Cosmological Newtonian limit
我们描述了一个广泛的类的非均匀相对论性的解决方案,以及近似的宇宙尺度的牛顿引力的解决方案。误差估计测量牛顿和相对论的解决方案之间的差异。这里给出的解清楚地表明,牛顿引力在宇宙学尺度上可以提供一个很好的近似于广义相对论。
2014-06-04 astro-ph.CO gr-qc
On the gravitational instability in the Newtonian limit of MOG
我们已经找到了修正引力(MOG)的一些解析宇宙学解。这些解描述了各向同性和均匀宇宙的不同演化时期。在每一个历元中,在牛顿框架下研究了宇宙学扰动的演化,并与GR的相应结果进行了比较。
2017-04-13 gr-qc
The Cosmic No-Hair Theorem and the Nonlinear Stability of Homogeneous Newtonian Cosmological Models
本文在牛顿宇宙学的背景下,在理想流体物质模型和正的宇宙学常数下,研究了宇宙无毛定理的有效性。它表明,如果这种类型的膨胀宇宙模型的初始数据受到一个小扰动,那么相应的解决方案存在于未来的全球和扰动衰减的方式,可以精确地描述。它强调,没有线性化的方程或特殊的对称性假设是必要的。这一结果也可以解释为齐次模型非线性稳定性的一个证明。为了证明这个定理,我们把通解写成一个均匀背景和一个扰动的和。作为分析的一个副产品,它被发现,有一个不变的意义,其中一个非齐次模型可以被视为一个唯一的齐次模型的扰动。本文给出了一种方法,使每个具有紧凑空间截面的牛顿宇宙学模型与一个包含其大尺度动力学的空间均匀模型唯一地联系起来。这一过程在牛顿-嘉当理论中显得非常自然,我们把它作为牛顿宇宙学的起点。
1994-03-28 gr-qc
The Newtonian limit on cosmological scales
我们建立了一个广泛的类的非齐次相对论解的爱因斯坦-欧拉方程,很好地近似在宇宙尺度上的牛顿引力的解决方案的存在。误差估计测量牛顿和相对论的解决方案之间的差异。
2015-07-26 gr-qc math.AP
Bootstrapped Newtonian cosmology and the cosmological constant problem
自举牛顿引力是为了估计量子物理在引力相互作用的非线性区域中的影响而开发的,类似于黑洞和暴胀的微粒模型。在这项工作中,我们为将自举牛顿图像扩展到宇宙空间奠定了基础。我们进一步讨论了量子宇宙学的这种模型如何能够导致自然的解决方案的宇宙学常数的问题。
2021-02-19 gr-qc hep-th
Newtonian limit of fully nonlinear cosmological perturbations in Einstein's gravity
我们证明,在无限光速极限(即,非相对论性和亚视界极限),在零剪切规范和均匀膨胀规范两种规范条件下的相对论性完全非线性宇宙学扰动方程精确地再现了宇宙学背景下的牛顿流体动力学微扰方程;因此,在同样的两种规范条件下,牛顿流体动力学微扰方程精确地恢复到闵可夫斯基背景下。
2013-07-01 astro-ph.CO gr-qc
Post-Newtonian Gravitational Waves with cosmological constant $Λ$ from the Einstein-Hilbert theory
本文在1PN阶将宇宙学常数Λ引入爱因斯坦-希尔伯特作用量,推导双体系统拉格朗日量并计算引力波相位与偏振,发现Λ仅在极低频下微弱拉伸时空、减小振幅,高频下无实际影响。
2023-08-24 gr-qc
Newtonian Limits of the Relativistic Cosmological Perturbations
相对论性宇宙学扰动分析可以根据几种不同的基本规范条件进行。在无压极限下,变量在一定规范条件下表现出正确的牛顿行为。我们考虑了背景介质中的一般曲率和宇宙学常数。在一般尺度下,同动规范中的扰动密度、零剪切规范中的扰动速度和扰动势表现出与牛顿规范相同的行为。在视界内部,除了均匀密度规范外,所有基本规范条件下的密度微扰都表现出正确的牛顿行为。在本文中,我们阐述这些牛顿对应。我们也给出了考虑背景和微扰的相对论结果。
1997-01-20 astro-ph gr-qc
Oscillating cosmological force modifies Newtonian dynamics
在广义相对论的牛顿极限中,作用在中心引力场中的测试质量上的力通常由吸引的牛顿引力(平方反比)项加上一个小的排斥宇宙力定义,该排斥宇宙力与宇宙膨胀的缓慢加速度成比例。在本文中,我们考虑了由于宇宙标度因子的快速量子振荡引起的宇宙力修正,这是Wang等人最近提出的(Phys. Rev. D 95,103504(2017)),作为宇宙学常数问题的潜在解决方案。这些宇宙尺度因子的快速涨落导致了平均宇宙力的当前符号和大小的强烈变化,从而使其成为银河系尺度系统中牛顿动力学修正的潜在可能原因之一。修正后的宇宙力可能是最近发现的低红移宇宙中盘星系的“宇宙钟”行为的原因。
2019-11-14 astro-ph.GA gr-qc
Three-dimensional exotic Newtonian supergravity theory with cosmological constant
我们提出了一个超对称扩展的奇异牛顿陈-西蒙斯引力理论在三维时空。通过扩展$\mathcal{N}=2$ AdS超代数得到了新的非相对论性超代数,它可以写成两个增强的Nappi-Witten代数的拷贝,其中一个被超对称性扩充.我们证明了奇异的牛顿超代数允许在扩展的牛顿超引力中引入一个宇宙学常数。有趣的是,所得到的超引力作用量包含了扩展的牛顿-胡克超引力作为子情形。
2021-04-26 gr-qc hep-th
Quasi-Newtonian Cosmological Models in Scalar-Tensor Theories of Gravity
在这篇文章中,我们将在标量-张量引力理论的背景下研究具有无旋流体流动的无剪切宇宙尘埃模型。特别是,可积性条件描述了一致的准牛顿宇宙的线性化场方程的演变。我们还推导了这种模型的协变密度和速度传播方程,并分析了这些微扰方程的相应解。
2018-02-21 gr-qc hep-th
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
Three-dimensional Newtonian gravity with cosmological constant and torsion
在本文中,我们提出了一个替代的宇宙学扩展的三维扩展的牛顿Chern-Simons引力的扭转开关。该理论是作为一个增强和$U(1)$ -扩大所谓的teleparallel代数的非相对论性限制,可以看作是牛顿引力理论的teleparallel模拟。通过李代数展开方法,我们的结果的无限维扩展也进行了探索。本文提出了一个无限维扭转伽利略引力模型,它在消失的宇宙学常数极限下再现了伽利略引力理论的无限维扩展。
2022-04-25 gr-qc hep-th
Considerations for a cosmological extension of modified Newtonian dynamics connections to conformal gravity and Rindler force theories
修正的牛顿动力学(MOND)可以通过修正引力的熵公式来获得,这是通过考虑全息屏幕上自由度的量子统计性质来实现的。通过这个框架的工作,我们发现一些限制的宇宙学扩展MOND,没有额外的辅助领域。研究了MOND与共形引力和Rindler力引力之间的联系。这两种不同的引力理论后来被认为是MOND可能的宇宙学扩展。
2013-05-24 gr-qc hep-th
Hyperbolic space in the Newtonian limit: the cosmological constant
在假设空间截面是三维双曲空间的副本的情况下,计算了充满理想流体的牛顿宇宙的宇宙学常数和玻尔兹曼熵.
2022-02-14 gr-qc math-ph math.MP
Newtonian Cosmology with a Quantum Bounce
人们早就知道,在一定的假设下,由广义相对论推导出的宇宙学弗里德曼方程也可以在牛顿框架内得到。我们利用这个结果和对牛顿势的量子修正,导出了一组量子修正的弗里德曼方程。我们研究这些修改后的宇宙学方程的解决方案,特别注意量子校正的符号的行为。我们发现不同的量子效应关键取决于这个符号。其中一个解与其他量子模型,如圈量子引力或非对易几何,在性质上有相似之处。
2016-05-26 gr-qc
A possible Newtonian interpretation of relativistic cosmological perturbation theory
波长小于哈勃半径的宇宙学扰动可以在牛顿理论的背景下以非常高的精度处理。然而,这种牛顿近似的应用仅限于非相对论性物质,而不能用于相对论性物质。最近,通过修改连续性方程,利马,等。例如,将牛顿宇宙学的适用范围扩展到辐射主导相。我们采用这个连续性方程来重新考察具有均匀压力的双流体宇宙的线性宇宙学扰动理论。我们研究了密度衬度的演化方程及其在不同时期和大于哈勃半径尺度上的有效性,并与完全相对论方法的结果进行了比较。比较表明,这种近似的高精度。
1998-07-18 astro-ph gr-qc
The effect of the cosmological expansion on local systems: Post-Newtonian approximation
在研究大尺度宇宙膨胀对局域系统的定量影响时,通常采用牛顿方法,而忽略了广义相对论。然而,我们在后牛顿近似下分析了宇宙膨胀对小系统的影响。方程显示乘积Hc=6.99*10^-10 ms^-2,而且这个加速度的大小非常接近先驱者10号和11号航天器的明显异常加速度。此外,我们得到了新的半径,由于宇宙膨胀的加速度具有相同的大小的两体吸引力,并得到经典的临界半径时,史瓦西半径接近零(例如,太阳系)。
2013-11-30 astro-ph.EP gr-qc
Cosmological post-Newtonian equations from nonlinear perturbation theory
本文从爱因斯坦引力理论中最近提出的完全非线性精确宇宙学扰动理论出发,导出了宇宙学一阶后牛顿近似的基本方程。显然,后者,是准确的,应该包括前者,在这里,我们使用这个事实作为前者的新推导。在这两种方法中的完整的方程组没有固定的时间规范条件,使我们可以使用规范的选择作为一个优势。两种方法之间的比较。这两个都是潜在的重要在处理相对论方面的非线性过程中发生的宇宙结构的形成。我们考虑一个理想流体,并包括宇宙学常数。
2013-07-24 astro-ph.CO gr-qc
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
Covariant density and velocity perturbations of the quasi-Newtonian cosmological model in $f(T)$ gravity
本文在$f(T)$引力框架下研究了具有无旋流体流动的无剪切宇宙尘埃模型。特别是,我们使用的$1 + 3$协变形式主义,并提出了协变线性化的演变和约束方程描述这样的模型。然后,我们推导出描述这些准牛顿宇宙的线性化场方程在$f(T)$引力理论的一致演化的可积性条件。最后,我们导出了准牛顿宇宙的密度和速度扰动的演化方程。我们探讨了两种模型的物质密度对比度的行为- $f(T)= μT_{0}(T/T_{0})^{n}$和更普遍的情况下,其中$f(T)= T+ μT_{0} (T/T_{0})^{n}$,有和没有应用的准静态近似。我们的数值解表明,这些$f(T)$理论可以是合适的替代研究的背景动力学,而能量密度波动的增长从预期的$Λ$ CDM行为显着变化,即使是小的偏差远离广义相对论的基本$f(T)$理论的限制。此外,应用所谓的准静态近似产生的精确解的结果是数量级不同的数值积分的解决方案的完整系统,这表明这些近似是不适用于这里。
2021-05-03 gr-qc
Observational Quantities in Quasi-Newtonian Descriptions of Cosmological Space-Times
Niels Bohr Institute(尼尔斯·玻尔研究所);Department of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London(伦敦大学玛丽女王学院物理与天文系)
本文研究了允许无剪切分层的宇宙时空中的距离和红移测量方法,通过假设能量动量张量由静止质量密度主导,推导了运动学和光传播的基本结果,为非微扰广义相对论宇宙学提供了新的表述方式。
2026-04-09 astro-ph.CO gr-qc
A minimal fractional deformation of Newtonian gravity
Universidade da Beira Interior(比拉内伊鲁大学)
该研究提出一个由参数α描述的牛顿引力最小分数变形模型,通过统一势能解释从太阳系到宇宙尺度的引力现象,并探讨了暗能量、宇宙层级和哈勃张力等问题。
2026-03-16 gr-qc
Phenomenology of the Modified Newtonian Dynamics and the Concordance Cosmological Scenario
在回顾了修正的牛顿动力学(MOND)理论之后,我们认为相关的现象学可能实际上不是牛顿引力的修正,而是由扮演暗物质角色的偶极介质的“引力极化”机制引起的。然后,我们在标准广义相对论中建立了一个相对论模型来描述(在某种唯象水平上)在引力场中可极化的偶极暗物质。该模型自然涉及一个宇宙学常数,并显示出减少到和谐宇宙学的情况下(λ CDM)在早期的宇宙学时间。从引力极化机制出发,我们恢复了一个典型星系在低红移时的MOND现象。此外,我们还证明了宇宙学常数λ的标度类似于a0 ^2,其中a0是常数MOND加速度标度,与观测结果吻合得很好。
2008-07-08 astro-ph gr-qc
Cosmological post-Newtonian approximation compared with perturbation theory
在具有宇宙学常数的零压介质中,比较了宇宙学一阶后牛顿(1PN)近似和相对论宇宙学线性微扰理论。我们比较了两种方法中几种不同规范条件下的方程和解。在PN方法中,我们得到了与规范条件无关的1PN阶密度、速度和引力势的微扰方程。然而,与这些1PN方程的对应关系仅在微扰理论中的某些规范条件下可用。零剪切规范中的扰动速度方程和扰动引力势方程与牛顿方程完全一致,牛顿方程直到1PN阶仍然有效(对于同动规范中的扰动速度也是如此),零剪切规范和均匀膨胀规范中的扰动密度方程也符合1PN阶。我们确定其他对应可在不同的规范条件下的微扰理论。
2012-06-22 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological PPN Formalism and Non-Machian Gravitational Theories
通过转向微分公式,度规引力理论的后牛顿描述(PPN形式主义)已经扩展到包括宇宙学边界条件。无量纲膨胀参数是距离$L$(从所选空间区域的中心测量)与哈勃距离$c/H_0$的比率。其目的是探索牛顿宇宙学的意义和适用性,并在一定程度上澄清它与广义相对论宇宙学的关系。事实证明,直到后牛顿阶,可以区分两类引力理论,这里称为马赫理论和非马赫理论。在广义相对论这样的非马赫理论中,宇宙天体在空间区域$L \ll c/H_0 $内的动力学是由通常为天体建立的PPN度规描述的,而不是在PPN坐标系的原点引入依赖于时间的牛顿势。这种明显起源于宇宙学的势能似乎是大多数(根据我们的定义)马赫引力理论所必需的(包括,例如,Brans-Dicke)。一个理论是马赫或非马赫的条件给出的PPN参数的代数关系。
1996-03-01 gr-qc
Cosmological Newtonian limits on large spacetime scales
我们建立了具有正宇宙学常数$Λ>0$和线性状态方程$p=ε^2 K ρ$,$0<K\leq 1/3$,参数值为$0<ε< ε_0$的Einstein-Euler方程$ε$依赖解的$1$参数族的存在性.这些解全局存在于流形$M=(0,1]\times \mathbb{R}^3$上,是未来完备的,并且作为$ε\searrow 0$收敛于宇宙学Poisson-Euler方程的解。它们代表FLRW流体溶液的非均匀性,非线性扰动,其中的非均匀性是由局部物质波动驱动的,根据牛顿引力演化到良好的近似。
2018-07-26 gr-qc math.AP
Description of our cosmological spacetime as a perturbed conformal Newtonian metric and implications for the backreaction proposal for the accelerating universe
有人认为,我们宇宙的时空可以用扰动共形牛顿度规精确描述,因此即使尘埃宇宙中的密度不均匀性很大,也不能改变均匀尘埃模型预测的观测值。在本文中,我们研究了一个球对称尘埃模型,并说明了条件下,大的空间变化的膨胀率可以无效的论点。
2008-11-05 astro-ph gr-qc
Post-Newtonian cosmological dynamics of plane-parallel perturbations and back-reaction
本文研究了自引力无旋尘埃在宇宙学背景下的广义相对论非线性动力学,采用了共动和同步规范,所有方程都可以用与流体流正交的空间超曲面的度规张量来表示.执行在光速的倒数幂的扩展,我们得到后牛顿方程,产生最低阶的相对论效应在非线性演化过程中产生的。然后,我们专门分析全球平面平行配置,即初始扰动场取决于一个单一的坐标的情况下。我们的膨胀,对应于“牛顿背景”的领导秩序,是泽尔多维奇近似,这对于牛顿极限中的平面平行扰动,代表了一个精确的解决方案。这使我们能够找到后牛顿度规的精确解析形式,从而提供泽尔多维奇解的后牛顿扩展:这解释了一些相对论效应,例如原始扰动的非高斯性。我们的解决方案的背景下的反作用的建议的应用程序最终给出,提供后牛顿估计的运动学反作用,平均空间曲率和平均尺度因子。
2011-08-02 astro-ph.CO gr-qc
Averaging out Inhomogeneous Newtonian Cosmologies: II. Newtonian Cosmology and the Navier-Stokes-Poisson Equations
本文介绍了牛顿宇宙学的基本概念和基本方程,并给出了推导和分析平均Navier-Stokes-Poisson方程所必需的形式。一个特别注意的是支付给物理和宇宙学的牛顿宇宙结构的假设。系统的Navier-Stokes-Poisson方程的宇宙动力学的牛顿宇宙的介绍和讨论。给出了用流体运动量表示的Navier-Stokes-Poisson方程的一种新形式,并分析了该方程组的结构。
2002-12-18 gr-qc physics.flu-dyn
Constraining the Cosmological Evolution of Post-Newtonian Parameters with Gravitational Wave Signals from Compact Binary Inspirals
本文利用致密双星旋近引力波的高精度观测,提出理论无关方法约束引力耦合参数的宇宙学时间演化,为修正引力研究提供新途径。
2025-10-09 astro-ph.CO gr-qc
Second order perturbations of a zero-pressure cosmological medium: Proofs of the relativistic-Newtonian correspondence
动态世界模型及其线性扰动首先在爱因斯坦的引力中被研究。在没有压力的系统中,相对论方程与后来已知的牛顿引力方程完全一致。在这里,我们证明了,除了引力波的贡献,甚至二阶扰动,方程的相对论性无旋零压流体在平坦的弗里德曼背景完全符合以前已知的牛顿方程。因此,到第二阶,我们正确地识别相对论密度和速度扰动变量,我们扩大的适用范围的牛顿介质没有压力的所有宇宙尺度,包括超视界尺度。然而,在相对论分析中,我们没有一个相对论变量对应于二级牛顿势。混合使用不同的规范条件是有用的,使这样的证明和检查的结果与透视。我们还提出了二阶的引力波方程。由于我们的对应关系包括了宇宙学常数,我们的结果与当前流行的宇宙学有关。我们的结果具有重要的实际意义,人们可以更可靠地使用大规模牛顿数值模拟,即使模拟规模接近地平线。
2005-07-07 astro-ph gr-qc
Post-Newtonian cosmological models
我们构建了一个框架来探讨非线性结构的形成对宇宙大尺度膨胀的影响。我们采用自下而上的方法来进行宇宙建模,将我们的宇宙分裂成细胞。每个细胞内的物质含量是由后牛顿形式主义。我们假设大部分的细胞是在附近的弱引力场,所以它可以用微扰闵可夫斯基度规来描述。我们的细胞是用以色列的连接条件拼凑在一起的。我们在这些细胞的边界上施加反射对称。这使我们能够计算细胞边界的运动方程,从而计算宇宙的膨胀率。在牛顿阶下,我们恢复了标准的类弗里德曼方程。在后牛顿阶,我们得到了宇宙大尺度膨胀的修正。我们的框架并不依赖于宇宙学中的平均过程。作为一个例子,我们使用这个框架来研究大量规则排列的点状质量的宇宙学演化。在牛顿阶下,类弗里德曼方程采取尘埃和空间曲率的形式。在后牛顿阶,我们得到了对尘埃项的修正,我们得到了一个额外的项,它的形式和辐射一样。类辐射项是爱因斯坦方程非线性的结果,是由于我们模型中存在的不均匀性。
2015-12-15 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological Principle in Newtonian Dynamics
讨论了等价性原理与宇宙均匀性之间的对应关系。在牛顿引力中,在均匀膨胀的宇宙中,共同运动坐标的平移定义了加速坐标系。这个变换的不变性的一致性条件需要一个定义良好的牛顿势变换,产生弗里德曼方程。当我们修改NSL(牛顿第二定律)或泊松方程时,所有这些对称性都失去了。例如,用加速度的非线性函数代替NSL,相对加速度的概念就丢失了,宇宙的均匀性就被打破了。
2020-01-23 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Cosmological peculiar velocities in general relativity?
Aristotle University of Thessaloniki(塞萨洛尼基亚里士多德大学);University of Cambridge(剑桥大学)
本文对比了准牛顿方法与相对论方法在处理宇宙学异常速度问题上的差异,指出后者更准确且解决了前者的内在矛盾。
2026-03-30 astro-ph.CO gr-qc
Post-Newtonian parameters and cosmological constant of screened modified gravity
屏蔽修正引力(SMG)是一种具有屏蔽机制的标量-张量理论,它能在高密度环境中产生屏蔽效应,抑制第五种力,通过太阳系实验验证。同时,理论中的标量场势也能驱动晚期宇宙的加速。本文计算了具有一般势$V$和耦合函数$A$的SMG的参数化后牛顿(PPN)参数$γ$和$β$,有效引力常量$G_{\rm eff}$和有效宇宙学常数$Λ$.这些参数对SMG的模型参数和/或源对象的物理性质的依赖性被清楚地呈现。作为这些结果的应用,我们集中在三个具体的SMG理论(变色龙,双光子和双光子模型)。利用这些公式计算了它们的PPN参数和宇宙学常数,并结合太阳系和宇宙学尺度的观测,导出了对模型参数的约束条件。
2016-05-18 astro-ph.CO gr-qc
Quantum Newtonian cosmology revisited
在引入宇宙学常数的情况下,我们给出了牛顿宇宙学的拉格朗日量。根据仿射量子化过程,导出了哈密顿算符。给出了物质受负宇宙学常数支配时牛顿宇宙的波函数和相应的本征值。
2021-04-12 gr-qc hep-th quant-ph
Newtonian Limits of Isolated Cosmological Systems on Long Time Scales
我们建立了具有正宇宙学常数$Λ>0$和线性状态方程$p=ε^2 K ρ$,$0<K\leq 1/3$,参数值为$0<ε< ε_0$的Einstein-Euler方程$ε$依赖解的$1$参数族的存在性.这些解决方案存在全球的未来,收敛为$ε\searrow 0$的宇宙Poisson-欧拉方程的牛顿引力的解决方案,并FLRW流体解决方案的非均匀非线性扰动。
2018-06-05 astro-ph.CO gr-qc math.AP
Post-Newtonian Gravity in Cosmology
后牛顿(PN)微扰框架已经成功地理解了爱因斯坦引力理论在太阳系尺度上的慢动作,弱场极限,以及孤立的天体物理系统。参数化后牛顿(PPN)形式主义扩展了PN框架,对上述尺度和系统上的爱因斯坦理论的偏差施加了非常严格的约束。在这项工作中,我们扩展和应用后牛顿形式主义的宇宙尺度。我们首先用它来构建一个宇宙学模型,以了解规则排列的点源对背景膨胀的影响。在这里,我们发现,在更高的订单,我们得到了一个小的辐射类校正标准的弗里德曼-Lemaintre-Robertson-Walker(FLRW)方程,为物质占主导地位的宇宙。这种类似辐射的修正纯粹是由于我们模型的不均匀性和爱因斯坦场方程的非线性。我们还扩展了后牛顿形式主义,以包括其他形式的物质,是宇宙学相关的,如辐射和宇宙学常数,并研究了非线性效应,他们可能对背景膨胀。然后,我们构造了一个扩展的参数化后牛顿形式主义(PPN)的宇宙尺度。我们用它来参数化宇宙的背景膨胀以及宇宙学中的一阶扰动,使用四个时间函数。我们给出了我们的参数化如何适用于暗能量模型和引力的标量张量和矢量张量理论的例子。在本文的最后部分,我们研究了光在具有物质和宇宙学常数的非均匀后牛顿宇宙学中的传播行为。我们用它来理解不均匀性对可观测量的影响。
2017-10-10 astro-ph.CO gr-qc
Entropic force and its cosmological implications
探讨了将熵力引入宇宙学的可能性。一个主要的问题是如何在牛顿宇宙学中实现全息屏幕。与弗里德曼方程的相对论实现相反,我们没有阐明牛顿宇宙学和熵力之间的联系,因为在牛顿宇宙学中没有办法实现全息屏幕。
2011-05-25 gr-qc hep-th
Second post-Newtonian approximation of scalar-tensor theory of gravity
深空激光测距任务,如ASTROD I(使用光学设备进行的单航天器天体动力学空间相对论测试)和ASTROD,以及GAIA和LATOR等天体测量任务,将能够以前所未有的精度测试相对论引力。更准确地说,这些任务将使我们能够测试相对论引力到$10^{-7}-10^{-9}$,并将需要第二次后牛顿近似的相关理论的引力。在太阳系中,第一后牛顿近似对$10^{-6}$是有效的,第二后牛顿近似对$10^{-12}$是有效的。标量-张量理论在相对论引力的检验中得到了广泛的讨论和应用,特别是在宇宙学中对暴胀、宇宙学常数和暗能量的兴趣之后。在拉格朗日量中,中程引力项具有与宇宙学项类似的形式。在这里,我们提出了完整的第二后牛顿近似的标量张量理论,包括可行的例子,中程引力。我们使用Eschrasekhar的方法来推导在标量-张量理论中的第二后牛顿近似下的理想流体的度规系数和流体力学方程;包括$O(c^{-4})$在内的所有项在运动方程中保持一致。
2009-07-28 gr-qc
Current tests of alternative gravity theories: the Modified Newtonian Dynamics case
我们解决的可能性,利用高精度的引力空间实验在太阳系和互补的宇宙学测试,以区分通常的广义相对论理论的替代修改牛顿动力学范式。
2006-11-07 gr-qc
Newtonian N-body simulations are compatible with cosmological perturbation theory
与最近文献中的说法相反,在LambdaCDM背景下对无碰撞暗物质的牛顿N体模拟与广义相对论兼容,并且在线性水平上不会因广义相对论效应而失效。这一判决基于四个事实。(1)线性化的爱因斯坦方程和守恒律系统在规范不变表述中是适定的,并且具有物理意义。(2)将广义相对论与微扰论中给定阶的牛顿近似进行比较,只在可观测量的水平上有意义。(3)在广义相对论中描述尘埃流体的观测量的动力学和它的牛顿近似在线性水平上一致。对于光锥上可观测量的任何分歧都是众所周知的,其中最主要的是引力透镜。(4)哈勃参数的大波动只对引力透镜效应有显著贡献。因此,这些波动与牛顿N体模拟并不冲突,超出了使用射线追踪技术已经仔细考虑的范围。
2012-10-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
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
Averaging out Inhomogeneous Newtonian Cosmologies: III. The Averaged Navier-Stokes-Poisson Equations
牛顿宇宙学的基本概念和假设的平均宇宙动力学的一致治疗所必需的制定和详细讨论。定义并分析了宇宙流场的时空平均、空间平均、时间平均和系综平均,特别注意了它们的解析性质。它示出,所有的平均程序需要一个标准的测量设备具有相同的测量时间间隔和相同的空间区域由测量设备的分辨率被规定到每个位置和每个时刻的时间在整个宇宙流体配置的安排。证明了平均宇宙流场偏导数的平均公式和平均物质导数的主要公式。导出了用流体运动学量表示的完整的平均Navier-Stokes-Poisson方程组。
2002-12-18 gr-qc physics.flu-dyn
Applicability of the linearly perturbed FRW metric and Newtonian cosmology
有人认为,宇宙结构的形成对平均膨胀率的影响可以忽略不计,因为度规的线性近似在非线性密度扰动的情况下仍然适用。我们讨论了为什么基于线性理论的论点是无效的。着重讨论了牛顿引力理论与广义相对论的弱场、小速度极限在宇宙学背景下的区别。
2010-05-10 astro-ph.CO gr-qc
The cosmological constant problem: from Newtonian cosmology to the greatest puzzle of modern theoretical cosmology
本文系统回顾宇宙学常数问题的关键概念,从牛顿宇宙学经广义相对论到量子场论,阐述其历史脉络、核心难点及可能的解决思路。
2025-04-21 gr-qc hep-th
On non-Euclidean Newtonian theories and their cosmological backreaction
构造一个定义在非欧拓扑(Thurston分解意义下)上的牛顿理论的推广,称为非欧牛顿理论,对应于广义相对论的非相对论极限的零阶,是研究宇宙学中反反应问题的重要步骤,也可能是研究整体拓扑对结构形成的影响的有力工具。在给出了这样一个理论的精确数学定义,伽利略流形的概念的基础上,我们提出了两个这样的扩展,球形或双曲拓扑结构,使用最小的修改牛顿-Cartan方程。然而,就目前而言,我们并不寻求从广义相对论中证明这种修正。第一个命题的特点是一个非零的宇宙学反作用,但引力磁的存在和不可能进行精确的$N$体计算,使这个理论很难被解释为牛顿理论。第二个命题的特点是没有反作用,精确的$N$体计算是可能的,没有出现重力磁性。在没有广义相对论的证明的情况下,我们认为,这种非欧几里德牛顿理论应该被考虑,并可以用于研究拓扑结构的形成通过$N$体模拟的影响。为此,我们给出了$\mathbb{S}^3$中的质点引力场。
2022-06-22 astro-ph.CO gr-qc
Anti-Newtonian cosmologies in f(R) gravity
本文在f(R)引力的背景下研究了一类理想流体“反牛顿”宇宙学模型。特别是,我们研究了可积性条件的引力模型,使用协变一致性分析形式主义。我们表明,与广义相对论的结果,反牛顿宇宙学不是沉默的模型,它们可以存在的可积性条件方程的解决方案,我们推导。我们也给出了这类模型的物质、膨胀和Ricci标量的线性扰动的演化方程组。
2014-05-20 gr-qc
On the Significance of the Weyl Curvature in a Relativistic Cosmological Model
外尔曲率包括牛顿场和一个附加场,即所谓的反牛顿场。在本文中,我们使用的Bianchi和Ricci身份提供了一套约束和传播的Weyl字段。传播的时间演化表明了引力波的显式解。我们看到,纯牛顿场模型与相对论模型不一致,并阻碍了合理的解决方案。因此,这两个场对于引力的非定域性质和辐射解都是必要的。
2017-01-17 gr-qc physics.gen-ph
Perturbations of quasi-Newtonian universes in scalar-tensor gravity
在这篇文章中,我们考虑$f(R)$引力和标量张量理论之间的等价性,研究了具有无旋流体流动的无剪切宇宙尘埃模型的$1 + 3$协变形式中标量宇宙学扰动的演化。$f(R)$引力被认为是Brans-Dicke模型的一个子类,我们对$f(R)$引力和标量张量理论之间的等价性进行了综述。我们使用$1 + 3$协变形式主义提出的协变线性化的发展和约束方程。然后,我们推导出的可积性条件描述了一致的演化的拟牛顿宇宙的标量张量引力理论的线性化场方程。最后,我们导出了准牛顿宇宙的密度和速度扰动的演化方程。我们应用谐波分解,我们探讨的行为的物质密度对比考虑$R^{n}$模型。我们引入所谓的准静态近似来研究小尺度下的近似解。通过对初始条件的某些假设,研究了短波长和长波长模式下物质密度对比度的增长。
2020-12-12 gr-qc
Post-Newtonian Cosmological Dynamics in Lagrangian coordinates
在同步坐标系和共动坐标系下研究了广义相对论中无旋尘埃的非线性动力学。所有的方程都写在度量张量的空间截面正交的流动,这使得明确的扩展$1/c^2$的权力。对于最低阶,导出了拉格朗日形式的牛顿近似。在这个层次上的演变是由拉氏到欧拉雅可比矩阵的Raychaudhuri方程。拉格朗日空间度量在时间相关的曲线坐标中简化为欧几里德三维空间的度量。一个拉格朗日版本的伯努利方程的演变的“速度潜力”也给出。在后牛顿(PN)水平上,导出了非线性微扰引力波辐射的精确和一般公式。结果表明,在均匀椭球的各向异性坍缩中,PN张量模与牛顿度规的比值与质量密度一样趋于发散。最后指出,随机引力波背景的产生,与现今的闭合密度$Ω_{gw} \sim 10^{-5}$ -$10^{-6}$在$1$ - $10$ Mpc尺度上。
1996-07-01 astro-ph gr-qc
Lagrangian theory for cosmic structure formation with vorticity: Newtonian and post-Friedmann approximations
本文在牛顿引力理论的背景下,用相对论后弗里德曼方法研究了充满无压流体和宇宙学常数$Λ$的宇宙的非线性引力动力学。Milillo等人,D 92,023519(2015).]。后弗里德曼近似方案基于时空度规和能量动量张量的$1/c$展开,并包含非线性牛顿宇宙学。在这里,我们建立了非线性后弗里德曼框架的拉格朗日坐标方法的结构形成。为此,我们首先确定一个拉格朗日规范,这是适合于将非零涡。我们分析我们的结果在两个限制:在领先的顺序,我们恢复完全非线性牛顿宇宙学方程的拉格朗日公式,我们提供了一个时空度量一致的广义相对论的角度来看。然后,我们线性化我们的表达式,并恢复相对论的结果在一阶宇宙学扰动理论。因此,引入的近似方案提供了一个统一的处理两个领先的秩序制度,从牛顿引力描述的小尺度到大的线性尺度,其中一阶相对论性宇宙学扰动理论给出了一个很好的描述结构的形成。
2016-10-23 astro-ph.CO gr-qc
Pseudo-Newtonian gravitational potential for Schwarzschild-de Sitter spacetimes
引入了描述宇宙中具有排斥性宇宙学常数的静态球对称黑洞引力场的伪牛顿引力势。为了证明的伪牛顿方法的准确性,相关的有效潜在的测试粒子运动的构造和比较,其广义相对论对应的Schwarzschild-de Sitter几何。结果表明,在宇宙学参数y=(1/3)ΛM^2<10^{-6}的Schwarzschild-de Sitter时空中,这种方法对于发展的牛顿吸积盘理论在大星系结构中的天体物理应用是有用的.
2008-03-25 astro-ph gr-qc