Fast and accurate analytical formulas for light propagation in general static, spherically symmetric spacetimes
本文提出了一种适用于更广泛静态球对称时空的快速准确解析公式，用于计算吸积盘图像、辐射偏振和脉冲星亮度曲线等
2026-01-14 astro-ph.HE gr-qc
Orbits of light rays in scale-dependent gravity: Exact analytical solutions to the null geodesic equations
我们研究光子轨道的背景下，$(1+3)$维静态，球对称几何。特别是，我们已经获得了精确的解析解的零测地线方程的光线在时空中产生的尺度依赖的引力的魏尔斯特拉斯函数。$(x-y)$平面中的轨迹以图形方式示出，并且我们与在不同背景下产生的类似几何形状进行比较。光偏转角被计算为运行参数$ξ$的函数，并且获得了后者的上界。
2021-04-28 gr-qc
Observable effects in a class of spherically symmetric static Finsler spacetimes
在介绍了芬斯勒时空的定义及其对称性之后，我们考虑了一类球对称的静态芬斯勒时空，它们是史瓦西时空的小扰动。从史瓦西时空的偏差被编码在三个扰动函数$ϕ_0(r)$，$ϕ_1(r)$和$ϕ_2(r)$有以下解释：$ϕ_0$扰动的时间函数，$ϕ_1$扰动的径向长度测量和$ϕ_2$介绍了空间各向异性，这是一个真正的芬斯勒功能。在这类时空中，我们给出了自由下落粒子和光线的运动方程，即类时测地线和类光测地线，并讨论了太阳系中观测对扰动函数的限制。
2012-10-22 gr-qc
Universal time delay in static spherically symmetric spacetimes for null and timelike signals
本文提出了一种微扰方法，计算了弱场极限下任意静态球对称时空中零射线和类光射线的总走时。所得到的总时间取碰撞参量的准级数形式。该系列的系数在一定的顺序$n$示出的度量函数的顺序$n+1$的渐近展开确定。对于首阶，两种相对论性信号的时滞以及时滞之差对所有SSS时空都具有普遍的形式。这种普适形式依赖于时空的质量$M$和后牛顿参数$γ$。以M87中心黑洞为引力透镜中心，对分析结果进行了数值验证。
2021-02-09 gr-qc
Light Deflection due to Spinoptic Effects in Parametrized and Spherically Symmetric Hairy Black Holes
São Paulo State University (UNESP)（圣保罗州立大学）；Rio de Janeiro State University (UERJ)（里约热内卢州立大学）
本文研究了在参数化和球对称的毛发黑洞中，自旋光学效应导致的光偏折问题，通过分析Rezzolla--Zhidenko度规和通过引力脱耦获得的毛发正则黑洞解，揭示了RZ参数化系数和毛发黑洞参数对偏折角的影响，并评估了RZ参数化模拟正则毛发黑洞的可行性。
2026-05-19 gr-qc
Entropy for spherically symmetric, dynamical black holes from the relative entropy between coherent states of a scalar quantum field
本文的目的是从量子物质相干态之间的相对熵证明动态球对称黑洞熵的面积律，推广Hollands和Ishibashi关于Schwarzschild背景下相对熵的结果.研究了动态黑洞中传播的标量量子场论的相干态与适当选取的渐近真空态之间的相对熵。我们使用的守恒定律相关的球对称时空中的Kodama矢量场，和结果的相干态的熵在平坦的时空中发现的隆戈，卡西尼，格里洛，和庞蒂洛。考虑黑洞外$\mathscr O$区域中量子物质对度规的反作用。从Kodama矢量场的守恒定律出发，得到了一个形式为$(S + A/4)' =Φ$的方程，其中$S$是标量场相干态之间的相对熵，$A$是视视界面积，$Φ$是辐射到无穷远处的通量.撇号表示沿着出射光线的导数。
2021-05-10 gr-qc
Retrolensing by a spherically symmetric naked singularity
考虑强场极限，研究了标量场中Janis-Newman-Winicour（JNW）裸奇点附近的逆透镜现象。我们假设来自附近光源的光线被裸奇点的光子球反射，作为透镜，以创建一对图像。得到了与标量相关的、与\cite{Bozza:2002b}不一致的透镜系数$\bar{a}$和$\bar{b}$的解析表达式。此外，考虑到强大的超大质量黑洞候选者Sgr A * 和M87 *，我们研究了标量场对宇称像的视亮度和角位置的影响。我们的结果是突出的对应于一个非标量场引力，特别是史瓦西引力。我们发现，在标量场存在下，亮度增加，而透镜系数$\bar{a}$、$\bar{b}$、相对论像的角位置和角间距则相反。
2021-12-06 gr-qc
Surface gravity in dynamical spherically symmetric spacetimes
提出了动态球对称时空视视界表面引力的定义。它是基于一个独特的叶理，通过引入零超曲面。参数化超曲面的函数可以被解释为由某个遥远的静态观察者均匀发射的光波的相位。该定义由于其非局部性质，在静态情况下给出了可接受的表面重力值。虽然这个定义是由出射的零射线的行为所激发的，但事实证明，广义表面引力、任何径向移动的观察者的加速度和所观察到的入射光信号的频率变化之间存在简单的联系。特别是，这给出了一个实用而简单的方法，任何测地线观测者都可以通过测量下落光波的红移来确定表面引力。地表重力场可以表示为沿入射零线的物质场量的积分，这表明它是沿视视界的连续函数。提出了视地平面积变化的公式，并讨论了解释的可能性。最后给出了一些四维和二维黑洞解的表面引力的具体表达式。
1996-03-22 gr-qc
Gravity-induced birefringence in spherically symmetric spacetimes
本文研究球对称时空中引力诱导的光线双折射现象，在频率领头阶计算了大质量天体对光偏折和发射的修正，并评估了其在天体物理观测中的可探测性。
2025-02-05 gr-qc hep-th
Weak lensing in a plasma medium and gravitational deflection of massive particles using the Gauss-Bonnet theorem. A unified treatment
我们应用高斯-邦纳定理来研究静态球对称引力场中等离子体介质中的光线，并研究具有相同对称性的时空中的大质量粒子的类时测地线。使用该定理的可能性来自于等离子体介质中光线所遵循的类时曲线与相关黎曼光学度规中的空间测地线之间的对应关系。对于有质量的粒子，也有类似的对应关系。作为一些例子和应用，我们计算了在弱引力场中不同等离子体密度分布和不同引力场的偏转角。
2018-06-09 gr-qc
Cauchy horizon stability in a collapsing spherical dust cloud I: geometric optic approximation and spherically symmetric test fields
一个球形尘埃云，最初是在休息，并具有单调衰减的密度分布崩溃，并形成一个壳聚焦奇点。假设密度分布不是太平坦，这意味着它的二阶径向导数在中心是负的，这种奇点对局部观测者是可见的，有时甚至对全局观测者也是可见的。根据强宇宙审查猜想，这种裸奇点在初始数据的一般非球形扰动下或考虑更现实的物质模型时应该是不稳定的。在试图获得一些了解这个稳定性问题，在这项工作中，我们开始分析一个简单的，但相关的问题。我们讨论了在与裸中心奇点相关联的柯西视界附近传播的测试场的稳定性。我们首先研究的高频限制，并表明，该领域进行蓝移，因为它们接近柯西视界。然而，在对比发生在黑洞的内视界，我们表明，蓝移是一致的有界沿传入和传出的零射线。基于这个有界性结果，我们在几何光学近似的基础上进一步考虑了球对称测试标量场的柯西演化。我们证明，在初始数据的合理条件下，适当的重新标度场可以连续扩展到柯西视界。特别是，这个结果意味着物理场在远离中心奇点的柯西视界上处处有限。
2013-11-01 gr-qc
Polarized x-rays constrain the disk-jet geometry in the black hole x-ray binary Cygnus X-1
黑洞X射线双星（XRB）系统是当气体从正常恒星剥离并吸积到黑洞上时形成的，它充分加热气体以发射x射线。本文报道了利用成像X射线偏振探测器对XRB天鹅座X-1的偏振观测。电场位置角与流出射流对齐，表明射流是从内部X射线发射区域发射的。在2 - 8千电子伏的极化度为（4.01 ± 0.20）%，这意味着吸积盘比双星轨道更接近于边缘。观测结果表明，热X射线发射等离子体是在空间上延伸的平面垂直于射流轴，而不是平行于射流。
2023-01-23 astro-ph.HE gr-qc
New method for determining the light travel time in static, spherically symmetric spacetimes. Calculation of the terms of order $G^3$
本文提出了一种新的迭代方法，用于计算光子在静态球对称体场中的传播时间，它是发射器和接收器空间位置的函数。度量的分量被假定为在$m/r$中以幂级数表示，其中$m$是中心体的史瓦西半径的一半，而$r$是径向坐标。该过程专门适用于光线，该光线可以被描述为闵可夫斯基零测地线的$G$的幂的扰动，其中$G$是牛顿引力常量。它表明，光子沿这样的射线的旅行时间的扩展只涉及初等积分，无论近似的顺序。还得到了冲击参数在$G$的幂级数中的展开式。应用该方法显式地计算了光的传播时间和碰撞参量的三阶微扰展开式。产生$G^3$阶项的完整表达式是新的。传播时间的表达式证实了当发射器和接收器相对于中心体结合时存在三阶增强项。这一项被证明是必要的确定后牛顿参数$γ$在$10^{-8}$的精度水平与光线掠太阳。
2014-04-09 gr-qc
New tools for determining the light travel time in static, spherically symmetric spacetimes beyond the order $G^2$
本文主要研究在一大类静态球对称时空中，光子的旅行时间随发射器和接收器位置的变化。这样的函数--通常被称为时间传递函数--对于检验太阳系中引力的度量理论至关重要。直到最近，这个函数才被称为牛顿引力常量$G$中的二阶函数，用于推广史瓦西度规的静态球对称度规的3参数族。我们在这里提出了两个程序，使确定-至少在原则上-时间传递函数在任何顺序的近似时，组件的度量是可表达的幂级数的史瓦西半径的中心体除以径向坐标。这些程序专门适用于光线，光线可以被描述为通过发射器和接收器的位置的闵可夫斯基零测地线的$G$中的幂级数扰动。结果表明，这两种方法导致相同的表达式的时间传递函数的三阶$G$。第二个程序的优点是只需要初等积分，可以用任何符号计算机程序进行，无论近似的顺序。在$G$中推导出表征发射点和接收点处光传播方向的矢量函数，直到三阶。简要讨论了时间传递函数中三阶项与太阳系实验的关系。
2014-07-16 gr-qc
Light deflection in general static and spherically symmetric spacetime with a homogeneous plasma
School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）
研究一般静态和球对称时空中光线偏折角，开发微扰技术计算，结果表明等离子体增大偏折角，与数值积分吻合，公式应用于多种时空并讨论影响；附录重新计算并比较偏折角。
2026-07-27 gr-qc
Light rays in the Solar system experiments: phases and displacements
几何光学近似足以描述近地环境中的影响。在这个框架中，法拉第旋转纯粹是一种参考系（规范）效应。然而，不能简单地将其排除在外。在地球引力场的主要后牛顿展开式中，建立相对于某些遥远恒星的局部参考系会导致地面站与航天器之间的法拉第相位误差为$10^{-10}$量级。而狭义相对论的维格纳相的量级为$10^{-4}$ -- $10^{-5}$。这两种类型的错误可以通过简单的编码过程同时减轻。我们还简要地介绍了几何光学校正的协变公式的次领先阶近似，这是必要的电磁波/引力波的大，但有限的频率的传播。利用这种形式，我们得到了弱球对称引力场中首阶光线轨迹的偏振相关修正的封闭形式。
2021-11-06 gr-qc physics.optics quant-ph
Gravitational light deflection and shadows in a warm plasma
University of Haifa（海法大学）；Haifa Research Center for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Haifa（海法大学海法理论物理与天体物理学研究中心）；University of Bremen（不来梅大学）
本文研究了暖非磁化电子-离子等离子体对引力透镜效应和阴影的影响，提出了一种基于线性化温度的分析模型。
2026-10-16 gr-qc
Deflection angle evolution with plasma medium and without plasma medium in a parameterized black hole
使用Keeton和Petters方法，我们确定偏转角。我们还研究了光子在非磁化冷等离子体中围绕参数化黑洞的运动。在球对称时空中，我们通过应用哈密顿方程来研究等离子体对偏转角和阴影的影响。通过分离度规和等离子体频率，从哈密顿方程中解析地导出射线。研究了等离子体的存在对参数化黑洞的偏转角和阴影的影响，它们依赖于等离子体的频率。如果等离子体频率明显低于光子频率，则光子球和阴影半径表达式可以在空间光线的值附近线性化。此外，我们还用图形分析了在等离子体频率和低密度等离子体介质的影响下，不同位置的阴影的行为。
2023-03-17 gr-qc
Black hole shadow and Maximal Black room
本研究提出最大黑室概念，其边界为光线面，利用其全局不稳定性确定边界，可用于区分黑洞与奇异恒星，并涵盖任意黑洞。
2023-05-15 gr-qc
Gravitational lensing by a black hole in Poincar{é} gauge theory of gravity
在Poincar{é}引力规范理论的框架下，利用最近发现的黑洞解，研究了静态球对称黑洞的引力透镜效应.通过分析有挠时空中光线的运动方程，导出了光源发出的光通过黑洞附近时的偏转角，并对所得积分进行了数值求解。我们还研究了扭转对图像位置的影响。结果表明，扭转的存在稍微改变了偏转角度和图像的位置在这个设置。
2021-10-17 gr-qc
Analytical perturbations of relativistic images in Kerr space-time
针对Kerr时空中高阶相对论图像，提出在开启黑洞自旋时的解析微扰方法，推导了图像偏移和时间延迟的解析公式，为黑洞图像应用提供便利。
2024-03-25 astro-ph.CO gr-qc
Effect of null aether field on weak deflection angle of black holes
本文研究了静态球对称引力场中的光场。为此，我们采用高斯-博内定理计算的偏转角NAT黑洞在弱极限近似。利用NAT黑洞的光学度规，我们首先得到了高斯曲率，然后计算了偏转角的主导项。我们的计算显示了NAT场对引力透镜的影响。我们还再次表明，光的弯曲源于一个全球性的和拓扑的影响。
2020-09-04 gr-qc hep-th
