学。最后，我讨论了这样一个事实，即与目前的技术声学霍金辐射几乎是实验测试。
1999-01-16 gr-qc
Non-Riemannian acoustic black holes: Hawking radiation and Lorentz symmetry breaking
基于Lighthill涡声理论，给出了研究无旋平均流中声黑洞的非黎曼几何方法。这个基于经典流体的模拟重力的附加示例用于研究声学洛伦兹破坏。给出了一个例子，其中扭曲矢量沿流体内部的环分布，这可以是扭曲粗弦时空缺陷的引力模拟。结果表明，在线性背景流速近似下，声Lorentz对称性被Cartan扭曲破缺，类似于Kostelecky最近发现的Riemann-Cartan时空中的自发引力Lorentz破缺。我们还表明，尽管声扭转对基准观测者加速度有贡献，但它不存在于霍金辐射中，因为它不存在于声黑洞的表面重力中。
2004-11-24 gr-qc
`Superresonance' from a rotating acoustic black hole
利用收缩的流体漩涡（“排水浴缸”），模拟为（2+1）维流体流动与汇在原点，和旋转（2+1）维黑洞与ergosphere，它表明，标量声波被反射从这样的漩涡与{ \it放大}的特定范围内的频率的入射波，这取决于涡流旋转的角速度。我们讨论了观察这种现象的可能性，特别是对于无粘性流体，如液体HeII，在那里可能会发生量子化的角动量的漩涡。
2002-03-26 gr-qc hep-th
Acoustic Analogue for Quantum Field Theory with a Source term
本研究提出一种含时外势驱动的非相对论流体声学类比模型，在狭义相对论极限下实现带经典源的标量场量子场论模拟，并研究了源诱导的声子产生效应。
2024-07-12 gr-qc hep-th quant-ph
Astrophysical Accretion as an Analogue Gravity Phenomena
近年来，在非均匀动力学流体系统中的声扰动物理学与广义相对论中时空的某些运动学特征之间建立了很强的相似性。一个有效的度量，称为“声学度量”，它描述了声学扰动传播的流形的几何形状，可以构建。这种有效的几何学可以捕捉到广义相对论中弯曲时空的性质。利用这种类比建立的物理模型称为“类比重力模型”。当声扰动通过非均匀跨音速经典流体时，可以观察到经典的类重力效应。在许多方面类似于黑洞事件视界的声视界产生于流体流动的跨音速点。声学视界本质上是一个零超曲面，其生成元是声学零测地线，即声子。声视界发射出具有准热声子谱的声辐射，这与实际的霍金辐射相似。从声视界发出的辐射的温度被称为模拟霍金温度。已经证明，一般来说，天体物理学中的跨音速吸积可以被认为是宇宙中自然存在的经典模拟引力模型的一个例子。
2007-04-26 astro-ph gr-qc
Analogue Penrose process in rotating acoustic black Hole
目前，引力是研究引力现象的重要工具，而考虑到我们的技术，这些引力现象是无法达到的。在这里，我们考虑类似彭罗斯过程中的旋转声黑洞的基础上描述的排水浴缸模型的量子流体。由于这种声学时空的旋转性质，粒子，即在量子流体上行进的声子，将经历众所周知的框架拖曳效应。通过定义这个声学黑洞的有效Komar质量和角动量，我们发现可以从它那里提取能量，同时我们证明了黑洞的角动量和质量都是减少的，与Penrose效应完全相似.
2022-05-03 gr-qc quant-ph
Analogue of superradiance effect in acoustic black hole in the presence of disclination
本文研究了超辐射现象的声学模拟的可能性，即在流体“排水浴缸”模型中，由于旋转声黑洞的能区反射，声波的放大与亏损角的大小一致。
2007-05-27 gr-qc
Acoustic Dark Energy: Potential Conversion of the Hubble Tension
我们讨论了暗流体的能力成为相关的时间周围的物质辐射平等显着缓解当地的哈勃常数和CMB的推断测量之间的紧张局势，在$Λ$ CDM模型。我们发现，在黑暗的流体中的声振荡的重力影响平衡的CMB上的影响，并导致在一个改进的适合CMB测量本身，同时提高哈勃常数。所需的平衡有利于一个模型，其中流体是一个标量场，将其潜在的动能周围的物质辐射平等，然后迅速红移了。我们推导出这种转换机制的潜力的要求，并发现一个简单的正则标量与两个自由参数的局部斜率和幅度鲁棒地提高了适合的组合数据由$Δχ^2 \approx 12.7$在$Λ$ CDM。我们发现CMB极化签名，可以明确测试这种情况下，未来的数据。
2019-10-30 astro-ph.CO gr-qc
Acoustic Kerr Metric in Analogue Gravity
本文在广义流体动力学模型中研究声学涨落，发现有效度规类似旋转黑洞，自旋源于非对易结构，并识别了黑洞的有效参数，与反常霍尔系统的联系可能带来可观测特征。
2023-06-21 gr-qc hep-th physics.flu-dyn
