Theory of Newtonian self-gravitating stationary spherically symmetric systems
我们研究了与星系动力学有关的Vlasov-Poisson系统的球对称平衡态。我们将方程转化为一个正则的三维自治一阶常微分方程组,在紧闭包区域上,基于动力系统分析,我们得到了保证定态解具有有限质量和紧支集的定理。
2004-08-25 astro-ph gr-qc math-ph
Averaging out Inhomogeneous Newtonian Cosmologies: I. Fluid Mechanics and the Navier-Stokes Equation
经典流体力学的基本概念和方程的形式所需的牛顿宇宙学的制定和推导和分析的平均Navier-Stokes-Poisson方程组。特别注意的是分析制定的定义和方程的运动流体和它们的物理内容。
2002-12-18 gr-qc physics.flu-dyn
Carter Constant and Angular Momentum
研究了非相对论偶极场中粒子的类卡特常数。这种特殊的情况是一个失踪的环节卡特常数在静态轴对称时空,如克尔解决方案和它的可能的牛顿对应。我们用这个系统把角动量的定义从牛顿力学推广到相对论性的静止轴对称静止时空。
2015-07-05 gr-qc
Axisymmetric, stationary collisionless gas clouds trapped in a Newtonian potential
本文讨论了一个大质量中心物体周围的轴对称静止气体云的性质。假设中心物体是主导引力场的,中心物体是用非相对论旋转对称势来模拟的。此外,我们假设气体由无碰撞的,相同的大质量粒子组成,它们遵循这个势中的束缚轨道。几种模型的单粒子分布函数被认为是和基本公式,描述相关的宏观观测量,如粒子和能量密度,压力张量,和动力学温度推导。讨论了解在无穷远处的渐近衰减,并给出了具有有限总质量、能量和角动量(零或非零)的构型。最后,我们的配置相比,其流体动力学类似物。在一个附带的文件中,等价的广义相对论问题进行了讨论,其中的中心对象包括一个史瓦西黑洞。
2022-09-12 astro-ph.HE gr-qc
Self-gravitating Newtonian disks revisited
本文讨论了牛顿理论中有关静止自引力流体的最新分析结果。我们给出了一个定理,禁止无限延伸的流体,取决于假设的状态方程和旋转定律。这一部分推广了以前的结果已经获得的静态配置。第二部分讨论了流体质量的Sobolev界和一个严格的Jeans型不等式,该不等式在稳态情况下是有效的。
2013-09-11 gr-qc
Post-Newtonian celestial mechanics in scalar-tensor cosmology
将最近发展起来的宇宙学背景下的动力学微扰形式主义应用于标量张量理论,为目前用于解释含时引力常量实验测量的轨道动力学唯象模型提供了坚实的理论基础和严格的证明.我们导出了标量-张量扰动的场方程,并研究了它们与宇宙膨胀有关的规范自由度。我们发现一种新的规范消除了禁止数量的规范模式的场方程和显着简化后牛顿运动方程的宇宙中的局部天文系统与时间相关的引力常量。我们确定了几个新的后牛顿条款,并计算它们对密切轨道根数的长期宇宙学演化的影响。
2017-07-12 gr-qc
Semiclassical Newtonian Field Theories Based On Stochastic Mechanics I
这是两部分系列中的第一部分,其中我们将非相对论性随机力学在ZSM公式[1,2]中扩展到半经典牛顿引力(ZSM-Newton)和半经典牛顿电动力学(ZSM-Coulomb),假设引力场和电磁场基本上是经典的(即,不是独立量化的场)。我们的主要发现是:(1)推导了通常的$N$ -粒子薛定谔方程,它适用于通过算符值引力势或库仑势相互作用的多个粒子;(2)恢复了“单体”薛定谔-牛顿方程和薛定谔-库仑方程作为平均场方程,分别适用于在弱耦合大N极限下的引力和静电相互作用的全同粒子系统。我们还比较了基于标准量子理论、动力学坍缩理论和德布罗意-玻姆理论的半经典牛顿引力/电动力学方法与ZSM-牛顿/库仑方法。
2017-01-17 gr-qc quant-ph
The variant of post-Newtonian mechanics with generalized fractional derivatives
在这篇文章中,我们在数学上研究了后牛顿力学的广义分数阶导数的变体。研究了经典引力场方程的相对论协变推广。这些方程符合(i)中等尺度上的弱牛顿极限,(ii)在某些大距离特征尺度上提供更高的牛顿极限。引力场的扰动导致了长期近日点的微小移动,并在大尺度上表现出一些不寻常的效应。给出了分数阶波动方程解的延迟势形式的一般表示。Riesz波动方程和经典波动方程的解在一个重要的意义上是明显不同的。Riesz波演示了引力波在度规常数尺度上的空间扩散。扩散导致峰的模糊和尖锐波前的中断。这与D'Alembert经典波动方程的解不同,后者服从惠更斯原理,不扩散。
2011-01-20 astro-ph.CO gr-qc
The First Law of Binary Black Hole Mechanics in General Relativity and Post-Newtonian Theory
黑洞力学或热力学的第一定律有各种不同的形式。本文从纯后牛顿(PN)分析出发,得到了点质量双星系统沿正圆轨道运动的第一定律。我们的计算是有效的,通过3PN阶,并包括,此外,在4PN和5PN阶的对数项的贡献。这个二元点粒子力学的第一定律,然后从广义相对论的第一性原理推导出来,并与单个和二元黑洞的情况进行类比。PN时空的第一定律的一些后果进行了探讨。作为一个这样的结果,一个简单的关系PN的结合能的二元系统和Detweiler的红移观测之间的建立。通过它,我们能够高精度地确定一些以前未知的高阶PN系数的数值在圆轨道结合能。最后,我们提出了新的规范不变的概念的能量和角动量的粒子在一个二元系统。
2012-04-02 gr-qc
Kinetic Theory of Collisionless Self-Gravitating Gases: II. Relativistic Corrections in Galactic Dynamics
在本文中,我们研究的动力学理论的多粒子天体物理系统施加轴对称性和扩展我们以前的分析在物理Rev. D 83,123007(2011)。从描述无碰撞自引力气体的牛顿模型出发,我们发展了一个框架,系统地包括对一般静止系统的物质分布和引力势的第一次广义相对论修正。然后,我们使用我们的方法来获得特定的解决方案的情况下,摩根和摩根磁盘。得到的模型是完全解析的,对应于后牛顿的经典的概括。我们探讨了一些属性的模型,以估计后牛顿修正的重要性,我们发现,与预期相反,主要的修改出现远离星系核心。作为这项研究的副产品,我们推导出了张量维里定理的修正版本。对于定常系统,我们得到了与牛顿理论相同的结果。然而,对于依赖于时间的背景,我们发现有一个额外的部分,有助于惯性张量的变化。
2012-08-20 astro-ph.GA gr-qc
A relativistic gauge theory of nonlinear quantum mechanics and Newtonian gravity
本文提出了一种新的规范理论,它定义了与场论的泛函薛定谔图有关的函数空间中的最小耦合和相应的协变导数。虽然为了简单起见,我们研究的是U(1)对称的例子,但这种规范理论也可以容纳其他对称。我们考虑由此产生的相对论性非线性扩展的量子力学,并表明,它包含重力在(0 + 1)维极限,类似于最近研究的薛定谔-牛顿方程。引力在这里被编码成量子理论的普遍非线性扩展。概率解释(玻恩规则)成立,提供的基础模型是无标度的。关键词:非线性泛函薛定谔方程,规范对称性,牛顿引力。
2007-04-20 gr-qc hep-th quant-ph
The Effacing Principle in the Post-Newtonian Celestial Mechanics
本文利用引力标量张量理论的第一后牛顿近似,讨论了N体系统的隐去原理,即组成该系统的球对称体的运动方程对它们内部结构的依赖性。我们证明了当每个物体的二阶转动惯量与β-1成正比时(其中β是引力场的非线性测度),减弱原理是不成立的.在β=1的广义相对论中,与四阶转动转动惯量成比例的项违反了减弱原理。对于由中子星(NS)和/或黑洞(BH)组成的系统,这些项分别在第三和第五PN近似水平上对轨道运动方程作出贡献。
2006-12-02 gr-qc
Comparison of high-accuracy numerical simulations of black-hole binaries with stationary phase post-Newtonian template waveforms for Initial and Advanced LIGO
我们研究的有效性,目前使用的地面引力波探测器搜索合并的二元黑洞的静止相位近似后牛顿波形进行比较,从数值模拟的一个等质量的非自旋二元黑洞inspiral,合并和ringdown获得一个准确的波形。我们进行这项研究的初始和先进的LIGO探测器。我们发现,模板和信号之间的重叠可以通过将匹配滤波器集成到比目前使用的频率更高的频率来改善。我们提出了简单的分析频率截止初始和先进的LIGO,实现了接近最佳的匹配,并可以很容易地扩展到不等质量,旋转系统。我们还发现,模板,包括条款的阶段演变高达3.5 pN的顺序几乎总是更好的,很少显着恶化,比目前使用的2.0 pN模板。对于初始LIGO,我们建议使用模板的策略,包括最近在低质量($M \leq 35 \MSun$)区域引入的伪4.0 pN项,以及3.5 pN模板,允许在此之上的对称约化质量$η$的非物理值。对于这里使用的数据,该策略总是实现最优值的0.3%以内的重叠。对于高级LIGO,我们推荐使用3.5 pN模板(最高达$M=12 \MSun$)、2.0 pN模板(最高达$M=21 \MSun$)、伪4.0 pN模板(最高达$65 \MSun$)和3.5 pN模板(含非物理$η$)以获得更高质量。这种策略总是实现Advanced LIGO最佳值的0.7%以内的重叠。
2009-01-14 gr-qc
On the existence of exotic matter in classical Newtonian mechanics
根据牛顿万有引力定律,两个粒子之间的力取决于它们的惯性,以及它们的主动和被动引力质量。对于普通物质来说,这三个都是相等的和正的。我们在这里考虑更一般的情况,即对于一个给定的粒子,这些量的大小相等,但符号可以不同。由此产生的一组可能的相互作用允许每个粒子类型被分配到精确的四个不同类别中的一个,N体模拟的结果表明,相应的动力学可以产生相当丰富的可能结果,其中一些是在各种尺度上从自然界中熟悉的。如果动量、动能和势能的定义被适当地推广,那么所有这些相互作用的总能量和动量都是守恒的。
2019-04-16 gr-qc
Semiclassical Newtonian Field Theories Based On Stochastic Mechanics II
继续发展半经典牛顿引力/电动力学的ZSM-Newton/Coulomb方法[1],我们提出了Oriols等人[2]提出的大N近似方案的ZSM-Newton/Coulomb版本。我们表明,这个新的大N方案使得它有可能自洽地描述大量的引力/静电相互作用,相同的,\emph{zbw}粒子的质心演化,而不假设粒子是弱耦合的,也不需要有问题的宏观半经典引力/静电猫态的平均场薛定谔-牛顿/库仑方程的特征。我们还展示了如何恢复N粒子经典牛顿引力/电动力学的许多引力/静电相互作用的宏观粒子(由许多相互作用的\emph{zbw}粒子),以及经典Vlasov-Poisson平均场论的宏观粒子弱相互作用的引力/静电。最后,我们概述了一个明确的环境退相干模型,可以纳入Oriols等人。的方案应用于ZSM-Newton/Coulomb。
2017-02-07 gr-qc quant-ph
Carter-like Constant of Motion in Newtonian Gravity is the Vinti Integral
我们比较了经典天体力学的Vinti积分与Clifford Will最近发现的牛顿理论中的轴对称体的保守的卡特积分运动。我们证明了积分是相同的。它揭示了新的光的克尔几何的牛顿极限。
2018-06-11 gr-qc
Celestial mechanics in Newtonian-like gravity with variable $G$
本文研究受 Brans-Dicke 引力启发的变 G 牛顿类理论,证明其修正引力等价于 Manev 势并含 $r^{-3}$ 项,通过近心点进动和 Roche 极限约束自由参数 $ω$,同时解释水星近日点进动且对 Roche 极限无显著影响。
2024-02-21 astro-ph.SR gr-qc
First Law of Mechanics for Compact Binaries on Eccentric Orbits
利用规范的Arnowitt-Deser-Misner哈密顿形式,建立了沿一般稳定束缚(偏心)轨道运动的点质量二元系统的“力学第一定律”。这种关系被检查,以保持在后牛顿近似广义相对论,直到第三(3 PN)阶。几个应用程序进行了讨论,包括使用重力自作用力的结果,通知后牛顿理论和有效的偏心轨道紧凑型双星的单体模型。
2015-10-12 gr-qc
Gravitational lensing observables in stationary and axisymmetric solutions in general relativity
University of Iceland(冰岛大学)
本文研究广义相对论中稳态轴对称旋转尘埃流体自引力系统的光传播特性,分析时空度规非对角分量对光线偏折角的影响,指出其等效于额外有效质量且可通过背景源图像的特征不对称性探测。
2025-11-18 gr-qc
Stationary rotating and axially symmetric dust systems as peculiar General Relativistic objects
本文研究爱因斯坦方程中轴对称稳态旋转尘埃系统的精确解,证明其无牛顿对应物,并指出其低能极限由Grad-Shafranov方程描述,讨论了奇点存在性及作为星系动力学简化模型的可能后果。
2024-02-21 gr-qc
General-relativistic rotation laws in rotating fluid bodies, new weak-field effects and the post-newtonian expansion
最近的广义相对论扩展牛顿旋转定律的自引力静止流体允许一个重新推导,在第一个后牛顿近似,众所周知的几何拖动帧,和两个新的弱场效应内旋转环面。这些是最近发现的反拖曳和一个新的效果,测量偏离开普勒运动和/或流体自重的贡献。它们可以应用于研究解的(后)牛顿极限的存在性和研究旋转黑洞参数的不等式。
2015-10-21 gr-qc
Einstein was Wrong: Newtonian Dynamics Can Disagree Completely with Relativistic Dynamics at Low Speed
根据爱因斯坦的观点,如果粒子的速度很低,则由狭义相对论力学预测的粒子的轨迹可以很好地近似于由牛顿力学预测的轨迹,即,远低于光速然而,在本文中,它是用一个反例哈密顿动力系统,牛顿动力学最终可以完全不同意相对论动力学,即使粒子的速度是低的。在协议破裂后,要么牛顿描述不再正确,要么相对论描述不再正确,或者这两种描述对于低速运动都不再正确。
2003-10-24 gr-qc nlin.CD physics.class-ph
The cosmological constant of emergent spacetime in the Newtonian approximation
我们提出了一个简单的量子力学估计的宇宙学常数的牛顿宇宙。我们首先用非相对论性的量子力学模拟牛顿时空的动力学,在一个固定的(即,非动力学)欧几里得时空。然后,我们确定了一个运营商,发挥作用,对物质的状态,类似的宇宙学常数所发挥的作用。最后证明了存在一个物质场的量子态,在该量子态中,上述算符的期望值等于给定牛顿宇宙的宇宙学常数.
2020-06-17 gr-qc math-ph math.MP
Algebraic roots of Newtonian mechanics: correlated dynamics of particles on a unique worldline
在发展Stueckelberg-Wheeler-Feynman关于“单电子宇宙”的旧思想时,我们研究了(两种)全同点状粒子系综的纯代数动力学。这些由隐含地定义单个“世界线”的一般多项式方程系统的(实和复共轭)根表示。动力学包括模拟湮灭/创造过程的一对粒子的“合并”事件。粒子-根的位置和运动的相关性特别与韦达公式有关。在特殊选择类惯性参考系之后,线性韦达公式保证,对于任何世界线,(非相对论性)动量守恒定律都是一致满足的。因此,牛顿力学的一般结构仅由世界线的代数性质得出。对方案的相对化提出了一些考虑。意外丰富的“多项式动力学”的一个简单示例被详细追溯并通过动画进行说明(可从随附的辅助文件中获取)
2013-07-22 gr-qc physics.gen-ph
Post-Newtonian Approximation in Maxwell-Like Form
广义相对论的线性化第一后牛顿近似方程通常以“引力电磁”麦克斯韦形式书写,因为这有利于物理直观。达穆尔、索菲尔和徐(DSX)(作为他们关于相对论天体力学的复杂而优雅的论文中的一个附带问题)以麦克斯韦的形式表达了第一个后牛顿近似,包括所有的非线性。本文总结了DSX的类Maxwell形式(这是从他们的天体力学论文中不易提取的),然后将其扩展到类Maxwell形式的后牛顿(Landau-Lifshitz基)引力动量密度、动量通量(即引力应力张量)和动量守恒定律。作者和他们的同事发现,这些类似麦克斯韦的动量工具有助于将物理直觉发展到具有自旋的致密双星的数值相对论模拟中。
2009-09-11 gr-qc
Post-Newtonian equation for the energy levels of a Dirac particle in a static metric
我们首先研究了相应于Dirac方程到引力的Fock-Weyl推广的哈密顿算符H。当寻找这个方程的固定的解决方案,在一个静态的度量,我们表明,只有一个不变的埃尔米特产品出现自然。在空间各向同性度规的情况下,H对于该乘积是厄米特的。然后,我们研究了弱场静态度规中慢粒子的与H相关的定态薛定谔方程的渐近后牛顿近似。我们重写的扩展方程作为一个方程的两个组件旋量场。这个方程只包含重力位中的非相对论薛定谔方程,加上修正项。这些“修正”项在小参数中与“主”项具有相同的量级,但在地球引力中的超冷中子的情况下,这些“修正”项在数值上可以忽略不计。
2006-09-06 gr-qc
Timelike Killing Fields and Relativistic Statistical Mechanics
对于具有类时Killing场的时空,我们引入了一个“Fermi-Walker-Killing”坐标系,并利用它证明了一个关于统计力学粒子质点系相空间适当体积元的Liouville定理.我们导出了理想气体亥姆霍兹自由能的精确相对论公式,并将其与牛顿公式进行了比较。我们还找到了相对论热力学状态方程。在克尔时空中给出了具体的例子。
2008-12-12 gr-qc
Stationary Rotating Strings as Relativistic Particle Mechanics
在二维空间中,静止旋转的弦可以看作是适当度量的测地线运动。作为应用,我们得到了描述平坦时空中静止旋转弦的所有解。这些旋转的弦具有无限长和各种各样的弯曲形状。讨论了弦的能量、角动量和线动量的平均值。
2008-06-23 gr-qc
On galaxy rotation curves from a continuum mechanics approach to modified gravity
我们考虑一个修改的广义相对论动机的各向异性在连续介质力学的治疗。牛顿极限的理论制定和应用到银河系的旋转曲线。通过假设时空的附加结构在各向同性的微小偏差下表现得像牛顿引力势,我们能够通过适当的常数识别来恢复暗物质晕的Navarro-Frenk-White轮廓。我们认为在我们的模型的上下文中的Burkert配置文件,也讨论了旋转曲线更普遍。
2017-09-20 gr-qc
A Statistical Mechanical Problem in Schwarzschild Spacetime
本文用费米坐标计算了史瓦西时空中圆形测地轨道上理想气体的正则配分函数。为了检验结果的有效性,我们证明定理的极限情况。我们恢复了牛顿气体定律只受潮汐力在牛顿极限。此外,我们恢复的特殊相对论气体定律的轨道半径增加到无穷大。我们还讨论了如何将该方法推广到非理想气体的情况。
2007-02-16 gr-qc
Carter-like constants of motion in the Newtonian and relativistic two-center problems
在牛顿引力中,一个静止的轴对称系统存在第三个类卡特运动常数,如果它的质量多极矩以与克尔黑洞时空完全相同的方式相互关联。具有这种性质的牛顿源由两个相距固定距离的静止点质量组成。欧拉在18世纪60年代首次研究了关于这个源的运动的可积性。我们表明,广义相对论模拟的欧拉问题,巴赫-外尔的解决方案,不承认一个卡特的运动常数,首先,通过显示,它不具有非平凡的Killing张量,其次,通过显示,存在一个卡特的两个中心的问题,在第一个后牛顿秩序失败。
2010-11-06 gr-qc
Quantum state reduction, and Newtonian twistor theory
我们在Newton-Cartan几何和非相对论扭量理论的背景下讨论了量子力学中的等效原理。
2023-02-21 gr-qc hep-th math.DG
Newtonian Aspects of General Relativistic Galaxy Models
许多宇宙学观测都要求存在暗物质。暗物质存在的最直接证据是从测量到的星系自转曲线的平坦度中推断出来的。后者是基于牛顿引力。最近有人提出了用广义相对论来解决旋转曲线问题的另一种方法。感兴趣的模型类是一个子集的轴对称和固定的解决方案的爱因斯坦方程与旋转尘埃。作为对广义相对论星系模型的理解的一步,我们分析刚性以及非刚性旋转(后)牛顿时空。我们发现,所考虑的广义相对论星系模型的牛顿极限导致后牛顿条款的度量。
2008-11-13 astro-ph gr-qc
Parameter space metric for 3.5 post-Newtonian gravitational-waves from compact binary inspirals
我们推导出一个检测器的3.5后牛顿(3.5PN)固定相紧凑的二进制inspiral波形的参数空间上的度量,忽略自旋,偏心率,和有限体效应。我们证明,这导致更好的模板放置比目前的做法,使用2PN度量放置3.5PN模板:恢复的事件率提高了约10%的成本几乎增加了一倍的模板数量。质量参数之间的互相关也更准确,这将导致更好的符合检验。
2013-05-23 gr-qc physics.data-an
Gravimagnetic effect of the barycentric motion of the Sun and determination of the post-Newtonian parameter gamma in the Cassini experiment
对太阳系后牛顿伽马参数的最精确测试是在测量卡西尼号航天器经过太阳附近时往返于该航天器的无线电波的频移时完成的。该测试依赖于JPL的无线电波传播模型,该模型包括但不明确参数化太阳的引力场的非稳态分量的影响,该分量由其重心轨道运动产生,对夏皮罗延迟。这种太阳的非定常引力场与度规张量的洛伦兹变换和太阳系从日心坐标系到重心坐标系的仿射联系有关,可以看作是引力磁场。重力磁场干扰了无线电波的传播,并导致其频率偏移高达4 × 10^{-13},这可能会影响卡西尼实验中参数γ的精确测量,约为万分之一。我们的分析表明,太阳的平移重力磁场可以从Cassini数据中提取出来,它的影响是可分离的空间曲率的参数γ。
2007-03-14 gr-qc
Non-Newtonian behavior in weak field general relativity for extended rotating sources
研究了具有共转无压理想流体源的四维爱因斯坦方程的精确定常轴对称解。详细讨论了近似平坦旋转曲线的特殊解。我们发现,简单的牛顿论点高估了解释这些曲线所需的物质量超过30%。从这个模型中获得的关键见解是,牛顿近似在全球范围内失效,尽管它在任何地方都是局部有效的。与太阳系测试没有冲突。
2008-07-30 astro-ph gr-qc hep-th
On the foundations of general relativistic celestial mechanics
19世纪末,天体力学为检验牛顿引力在太阳系中的作用提供了最有力的工具,也导致了现代科学中混沌的发现。天体力学在广义相对论的指导下,为卫星和行星的运动提供了新的视角。读者在这里介绍了运动问题的现代表述,遵循该领域的领导者自90年代以来一直在教导的内容。特别是,使用一个全局图表的整体动态N机构和N个局部图表描述每个机构的内部动态。接下来的逻辑步骤详细研究了如何将N体问题分成关于内部和外部动力学的两个子问题,如何实现将允许两个子问题解耦的擦除属性,如何定义外部电势擦除坐标以及如何推广牛顿多极矩和潮汐矩。审查文件最后评估了在这样一个框架内获得的非局部运动方程,描述了由广义相对论对牛顿三体问题的理论分析引起的修改,并提到了利用行星星历方案对太阳系度量数据进行分析的潜力。
2017-07-14 gr-qc
Entropies of the general nonextreme stationary axisymmetric black hole: statistical mechanics and thermodynamics
从四维时空中一般非极端稳态轴对称黑洞的度规出发,研究了它的物理力学熵和物理熵。首先,利用“砖墙”模型,将Dirichlet条件用场函数在视界处的散射近似代替,并采用Pauli-Villars正则化方案,得到了非最小耦合标量场产生的散射-力学熵的表达式。然后,利用锥奇异性方法,将Mann和Solodukhin关于Kerr-Newman黑洞的结果(Phys.Rev.D54,3932(1996))推广到一般稳态黑洞和非最小耦合标量场.最后通过比较两个结果,说明了耦合$ξ\leq 0$的热力学熵和热力学熵的单圈修正是等价的。重整化后,给出了两个熵之间的关系。
1999-10-05 gr-qc
General Relativistic versus Newtonian: a universality in radiation hydrodynamics
我们比较牛顿和广义相对论的描述静态吸积的自引力流体到紧凑的机构。球对称和薄气体近似假设。在广义相对论($L_{GR}$)和牛顿($L_N$)模型中,光度取决于温度和气体对总质量的贡献。我们发现一个显着的跨音速流动的普遍行为:各自的光度比$L_{GR}/L_N$是独立的气体的分数质量,并依赖于渐近温度。它在低渐近温度下接近于1,在高温下可以增长一个数量级。这些结论适用于广泛的多方状态方程。
2010-04-23 astro-ph.SR gr-qc
Stochastic Mechanics Without Ad Hoc Quantization: Theory And Applications To Semiclassical Gravity
随机力学(SM),由爱德华·纳尔逊(Edward Nelson)等人在20世纪提出,旨在从经典点粒子与类经典以太相互作用的更基本理论重建量子力学(QM),其中所述相互作用导致粒子经历保持其平均总能量的扩散过程。然而,Timothy Wallstrom和其他人强调,SM遇到了一个问题,即它不能恢复QM的薛定谔方程,除非假设一个特设的量子化条件。在这篇论文中,我重新表述了SM,使得量子化条件是经典点粒子与类经典以太相互作用的自然结果。这是通过将SM与Louis de Broglie和David Bohm的提议相结合来完成的,其中基本粒子在其静止框架中被视为固定频率的局部周期现象,由此得出实验室框架中周期现象的相位满足与量子化条件等价的关系。在这样做的时候,我认为SM可以再次被视为一个可行的方法来重建质量管理。此外,我表明,SM产生新的和经验上可行的模型的半经典牛顿引力和电动力学,只是通过将经典的牛顿引力和静电粒子之间的相互作用。我还展示了如何薛定谔-牛顿方程和薛定谔-库仑方程产生的平均场近似从这些SM模型的半经典牛顿引力和电动力学,以及如何经典牛顿引力可以恢复从一个适当的质量中心的描述许多相互作用的SM粒子。最后,我认为,SM有明显的优势,标准和其他非正统的方法结合量子力学和牛顿引力半经典。
2018-03-31 gr-qc quant-ph
General Relativistic Rotation Curves in a Post-Newtonian Light
在观测到的星系自转曲线中开普勒衰减的缺失代表了星系尺度上暗物质存在的经典证据。最近有一些活动是关于在广义相对论的帮助下模拟银河系的潜力。这是因为有人声称,通过充分利用广义相对论,暗物质可以变得多余。在这里,我们专注于可能的轴对称和固定的解决方案,爱因斯坦方程与旋转尘埃。在简短回顾了目前的争论之后,我们继续探讨用牛顿语言来处理这种相对论模型的想法。我们分析刚性以及差分旋转的牛顿时空和后牛顿时空,发现有必要纳入一个后牛顿项,以使物理意义。
2008-11-10 astro-ph gr-qc
The Second Post-Newtonian Light Propagation and Its Astrometric Measurement in the Solar System
通过引入二阶后牛顿(2PN)参数$ς$和$η$以及参数化后牛顿参数$γ$和$β$,推广了光传播的相对论理论.这种新的2PN参数化(2PPN)形式包括了非定常引力场和各种相对论效应的影响。多极分量的引力机构,以及考虑在第一后牛顿秩序。得到了这类2PPN光传输问题的运动方程及其解。本文从可测量的定义出发,讨论了天体测量中差分测量时两入射光子方向间的规范不变夹角,导出了它的公式。对于在不久的将来用于空间天体测量任务的几微秒($μ$ as)的精度水平,我们进一步考虑了一个角测量模型,类似LATOR的任务。在这种情况下,估计以$\sim1μ$的精度为目标的所有项。
2015-05-23 gr-qc
Quantum particle statistics on the holographic screen leads to Modified Newtonian Dynamics (MOND)
采用基于全息原理的引力热力学解释,并假设基本粒子统计,费米子或玻色子,用于全息屏幕的激发,导致修正牛顿动力学(MOND)。给出了MOND中出现的加速度标度$a_0$与全息费米自由度的费米能之间的联系。在这个公式中,MOND的物理学是由费米比热中的量子-经典交叉产生的。然而,由于屏幕的维数,形式主义是一般的,并适用于二维玻色子激发以及。它示出,由一个标准的量子统计力学的描述,其中的一些自由度被冻结在低温下的全息屏幕上的能量均分的假设取代是MOND插值函数${\tilde μ}$的物理基础。内插函数${\tilde μ}$内的统计力学形式主义计算和比较领先的唯象插值函数,最常用的。基于MOND的统计力学观点,重新解释了它的宇宙学意义:将$a_0$与哈勃常数之间的关系描述为量子测不准关系;从物理上更好地理解了$a_0$与宇宙学常数之间的关系。
2012-04-27 gr-qc hep-th
Post-Newtonian gravitational effects in quantum interferometry
我们调查的一般性质的光干涉在静止时空和应用所获得的结果,侧重于在近地环境中的量子光学实验。我们提供了一个严格的表达式的{引力诱导}相位差和适应的参数化后牛顿形式主义的偏振旋转的计算。我们调查两个光学版本的科莱拉-奥弗豪泽-沃纳实验,并表明,相位差是独立的后牛顿参数$γ$,使其成为一个可能的候选人的爱因斯坦等效原理的光学测试。偏振旋转提供了量子时钟变量的一个例子,虽然与光学透镜-瑟林效应有关,但表现出质的不同行为。
2014-12-08 gr-qc hep-th quant-ph
General-relativistic rotation laws in rotating fluid bodies
我们制定新的广义相对论扩展牛顿旋转定律的自引力静止流体。他们已被用来重新推导,在第一次后牛顿近似,众所周知的几何拖动的框架。我们推导出两个其他的一般相对论弱场效应内旋转环面:最近发现的动态反拖曳和一个新的效果,测量偏离开普勒运动和/或流体自重的贡献。人们可以利用旋转定律来研究后牛顿近似的唯一性和收敛性,以及后牛顿极限的存在性。
2015-06-02 astro-ph.SR gr-qc
A coupling prescription for post-Newtonian corrections in Quantum Mechanics
基于洛伦兹几何的 $1/c^2$ 展开提出协变框架,推导任意引力背景下薛定谔方程的后牛顿修正,并证明可由复 Klein--Gordon 拉格朗日量展开得出,Kerr 度规展开特例揭示了潜在可测量效应。
2024-11-15 gr-qc hep-th quant-ph
Phase transition in Modified Newtonian Dynamics (MONDian) self-gravitating systems
本文研究了三维空间中修正牛顿动力学(MOND)引力相互作用下二元系统的统计力学。考虑到二元系统,在微正则和正则系综,我们表明,在微正则系统中,不同于牛顿引力,有一个尖锐的相变,高温均匀相和低温结块的二元。在正则系统中定义一个序参量,我们找到了一个更平滑的相变,并根据二元系统的物理参数确定了相应的临界温度。
2021-09-06 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech gr-qc
Spherical space in the Newtonian limit: The cosmological constant
在弱引力极限下计算了球面空间的宇宙学常数。为此,我们使用的对偶性开发的本作者在以前的工作。这种二重性使得人们可以把牛顿宇宙学流体当作非相对论性量子力学中单个粒子的概率流体。我们将这种对偶性应用于定义量子力学的时空流形由$\mathbb{R}\times\mathbb{S}^3$给出的情况。这里$\mathbb{R}$代表时间轴,而$\mathbb{S}^3$是一个具有标准圆形度量的三维球体。确定了一个满足宇宙学常数所有要求的量子算符$Λ$,并得到了在量子态的希尔伯特空间$L^2\left(\mathbb{S}^3\right)$中表示$Λ$的矩阵.给出了算符$Λ$在某些量子态下的期望值,与实验测量的宇宙学常数符合得很好.
2021-06-15 gr-qc math-ph math.MP
Ontology of the Theory of Relativity
本研究针对运动物理学本体论的厘清与确立问题,提出一系列形式化方法定义力学理论本体论,构建本体论一致性概念及满足条件,并对牛顿力学、狭义与广义相对论完成一致性检验。
2023-08-23 gr-qc physics.hist-ph
Planck length challenges non-relativistic quantum mechanics of large masses
用最简单的证明,结合相关的理论和实验,证明了量子引力在非相对论量子力学中的重要性。由于德布罗意波的长度与质量成反比,即使在缓慢的非相对论运动中,对于大质量,它也会下降到普朗克尺度10^{-33} cm以下。引力和量子力学之间的微妙关系--在相对论的情况下是众所周知的--在大质量物体的非相对论运动中表现出来。因此,对他们的薛定谔方程进行与引力有关的修正是很有意义的。我们还记得一个自治的牛顿量子引力的选择,一个由hbar和G参数化的理论。对普朗克尺度度规涨落的牛顿极限c的消去给出了新的提示。
2019-03-12 gr-qc quant-ph
Lorentz from Galilei, deductively
我认为,在拉格朗日制定的标准,伽利略不变的牛顿力学有微妙的,但具体的迹象{ \em洛伦兹}不变性。事实上,在论文中明确的特定意义上,牛顿力学比伽利略不变量更具有洛伦兹不变量性。所以,狭义相对论可能是通过演绎发现的,在有任何迹象之前-比如麦克斯韦方程组-伽利略相对论必须被修改。为了使这个反历史的练习不那么学术化,我推导出无自旋点粒子之间长程相互作用的某些速度依赖修正。这种纠正具有普遍性;特别是,它们不依赖于介导这种相互作用的场的自旋,也不依赖于这种场的耦合强度。我讨论了广义相对论的后牛顿展开的潜在应用。
2020-10-09 gr-qc hep-th physics.hist-ph
Post-Newtonian direct and mixed orbital effects due to the oblateness of the central body
在旋转扁圆初级的非球对称场中运动的测试粒子的轨道动力学也受到某些间接的混合效应的影响,这些效应是由不同的牛顿加速度和后牛顿加速度的相互作用引起的,这些加速度引起已知的直接扰动。本文系统地计算了由于中心体的第一偶带谐函数$J_2$与后牛顿静止分量和静止分量的引力场相交而引起的试验粒子开普勒轨道根数的每轨道的间接引力电磁位移。我们还计算出了$J_2^2$阶轨道的牛顿位移,以及由运动方程产生的$J_2 c^{-2}$阶后牛顿引力电效应。在间接和直接的重电$J_2 c^{-2}$位移的情况下,我们的计算适用于中心体对称轴的任意取向。从地球人造卫星到围绕超大质量黑洞运行的恒星,我们对它们的相对大小进行了数值估计。
2017-10-04 astro-ph.EP gr-qc physics.geo-ph
On the perturbed Friedmann equations in Newtonian Gauge
本文基于牛顿力学启发式推导弗里德曼方程,并结合热力学第一定律与欧拉方程得到线性阶与广义相对论一致的微扰方程,揭示两种框架在特定极限下的一致性。
2024-12-29 astro-ph.CO gr-qc math-ph
Gravitational-Wave Phasing of Quasi-Circular Compact Binary Systems to the Fourth-and-a-Half post-Newtonian Order
本文将无自旋致密双星引力波旋近相位推导至4.5PN阶,并给出4PN阶(2,2)主导振幅模式、辐射通量、稳态相位及各阶贡献的数值估计。
2023-09-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc