Fundamental Irreversibility: Planckian or Schrödinger-Newton?
与万有引力相关的不可逆性最初发生在量子宇宙学中。普遍不可逆性的最终原因被认为来自接近普朗克尺度的黑洞。不可逆性的完全不同的例子是量子态的简化,它与引力或相对论无关,但与测量设备有关。然而,牛顿引力和量子化物质之间的复杂关系可能导致基本的和自发的量子态还原-在非相对论薛定谔-牛顿背景下。上述两个基本不可逆性概念的出现和发展很少或甚至没有相互作用。这里的目的是首先在两种方法之间画一个平行线,并提出而不是回答这个问题:普朗克和薛定谔-牛顿不确定性/不可逆性是否可以是同一个宇宙的两个面?附上提交人1986年与Aharonov和Bohm会晤的有关个人记录。
2018-06-22 gr-qc quant-ph
Normalization conventions for Newton's constant and the Planck scale in arbitrary spacetime dimension
在d维时空中,我们计算了广义相对论作用下爱因斯坦-希尔伯特项的系数1/K^2与由广义相对论的牛顿极限所产生的力定律的系数G_N之间的关系。结果是K^2=2[(d-2)/(d-3)]<$(S^[d-2])G_N,其中<$(S^n)是单位n球的体积。虽然d=4的情况在任何广义相对论的教科书中都是一个基本的计算,但这里给出的任意情况稍微不太为人所知。我们讨论的相关性,这一结果的定义,所谓的“减少普朗克质量”和评论非常简短的膜世界模型的影响。[摘要删节]
2006-09-17 gr-qc
From Cavendish to PLANCK: Constraining Newton's Gravitational Constant with CMB Temperature and Polarization Anisotropy
利用WMAP、BOOMERANG、CBI和ACBAR实验的最新CMB数据和来自大爆炸核合成的独立约束,给出了牛顿引力常量宇宙变化的新约束.我们发现,目前的CMB数据提供的限制在10%的水平,可以提高到3%,包括BBN数据。我们表明,未来的数据预计从普朗克卫星可以约束G在1.5%的水平,而最终的,宇宙方差有限,CMB实验可以达到约0.4%的精度,与目前的实验室测量竞争。
2009-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fokker-Planck equation for the Brownian motion in the post-Newtonian approximation
本文在后牛顿玻尔兹曼方程框架内分析了轻气体与布朗重粒子混合物,推导出布朗运动的 Fokker-Planck 方程,确定了各阶后牛顿近似下的摩擦粘性系数表达式,并通过线性稳定性分析揭示了微扰波长与 Jeans 波长关系对系统传播模式及稳定性的影响。
2025-07-15 cond-mat.stat-mech gr-qc
On the Ultraviolet Behaviour of Newton's constant
本文在紫外不动点存在的假设下,阐明了引力的量子场论的紫外行为。我们解释了为什么牛顿常数应该像截断平方的倒数那样缩放,即使它在技术上是不必要的。作为这种行为的结果,UV不动点的存在似乎意味着当用普朗克单位描述时,引力有一个内置的UV截止,但不一定是其他单位。
2004-05-12 gr-qc hep-th
Effective Field Theory of Gravity: Leading Quantum Gravitational Corrections to Newtons and Coulombs Law
在本文中,我们考虑广义相对论及其与标量量子电动力学(QED)的结合作为一个有效的量子场论在能量远低于普朗克尺度。这使我们能够计算引力子和光子涨落的组合引起的牛顿势和库仑势的单圈量子修正。我们推导了相应的费曼规则,并计算了非相对论极限下带电标量对单圈散射矩阵的非解析贡献。特别地,我们从广义相对论导出了$Gm/\text c^2 r$阶的后牛顿修正和$G\hbar/\text c^3 r^2$阶的真正量子修正。
2008-06-19 gr-qc hep-th
The Dynamics of the Schrodinger-Newton System with Self-Field Coupling
我们探讨了耦合到单粒子量子力学的薛定谔-牛顿引力系统的修正形式的动力学。在这里感兴趣的质量,与“崩溃”的开始(其中的引力是竞争的量子力学耗散),我们表明,薛定谔基态能量匹配狄拉克的误差约为10%。在普朗克质量尺度下,我们预测了自耦合引力情况下可能发生坍缩的临界质量,m ~ 3.3普朗克质量,并表明引力吸引力在这个值附近反对高斯传播,这比薛定谔-牛顿系统的预测(并验证)高出两倍。不像薛定谔-牛顿动力学,我们没有发现自耦合的情况下,往往会衰减到其基态,在这种情况下没有崩溃。
2016-03-10 gr-qc
Spectral Analysis of Quasinormal Modes of Planck Stars
Khalifa University of Science and Technology(哈利法大学);Politecnico di Milano(米兰理工大学);University of Waterloo(滑铁卢大学)
本文通过光谱法研究普朗克星的准正常模,揭示了其振荡谱的稳健形态及过阻尼模式特征,强调高精度光谱技术对量子引力黑洞模型的探测意义。
2026-02-23 gr-qc hep-th
Constraints on Newton's Constant from Cosmological Observations
牛顿常数对超新星的CMB功率谱和光变曲线都有观测影响。我们用Planck数据、BAO数据和SNIa测量来约束CMB时期牛顿常数$G$的变化和PANTHEON样品的红移范围,没有发现$G$随红移变化的证据。通过引入一个自由参数$G$扩展$Λ$ CDM模型,得到了68 $\%$ C. L.处的$G =(6.65635_{-0.18560}^{+0.18766} ) \times 10^{-11} \rm m^3kg^{-1}s^{-2}$和$H_0=67.62^{+1.24}_{-1.25} $ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$.来自普朗克$+$ BAO $+$未校准的万神殿。结果表明,$G$的值与CODATA 2018一致,但无法通过这种方式求解$H_0$张力。
2020-06-08 astro-ph.CO gr-qc
An emergent cosmological model from running Newton constant
本文提出源于牛顿常数渐近安全反屏蔽行为的涌现宇宙学模型,通过物质拉格朗日量乘性耦合刻画可变 $G$,并证明可用 CMB 数据限制过渡标度以实证探测该反屏蔽特征。
2025-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-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
On the Effective Metric of a Planck Star
描述“非奇异”黑洞的时空度量在文献中通常被研究为对史瓦西解的有效修改,史瓦西解模拟去除中心奇异性的量子引力效应。在这里,我们指出,要在物理上合理的,这样的度量还应该包括1圈量子校正牛顿势和一个非平凡的时间延迟之间的观察者在无穷远和观察者在正常的中心。我们提出了一个修改的著名的海沃德度量,具有这两个属性。我们讨论的曲率条件的最大时间延迟的界限,以及弱能量条件的后果,一般违反了大的横向压力引入的时间延迟。
2015-03-09 gr-qc hep-th
The Schrödinger-Newton equations beyond Newton
本文件的范围是双重的。首先,我们严格推导出重力电磁(GEM)方程的低速和伽利略协变极限。随后,这些简化的GEM方程耦合到薛定谔方程与重力电势和重力磁势。由此产生的扩展薛定谔-牛顿方程构成了一个极小模型,其中自然界的三个基本常数($G$,$\hbar$和$c$)自然出现。我们表明,相对论修正来自重力磁势的比例系统的质量的普朗克质量,它加强了标准的牛顿(重力电)吸引力。通过维格纳函数的方法,该理论进一步推广到许多粒子。
2014-12-04 gr-qc quant-ph
Planck Stars from a Scale-dependent Gravity theory
本研究基于引力中基本参数的尺度依赖性,通过要求新度规在大径向坐标匹配施瓦西场、且匹配Donoghue量子修正势,推导出一种未被探索的黑洞时空,证实其可描述普朗克星。
2023-04-06 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Does Planck mass run on the cosmological horizon scale?
爱因斯坦的广义相对论包含了普朗克质量的普适值,迄今为止,它已被成功地用来解释从亚毫米尺度到宇宙视界尺度的引力动力学。然而,人们可以设想,在其他引力理论中,普朗克质量(或牛顿常数)的有效值,它量化了物质与度规扰动的耦合,可以在宇宙学视界尺度上运行。在这封信中,我们研究了普朗克质量从亚视界到超视界尺度的故障的后果。我们首先给出三个自然表现出这种特征的模型的例子,然后表明,目前的宇宙学观测严重限制这种故障小于1.2%。这是迄今为止,在宇宙视界尺度上对爱因斯坦引力的自然(即非微调)偏离的最强约束。
2007-08-23 astro-ph gr-qc hep-th
Primordial perturbations in a rainbow universe with running Newton constant
我们计算了彩虹宇宙中原初微扰的谱指数。我们允许牛顿常数$G$运行在(超)普朗克能量,我们认为真空和热扰动。如果彩虹度规是一个广义Horava-Lifshitz色散关系,我们发现,只有当$G$渐近趋于零可以匹配的光谱指数的观测值和解决的视界问题,无论是真空和热扰动。对于真空涨落,观测约束意味着原始宇宙的膨胀既可以加速也可以减速,而在热扰动的情况下,只允许减速膨胀。
2016-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Tension of the $E_G$ statistic and RSD data with Planck/$Λ$CDM and implications for weakening gravity
$E_G$统计量是一个强大的探测器,用于通过结合弱透镜效应(WL)、实空间聚类和红移空间失真(RSD)测量来检测与GR的偏差,从而探测透镜效应和生长有效牛顿常数($G_L$和$G_{eff}$)。我们建立了一个最新的汇编$E_G$统计数据,包括红移和尺度依赖($E_G(R,z)$)。我们结合这个$E_G$数据汇编与最新的汇编$fσ_8$数据RSD观测,以确定当前的普朗克/ $Λ$ CDM标准模型之间的紧张程度的基础上广义相对论和一般模型独立的红移演化参数化的$G_L$和$G_{eff}$。每一个考虑的$fσ_8$数据点都是在对不同星系样本进行独立分析的背景下单独发表的。然而,由于分析的星系样本重叠,所考虑的数据点之间存在相关性。由于这些相关性,普朗克/ $Λ$ CDM的最佳拟合参数的张力水平被高估了,但这是为最大化所考虑的汇编中编码的信息而付出的代价。我们发现,当分析中还包括$E_G$数据时,张力水平从仅针对$fσ_8$数据编译的约$3.5σ$增加到约$6σ$。张力的方向与单独的$fσ_8$ RSD生长数据所暗示的相同(对于透镜效应和生长有效牛顿常数($G_L$和$G_{eff}$)两者,在低红移下较低的$Ω_m$和/或较弱的有效牛顿常数)。这些结果进一步放大了在其他最近的分析中讨论的削弱修正引力的暗示。
2020-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Antiscreening in perturbative quantum gravity and resolving the Newtonian singularity
计算了Minkowski背景下无质量非最小耦合标量场对牛顿势的量子修正。我们利用我们以前工作中计算的引力子真空极化,非微扰地求解了运动方程。当记作量子修正的规范不变的Barrington势时,我们的结果表明,量子效应一般反屏蔽牛顿奇异性1/r。这个结果支持了(超)普朗克尺度上的引力是渐近安全理论的观点。此外,我们还证明了在无质量、(非)最小耦合标量场的量子涨落存在下,动力学引力子的超光速传播。然而,这种影响是不可观测的小,因此它只具有学术意义。
2013-08-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Planck Scale Physics of the Single Particle Schrödinger Equation with Gravitational Self-Interaction
我们考虑修改单粒子薛定谔方程,加入一个附加的引力自势项,它遵循这样的规定:进入这个项的“质量密度”由$m |ψ(\vec {r},t)|^2$给出,其中$ψ(\vec {r}, t)$是波函数,$m$是粒子的质量。这导致了一个非线性方程,“牛顿薛定谔”方程,已被发现具有固定的自约束的解决方案,其能量可以准确地确定使用渐近方法。我们发现,这样的粒子强烈违反叠加,并成为一个黑洞,因为它的质量接近普朗克质量。
2000-09-19 gr-qc
Cosmology of the Planck Era from a Renormalization Group for Quantum Gravity
在考虑量子引力效应的情况下,研究了经典爱因斯坦方程成立之前普朗克时代的均匀和各向同性宇宙学。本文改进了重整化群的宇宙演化方程,使之包括牛顿常数和由引力有效平均作用量流方程给出的宇宙学常数的标度关系。有人认为,普朗克制度可以可靠地在这个框架中,因为重力被发现成为渐近自由在短距离。宇宙初始奇点之后的时间由改进方程的吸引子解描述,它是紫外吸引重整化群不动点的直接表现。结果表明,极早期宇宙中的量子引力效应可能解决标准宇宙学中的视界和平坦性问题,并产生无标度的原始密度涨落谱。
2001-06-15 astro-ph gr-qc hep-th
A $f(R)$-gravity model of the Sunyaev-Zeldovich profile of the Coma cluster compatible with {\it Planck} data
在弱场极限下,重力的解析$f(R)$模型对牛顿引力势引入了类似Yukawa的修正。这些模型已经在星系尺度上进行了广泛的测试,并为没有暗物质的星系动力学提供了另一种解释。我们研究了由热Sunyaev-Zeldovich效应引起的温度各向异性是否与这些广义引力理论相容。我们假设气体在修正的牛顿势内处于流体静力平衡,并由多方状态方程很好地描述。我们详细介绍了后发座星系团的模型,并将预测的各向异性与使用2013年发布的普朗克名义地图获得的前景清洁地图中测量的各向异性进行了比较。我们表明,计算的$f(R)$压力分布拟合的数据引起的汤川尺度长度$L=(2.19\pm1.02) \rm{\, Mpc}$的竞争性约束,和偏差参数$ δ=-0.48\pm0.22$。这些是目前在星系团尺度上最严格的限制,并支持这样一种观点,即引力扩展理论为自引力系统的动力学提供了另一种解释,而不需要暗物质。
2016-05-26 astro-ph.CO gr-qc
Reply to Comment on "Global positioning system test of the local position invariance of Planck's constant"
我们回答一个评论[Berengut和Flambaum,物理学评论快报。109,068901(2012),arXiv:1203.5592]在我们最近的信[Kentosh和Mohageg,物理Rev. 108,110801(2012),arXiv:1203.0102]。该评论反对我们的工作,部分原因是因为$h$具有维度,因此测量它的任何变化都是没有意义的。我们的答复是,在基本常数的研究尺寸的相关性一直是一些辩论的主题。我们还注意到,我们的模型不同于通常用于比较氢脉泽和低温光学谐振器。我们的是基于对适当长度和能量的不同处理,以符合广义相对论。我们还在附录中附上了我们对《物理评论快报》编辑的传送。
2012-09-10 gr-qc
Comment on "Global Positioning System Test of the Local Position Invariance of Planck's Constant"
在他们的信中,Kentosh和Mohageg [物理学牧师Lett。108,110801(2012)]试图使用来自全球定位系统(GPS)卫星上的时钟的数据来限制普朗克常数h的局部位置不变性(LPI)违反。这篇评论的目的是表明,讨论尺寸常数(如h)变化的极限是没有意义的;即使在正确的框架内,也不可能从GPS卫星上的单一类型的时钟中提取基本常数变化的极限;并纠正作者对以前地球上LPI实验的解释中的一个重要误解。
2012-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New cosmological constraints on $f(T)$ gravity in light of full Planck-CMB and type Ia supernovae data
我们在扭转引力修正广义相对论的背景下研究了两个新的观测视角,即,$f(T)$重力:i)我们利用超新星距离模关系中牛顿常数随时间变化所激发的Ia型超新星的Pantheon数据,发现与重子声学振荡(BAO)和大爆炸核合成(BBN)的联合分析,即Pantheon+BAO+BBN,提供了对理论的有效自由参数的约束,以与$Λ$ CDM预测良好兼容;(2)在线性微扰的水平上给出了$f(T)$引力的框架,并给出了唯象函数,即有效引力耦合$μ$和光偏转参数$Σ$,它们通常用于分别将物质密度对比度与透镜和牛顿势相关联的泊松方程的可能修改参数化。我们使用普朗克2018年发布的宇宙微波背景(CMB)数据集来约束$f(T)$幂律引力和$Λ$ CDM模型的自由参数。我们发现,CMB数据,其联合分析与万神殿和BAO数据约束的$f(T)$幂律重力情景实际上是无法区分的$Λ$ CDM模型。在宇宙学水平上,我们得到了$f(T)$幂律引力场的最强极限。
2023-03-19 astro-ph.CO gr-qc
Probing $f(R)$ gravity with PLANCK data on cluster pressure profiles
解析$f(R)$ -重力模型在弱场极限下对牛顿势引入Yukawa修正。这些模型不需要暗物质就能解释星系和星系团的动力学。为了检验该模型,我们计算了579个X射线星系团的压力分布,假设气体在修正的引力势势阱中处于流体静力平衡。我们将这些配置文件与普朗克合作组织发布的前景清洁SMICA中测量的配置文件进行了比较。我们的研究结果表明,引力扩展理论解释了集群尺度下的自引力系统的动力学,并代表了暗物质晕的替代方案。
2014-11-29 astro-ph.CO gr-qc
Can modified gravity models reconcile the tension between CMB anisotropy and lensing maps in Planck-like observations?
普朗克2015年的数据似乎有利于CMB光谱中的透镜振幅参数$A_{\rm L}=1.22\pm0.10$的大值。该结果与透镜重建结果$A_{\rm L}^{ϕϕ}=0.95\pm0.04$处于$2σ$张力中。在本文中,我们模拟了几个CMB各向异性和CMB透镜光谱的基础上普朗克-2015最佳拟合宇宙学参数值和普朗克蓝皮书光束和噪声规格。我们分析了几个修改后的重力模型的有效场论框架内对这些模拟,发现模型的有效牛顿常数增强可以调制CMB各向异性谱的方式类似的$A_{\rm L}$参数。然而,为了充分地透镜CMB各向异性,如在普朗克-2015结果中,物质扰动的增长被大大增强,并给出高的$σ_8$值。当将这些数据与其他探测器结合时,这反过来又被证明是有问题的,比如CFHTLenS的弱透镜效应,它有利于较小幅度的物质波动。
2015-02-23 astro-ph.CO gr-qc
Disfavoring the Schroedinger-Newton equation
本文通过在氢原子的Schroedinger-Newton方程中加入电自相互作用项,发现单电子电磁自相互作用被排除,并指出需接近Planck尺度才能可靠测试该方程,从而基于低能下引力和电磁相互作用的相似性对其前景表示不看好。
2023-07-10 gr-qc physics.atom-ph quant-ph