Pseudo-Newtonian equations for evolution of particles and fluids in stationary space-times
伪牛顿势是理论天体物理学中经常使用的一种工具，用于在牛顿框架中捕获黑洞时空的一些关键特征。因此，人们可以使用牛顿的数值代码，以及一般的牛顿形式，有效地描述重要的天体物理过程，如吸积到黑洞上。在本文中，我们开发了一个一般的伪牛顿形式主义，涉及到粒子，光和流体在静止时空的运动。作为回报，我们能够评估的适用性的伪牛顿计划。最简单和最优雅的公式是在没有引力磁效应的时空中得到的，比如史瓦西时空而不是克尔时空;对于低结合能的运动，定量误差最小。包括一个现成的使用一套流体方程在史瓦西时空在笛卡尔和径向坐标。
2017-06-07 astro-ph.HE gr-qc
Resonant Post-Newtonian Eccentricity Excitation in Hierarchical Three-body Systems
本文研究了广义相对论的后牛顿展开式中的一阶长期的、分层的三体问题。我们将一阶后牛顿哈密顿量按两个轨道的半长轴之比展开到首阶。除了众所周知的条款，对应于GR的内部和外部轨道的岁差，我们发现一个新的长期后牛顿相互作用项，可以影响的长期演变的三重。我们探讨了参数空间的高度倾斜和偏心系统，其中Kozai-Lidov机制可以产生大幅度的振荡的偏心率。标准的传说，即，广义相对论抑制离心率的效果，只与相空间的部分相一致，其中广义相对论的时间尺度比长期牛顿的时间尺度短几个数量级。然而，在相空间的其他部分，后牛顿修正结合三体修正，可以激发偏心率。特别是，对于广义相对论时间尺度与长期牛顿时间尺度相当的系统，三体相互作用会产生类似共振的偏心激发。此外，对于具有相当质量的内双星的三重星系，偏心的Kozai-Lidov机制被抑制，后牛顿修正可以进一步增加偏心率并导致轨道翻转，即使前者的时标比长期Kozai-Lidov四极摄动的时标长得多。
2013-12-06 astro-ph.SR gr-qc
Numerical relativity reaching into post-Newtonian territory: a compact-object binary simulation spanning 350 gravitational-wave cycles
我们提出了第一个数值相对论模拟的致密物体的二进制的引力波形是足够长的，以覆盖整个频带的先进的引力波探测器，如LIGO，处女座和KAGRA，质量比7和总质量低至$45.5\,M_\odot$。我们发现，有效的单体模型，无论是未校准或校准对大幅缩短的数值相对论波形在较小的质量比，重现我们的新波形非常好，由于建模误差的检测率可以忽略不计的损失。相比之下，后牛顿inspiral波形和现有的校准的现象学inspiral合并ringdown波形显示更大的分歧与我们的新模拟。这种不一致性的变化取决于所使用的具体后牛顿近似。
2015-02-17 gr-qc
Comparison between numerical relativity and a new class of post-Newtonian gravitational-wave phase evolutions: the non-spinning equal-mass case
我们比较了等质量非自旋黑洞二进制的相位演化的数值相对论（NR）模拟后牛顿（PN）的结果从三个PN近似：泰勒T1和T4近似，其中NR-PN比较已经在文献中进行，最近提出的近似泰勒Et。NR和PN之间的累积相位不一致导致在频率范围$Mω= 0.0455$至$Mω= 0.1$上对于TaylorEt大于T1或T4，但是具有随着PN阶数增加而单调减小的吸引人的特性。
2007-12-21 gr-qc
PROCRUSTES: A computer algebra package for post-Newtonian calculations in General Relativity
我们报告的计算机代数系统Maple支持明确确定的几何量，场方程，运动方程，并保存量的广义相对论在后牛顿近似的一个程序包。包装结构是模块化的，并且允许用户容易地修改。这组例程可用于验证手工计算或生成进一步数值研究的输入。
2006-10-16 astro-ph gr-qc
Matching post-Newtonian and numerical relativity waveforms: systematic errors and a new phenomenological model for non-precessing black hole binaries
提出了一个新的非旋进自旋黑洞双星的旋进和并合唯象引力波形模型。我们的方法是基于后牛顿inspiral波形与基于数值相对论的二元黑洞合并波形的频域匹配。我们量化的各种可能的来源，出现在匹配后牛顿和数值相对论波形的系统误差，我们使用的匹配标准的基础上尽量减少这些错误，我们发现，主要的错误来源是那些在合并附近的后牛顿波形。给出了非进动黑洞双星引力辐射主模的解析公式，该公式描述了混合波形的现象。在当前的引力波搜索中实施它应该允许交叉检查其他吸气合并振铃波形族，并提高引力波搜索的范围。
2010-08-03 gr-qc
Solving the Darwin problem in the first post-Newtonian approximation of general relativity
在广义相对论的第一后牛顿近似下，解析计算了不可压缩流体共转双星的平衡序列。通过计算系统的总能量和总角动量随轨道间距的变化，研究了共转双星的最内层稳定圆轨道（我们称之为ISCCO）。结果表明，在第一PN效应的作用下，双星在ISCCO处的轨道间距随着各星的致密度的增大而减小，从而导致双星在ISCCO处的轨道角速度增大。这些行为与以前的数值计算结果一致。
1997-05-13 gr-qc
Post-Newtonian Freely Specifiable Initial Data for Binary Black Holes in Numerical Relativity
在数值相对论中模拟二元黑洞的合并和最终合并时，建立天体物理上真实的初始数据仍然是一个核心问题。本文的目的是在数值相对论中为二元黑洞系统提供天体物理上真实的、可自由指定的初始数据，并与后牛顿理论的结果相一致。按照Blanchet的方法，我们提出了一个特殊的解决方案的时间非对称约束方程，这代表了一个系统的两个移动黑洞，在标准的共形分解的形式的空间度量和外在曲率。空间度规的解是以对称无迹形式给出的，也是在狄拉克坐标下给出的。我们表明，该解决方案不同于通常的后牛顿度量的2 PN顺序的坐标变换。此外，在空间的每一点定义的解决方案，不同的第二后牛顿秩序从确切的，共形平坦，鲍文-约克解决方案的约束。
2006-04-20 gr-qc
Newtonian Gravity Predictions For Gravity Probe B
牛顿引力和狭义相对论结合起来，产生了一个轨道陀螺仪的重力磁进动，它是广义相对论预测的四分之一。在这两种情况下，大地效应是相同的。
2005-02-24 astro-ph gr-qc
Binary black hole initial data for numerical general relativity based on post-Newtonian data
为了进一步构造黑洞数值模拟的天体物理学真实的初始数据，我们首次推导了一组完全广义相对论性的初始数据，这些初始数据是基于3-度规和非本征曲率的后2-牛顿展开式.预计这样的初始数据提供了一个直接的联系与早期的螺旋阶段的双星系统。我们讨论了一个简单的数值实现，这是基于广义穿刺方法。此外，我们提出了一种方法来解决一些固有的模糊性映射后牛顿数据到解决方案的广义相对论约束。
2002-07-02 gr-qc
Head-on collision of compact objects in general relativity: Comparison of post-Newtonian and perturbation approaches
用两种方法计算了两个致密物体迎头撞击和碰撞过程中产生的引力波能流：（i）后牛顿方法，它超越四极公式，达到后牛顿的第二阶，对任意质量的系统都有效;（ii）黑洞微扰方法，它对一个径向落向黑洞的测试体有效。在试验体的情况下，方法进行了比较。后牛顿方法收敛到“精确”的扰动结果比预期的{ \it先验\/}慢。牛顿近似（或称四极近似）结合史瓦西时空中精确的测试体运动方程，可以得到用微扰论计算出的下落相辐射能量的令人惊讶的良好近似。
1995-06-29 gr-qc
Pseudo-Newtonian and general relativistic barotropic tori in Schwarzschild-de Sitter spacetimes
在具有排斥性宇宙学常数的球对称黑洞时空中引入伪牛顿引力势，对绕黑洞运动的正压理想流体的平衡环形位形进行了检验.利用拟牛顿和完全相对论方法，确定了具有均匀比角动量分布的边缘稳定正压环面的位势深度和位势深度。对于绝热（等熵）的完美流体，温度分布，质量密度和压力分布和总质量的伪牛顿和相对论环面进行比较，提供重要的信息的相关性的测试盘近似在这两种方法。结果表明，对于宇宙学参数y= λ M^（2）/3 < 10^（-6）的Schwarzschild-de Sitter时空中的吸积盘模型，伪牛顿方法是足够精确和有用的。对于y<10^（-25）的天体物理学相关的黑洞，检验了这一陈述，并表明对于吸积和排泄环面以及边缘约束，即，最大限度地扩展环面，允许同时流入黑洞和流出到太空。
2009-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Unstable binary black-hole spins: post-Newtonian theory and numerical relativity
自旋进动发生在自旋与轨道角动量不一致的双黑洞中。否则，自旋组态是恒定的，随后的双星动力学和引力波发射就简单得多。我们总结了一系列的工作表明，虽然三个对齐的配置是稳定的平衡，“上下”的配置，其中较重（较轻）的黑洞是（反）与轨道角动量对齐，是不稳定的扰动时，在一个临界点的螺旋的黑洞自旋开始疯狂倾斜的进动接管。我们提出了两种等价的方法来推导基于多时间尺度后牛顿技术的不稳定开始，并指出，不稳定有一个可预测的终点。最后，我们证明了这种岁差不稳定性的存在下，在强场制度的数值相对论与模拟对齐自旋双星持久的$\sim100$轨道合并前。上下系统的自旋可以倾斜$\sim90^\circ$，在发射的引力波信号中留下显著的印记，并提供了一种可能的机制，在天体物理环境中形成进动系统，其中源优先产生（反）对齐的自旋。
2021-04-30 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational radiation from corotating binary neutron stars of incompressible fluid in the first post-Newtonian approximation of general relativity
本文研究了由不可压缩均匀流体组成的圆轨道共转双中子星的引力辐射。能量和角动量的损失率推导出第一后牛顿（1PN）阶超越四极近似，包括有限大小的影响的每一个明星的二进制。结果表明，在1PN阶中，引力辐射中的有限尺寸效应的首项仅比牛顿阶中的首项小$O(GM_{\ast}/c^2 a_{\ast})$，其中$GM_{\ast}/c^2 a_{\ast}$是引力半径与双星平均半径的比值，1PN项的作用是减小引力辐射中的牛顿有限尺寸效应.
1998-07-02 gr-qc
Fourth-post-Newtonian-exact approximation to General Relativity
本文提出了一种近似于广义相对论的方法，它与爱因斯坦场方程一致，直到并包括第四后牛顿（PN）阶。这种近似是制定在一个完全约束的计划：所有涉及的方程是明确的椭圆形，除了波动方程，描述了两个独立的自由度的引力场。该方法自然地涵盖了Isenberg，Wilson和Mathews的共形平坦条件（CFC）方法和改进的二阶PN精确方法CFC+。对于像克尔黑洞这样的静止构型，即使通过5 PN阶也能达到与广义相对论的一致。此外，一个特别有趣的2 PN精确无波近似进行了详细分析，这是由于施加更多的限制条件。所提出的方案可以被认为是Schaefer和Gopakumar [Phys. Rev. D { \bf 69}，021501（2004）]建议的无波方法的进一步发展。
2010-04-12 gr-qc
Formulation for nonaxisymmetric uniformly rotating equilibrium configurations in the second post-Newtonian approximation of general relativity
本文给出了在广义相对论第二后牛顿近似下获得均匀旋转流体平衡位形的一种形式。在我们的形式主义中，我们需要求解29个泊松方程，但它们的源项在物质的外部区域（即，在最差情况下为$O(r^{-4})$）。因此，这些Poisson方程可以作为边值问题用标准的数值方法精确求解，这种形式对于获得非轴对称的均匀旋转平衡位形，如合并前的同步双星中子星和Jacobi椭球是有用的。
1996-09-10 astro-ph 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
Classical tests of general relativity in the Newtonian limit of Schwarzschild-de Sitter spacetime
最近的研究表明，尽管以前有人声称宇宙学常数会影响光的弯曲。在本文中，我们研究的背景下，牛顿极限的Schwarzschild-de Sitter时空采用的质量和能量的特殊相对论等价的光弯曲和水星的近日点的进步。在这两种情况下，直到一个常数因子，我们发现相同的结果在完全广义相对论处理相同的现象。这些近似和直观的论证清楚地表明，在广义相对论处理这些现象时，$Λ$的存在会产生什么样的效应。
2009-07-04 gr-qc
Equations of motion according to the asymptotic post-Newtonian scheme for general relativity
我们总结了最近的工作做标题的主题。首先，我们给出了调和规范下广义相对论的后牛顿（PN）近似的渐近格式。然后，我们讨论了定义的质心和推导方程的运动，根据该计划。最后，简要分析了在运动方程中出现新项的原因。
2005-10-07 astro-ph gr-qc
Cosmology in the Newtonian limit
宇宙中大尺度结构形成的N体数值模拟是基于牛顿引力理论的。但是，根据我们目前的理解，最正确的引力理论是广义相对论。因此，重要的是要理解当相对论宇宙被近似或更确切地说被牛顿宇宙取代时，哪些自由度和哪些特征会丢失。这是我们调查的主要目的。我们首先定义牛顿宇宙学，我们给出了一个概述广义相对论，无论是在其标准和协变配方。我们将展示这两个理论如何处理非均匀宇宙模型，我们介绍了反反应猜想。然后，我们回顾了牛顿引力理论和广义相对论在完全非线性状态下的相互关系。为此，我们讨论框架理论。我们在广义相对论的弱场小速度极限中也进行了同样的研究，并借助后牛顿宇宙学的框架导出了牛顿极限。最后，我们注意到，存在牛顿引力的解，它们没有任何相对论性的对应物。
2012-03-26 astro-ph.CO gr-qc
Effectively universal behavior of rotating neutron stars in general relativity makes them even simpler than their Newtonian counterparts
最近的研究表明，缓慢旋转的中子星在它们的转动惯量$I$、四极矩$Q$和潮汐形变勒夫数$λ$（I-Love-Q关系）之间表现出一种有趣的相关性，与致密天体的状态方程无关。在目前的工作中，一个类似的，更普遍的，普遍性被证明适用于所有旋转的中子星在广义相对论;中子星的前四个多极矩是相关的方式独立于我们假设的核物质状态方程。利用这个关系，即使我们不知道精确的状态方程，我们也可以用更少的参数相当精确地描述中子星周围的几何形状。此外，中子星所表现出的这种普遍行为，可以将它们提升为更有希望的候选者（仅次于黑洞），以检验引力理论。
2014-03-05 astro-ph.HE gr-qc
High accuracy post-Newtonian and numerical relativity comparisons involving higher modes for eccentric binary black holes and a dominant mode eccentric inspiral-merger-ringdown model
比较了精确到后牛顿三阶的后牛顿（PN）理论计算的离心轨道上螺旋形致密双星引力波的球谐模与数值相对论（NR）模拟计算的双黑洞（BBH）引力波的球谐模。我们结合两种方法（PN和NR）的结果，构建时域混合波形，描述了完整的演变BBH合并通过吸气合并振铃（IMR）阶段。这些杂交，然后用于构建一个完全解析的主导模式（$\ell$ =2，$|m|$ =2）偏心IMR模型。一个简单的扩展到多模式模型的基础上，这个主导模式模型。与准圆形IMR波形模型的重叠，包括更高模式的影响，在时间和相移上最大化，暗示了在分析比$\sim 80 M_{\odot}$轻的BBH时，在引力波形中包括偏心率的重要性（不匹配$>1\%$），而不管二进制的偏心率（当它进入LIGO波段时）或质量比。偏心率和更高的模式的综合影响似乎变得更加明显，通过较小的重叠与倾斜角和质量比的增加。此外，我们表明，国家的最先进的准圆形模型，包括更高的模式的效果将不足以提取源的初始偏心率$e_0$ $\gtrsim0.1$的信号属性。
2022-12-06 astro-ph.HE gr-qc
Direct correspondence between Newtonian gravitation and general relativity
本文提出一种无需弱场展开或光速极限过程的策略，证明在拉格朗日框架下放松矢量梯度可积性即可在流正交叶状结构中建立牛顿引力与广义相对论的直接对应。
2023-11-22 astro-ph.CO gr-qc
On the two-body problem in general relativity
本文考虑了广义相对论后牛顿近似下的两体问题。我们报道了关于紧双星系统在后牛顿三阶（牛顿加速度以外的1/c^6）的运动方程和相应的拉格朗日公式的最新结果。这些方程是必要的，当构建理论模板搜索和分析的引力波信号从inspiratingcompactbinaries在处女座型实验。
2001-08-31 gr-qc
The Two Extended Bodies Problem in General Relativity within the post-Newtonian Approximation
扩展物体的动力学是任何引力理论中的一个基本问题。就广义相对论而言，这个问题自理论发表以来一直在研究中。已经开发了几种方法，并且在文献中有不同的方法来解释重力影响下的运动中的相对论贡献。本文的主要目的是研究一种面向广义相对论中广义物体运动方程的通用方法。我们从牛顿理论中的一个提议开始，该提议包括引力势的多极展开，它是质量密度矩和其他物理变量作为应力张量的函数。该方法给出了牛顿力学中孤立自引力扩展体系统的运动方程。对于牛顿力学问题，我们也采用了几何方法来求解运动方程，这使得我们可以将这种方法推广到广义相对论。在广义相对论中，一些新的概念是必要的：世界管，世界线，广义动量，角动量，转矩和质心的概念被引入到广义的范围内。对于伸展体的运动方程，给出了一般表达式，没有任何限制。为了获得一些物理上的理解，我们计算了Papapetrous的运动方程的测试扩展体在静态和各向同性度规。最后，我们研究了后牛顿近似下的两体系统。我们定义的质量多极矩和动量的引力势（度规函数）的第一后牛顿秩序。我们遵循Landau-Liftshitz形式主义，找出力矩的运动方程，并应用该理论的标准坐标变换，我们写出平移运动方程。
2014-04-02 gr-qc
How Special Relativity Determines the Signs of the Nonrelativistic, Coulomb and Newtonian, Forces
我们表明，基本的{ \it静态}库仑/牛顿力的经验符号是由看似无关的要求，在各自的基础麦克斯韦/爱因斯坦物理的光子/引力子是稳定的。这种联系是由狭义相对论强加的，表现在以规范不变的方式分解相应的场和源，而不诉诸静态限制。这些自由场激发能的符号决定了源之间的瞬时力的符号;相反的库仑/牛顿符号是麦克斯韦/爱因斯坦自由激发的奇/偶自旋的直接结果。
2005-02-24 gr-qc physics.class-ph
Dark Matter and Non-Newtonian Gravity From General Relativity on a Stringy Background
本文给出了具有径向增强不变能量动量张量的静态球对称介质的爱因斯坦场方程的精确解。在对应于径向弦分布的状态方程的极限中，存在对牛顿力定律的$1/r$修正。在大的距离和小的加速度下，这个定律与米尔格罗姆发明的现象学力定律相吻合，米尔格罗姆发明的力定律是为了解释星系的平坦旋转曲线，而不引入暗物质。本模型解释了为什么米尔格罗姆的临界加速度是同一数量级的哈勃参数。
1992-12-09 gr-qc
Solving the Darwin problem in the first post-Newtonian approximation of general relativity: compressible model
利用密度位形的椭球模型，在广义相对论第一后牛顿近似下，计算了多方状态方程的共转双星平衡序列.在我们通过与以前的数值结果进行比较来校准这个模型之后，我们通过计算作为轨道分离的函数的系统的能量和角动量来进行稳定性分析。我们发现，在能量和/或动量的最小值的轨道角速度的增加，每个明星的紧凑性的增加，这一事实成立的多方指数无关。这些特征与以往的数值计算结果一致。我们还表明，由于来自伴星的潮汐场的影响，每个恒星的中心密度略有下降。
1997-05-13 gr-qc
Thermodynamic stability of superflows in General Relativity and Newtonian gravity
研究广义相对论和牛顿引力中超流的热力学稳定性，推导出适用于超流混合物的不等式，补充Landau准则并提供稳定性条件。
2025-11-24 astro-ph.HE cond-mat.stat-mech gr-qc
Pseudo-Newtonian planar circular restricted 3-body problem
本文在拟牛顿近似下研究了平面圆形限制性三体问题的动力学。通过使用Fodor-Hoenselaers-Perjés方法，我们将静态大质量球形源的质量势展开到第一个非牛顿项，以取代包含一阶广义相对论效应的引力势。有了这个结果，我们模拟了一个系统组成的两个伪牛顿原色描述圆形轨道周围的共同质心，和一个测试粒子轨道系统中的赤道平面。新系统的方程的动力学研究的庞加莱截面法和李雅普诺夫指数，其中引入一个新的参数$ε$，使我们能够观察到从牛顿到伪牛顿政权的过渡。我们表明，当雅可比常数是固定的，在牛顿政权的混沌轨道可以是混沌或定期的伪牛顿方法。作为一般的结果，我们发现，大多数的伪牛顿配置是不稳定的比他们的牛顿等价。
2016-12-27 gr-qc
Consistency of post-Newtonian waveforms with numerical relativity
广义相对论预言了合并的双黑洞的引力波特征。这种系统的明确的波形预测，所需的观测数据的最佳分析，到目前为止已经实现了使用后牛顿（PN）近似。然而，对于重要的后螺旋部分，这种治疗的质量尚不清楚。我们通过一种互补的方法，直接数值模拟爱因斯坦方程，推导出晚螺旋波形。我们比较波形相位模拟的最后$\sim 14$周期的引力辐射等质量，非自旋黑洞与相应的2.5 PN，3 PN和3.5 PN轨道相位。我们发现定相协议一致的内部误差估计的基础上，任何一种方法，这表明PN波形，这个系统是有效的，直到最后一个轨道之前，最终合并。
2007-10-29 gr-qc
Connection between Newtonian simulations and general relativity
在大尺度上，与视界相比，星系的可观测成团性质受到各种广义相对论效应的影响。为了计算这些效应，需要在特定的坐标系或规范中一致地求解度量、密度和速度。模拟大尺度结构的方法是在牛顿极限下进行的数值N体模拟。即使有人可能会担心，使用牛顿近似会使它不可能使用这些模拟计算非常大的尺度上的属性，我们表明，模拟仍然正确地解决了动力学，即使是长模式，我们给出的公式，以获得粒子的位置在共形牛顿规范给定的位置计算在模拟中。我们还给出了公式，从N体模拟的输出坐标转换到粒子的可观测坐标。
2011-09-20 astro-ph.CO gr-qc
Comparison of subdominant gravitational wave harmonics between post-Newtonian and numerical relativity calculations and construction of multi-mode hybrids
描述聚结双星的螺旋、合并和衰荡的引力波形通常是通过综合来自微扰描述的信息来构建的，特别是后牛顿理论和黑洞微扰理论，以及完整的爱因斯坦方程的数值解。在本文中，我们将讨论“胶合”的数值和后牛顿波形产生混合波形，其中包括次主导球谐函数（“高阶模式”），并特别关注的过程中一致对齐的波形，这需要比较的描述和讨论他们的不精确性。我们限制到非旋进的情况下，并说明了过程中使用的数值波形的质量比$q=18$产生的BAM代码，和公开可用的波形从SXS目录。研究结果也为数值模拟中有限半径误差的分析提供了新的思路。
2015-02-24 gr-qc
The Overlap of Numerical Relativity, Perturbation Theory and Post-Newtonian Theory in the Binary Black Hole Problem
吸引和合并的双黑洞是有希望的引力辐射源。这类系统的轨道运动和引力波发射可以用广义相对论中的各种近似方案和数值方法来模拟：后牛顿形式主义、黑洞微扰理论、数值相对论模拟和有效的单体模型。我们回顾了最近的工作，在多个接口的这些分析和数值技术，强调使用坐标不变的关系进行有意义的比较。这样的比较提供了独立的检查的有效性的各种计算，他们通知的发展，一个通用的，半解析模型的二元动力学和引力波发射，他们帮助划定各自的域的有效性的每一种近似方法。例如，最近的几个比较表明，微扰理论可能会在比以前认为的更广泛的物理问题中找到应用，包括中等质量比和可比质量黑洞双星的辐射螺旋。
2014-10-03 gr-qc
Beyond the plane-parallel and Newtonian approach: Wide-angle redshift distortions and convergence in general relativity
我们扩展了以前的分析，包括所有的广义相对论效应在红移空间的星系功率谱的广角相关。这些对标准方法的广义相对论修正在大尺度和高红移下变得重要，它们导致了广角关联中的新项。我们表明，在原则上，新的条款可以产生近10%的Gpc尺度上通常的牛顿近似的修正。广义相对论修正对于未来的大体积巡天（如SKA和欧几里得）将是重要的，尽管宇宙方差的问题将对观测这一点提出挑战。
2015-09-16 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Dimensionality Reduction Using Newtonian Gravity and Einstein's General Relativity
University of Waterloo（滑铁卢大学）
由于在物理学中使用机器学习的有效性，它已经在文献中受到越来越多的关注。然而，在机器学习中应用物理学的概念还没有得到太多的关注。这项工作是物理学和机器学习的混合，其中物理学的概念被用于机器学习。我们提出了有监督的引力近似降低（GDR）算法，其中每个类的数据点被移动到彼此，以减少类内方差和更好的类分离。对于每个数据点，其他点被认为是引力粒子，例如恒星，其中该点被引力吸引到其类的点。数据点首先投影到时空流形上使用主成分分析。我们提出了两种不同的GDR -一个与牛顿引力和一个与爱因斯坦的广义相对论。前者在点与点之间的直线上使用牛顿引力，而后者沿时空流形的测地线移动数据点。对于具有相对论引力的GDR，我们使用史瓦西和闵可夫斯基度量张量来覆盖广义相对论和狭义相对论。我们的模拟表明，GDR在类的歧视的有效性。
2022-10-30 cs.CV cs.LG gr-qc
The Schwarzschild metric and the Friedmann equations from Newtonian Gravitational collapse
众所周知，史瓦西空间的0 - 0分量可以通过缓慢运动粒子的测地线与牛顿方程匹配的要求来获得。给出这个结果，我们在这里表明，其余的组件可以通过要求，在一个自由落体半径与外部空间相匹配的牛顿尘埃球的内部确定该空间是史瓦西，如果没有病理存在。我们也能够确定，在牛顿宇宙学中出现的积分常数，与FLRW度规的空间曲率一致。这些结果至少在两个方面是有趣的，一个是从它的教学价值的角度来看，实际上不使用爱因斯坦方程的教学广义相对论和第二，事实上，一些结果归因于广义相对论可以得到不使用广义相对论表明，这些结果比特定的动力学指定的广义相对论更普遍。
2015-05-29 gr-qc
Is exponential metric a natural space-time metric of Newtonian gravity ?
我们展示了如何牛顿引力的有效（实际观察到的）质量，服从狭义相对论的质能关系，可以解释所有的观察用于测试广义相对论。详细讨论了引力耦合双星系统的动力学，确定了各组分的有效质量。解释我们的结果在弯曲的时空背景下的运动，我们被引导，使用拉格朗日形式主义，考虑作为一个自然的牛顿引力时空度量的指数度量。
2010-09-29 gr-qc
Parameterized post-Newtonian limit of general teleparallel gravity theories
我们推导出后牛顿极限的一般类telepareline引力理论，其作用量是由一个自由函数的三个标量从扭转的telepareline连接。这类理论被选择为足够通用的，以便包括$f(T)$类理论以及新的广义相对论作为子类。为了得到它的后牛顿极限，我们首先施加Weitzenböck规范，然后引入闵可夫斯基背景解周围的四元组场的后牛顿近似。我们的结果表明，我们考虑的这类理论是完全保守的，只有参数$β$和$γ$可能偏离它们的广义相对论值。特别地，我们发现任何$f(T)$理论的后牛顿极限都与广义相对论的后牛顿极限相同，因此这些理论不能仅仅通过后牛顿参数的测量来区分。
2020-01-22 gr-qc
Neo-newtonian theories
广义相对论是现代引力理论。它在描述引力现象时取代了牛顿理论。尽管广义相对论取得了显著的成功，但牛顿引力理论仍然被广泛采用，因为在大多数情况下，广义相对论只对牛顿的预言做了很小的修正。此外，与相对论理论相比，牛顿理论在技术上和概念上都要简单得多。在这篇文章中，我们讨论了扩展传统牛顿理论的可能性，以便纳入典型的相对论效应，但保持牛顿框架的简单性。我们命名这些扩展新牛顿理论。这些理论主要在宇宙学和致密天体物理学的背景下讨论。
2014-12-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the Newtonian Limit of General Relativity
我们找到了一个选择变量的3+1制定的广义相对论铸造成（通量保守）的演化方程的双曲型一阶形式的任意流逝和移位，第一次。我们重新定义的时滞函数的行列式的3-距离和一个自由的函数U，它体现了时滞自由。通过用适当的1/c因子重新标度变量，当重新定义的流逝U和移位通过在每个时间片上满足的椭圆方程固定时，系统被示出具有光滑的牛顿极限。根据不同时间尺度问题的理论，给出了在控制外辐射含量的情况下选择合适的初始数据的方法。我们的结果是本地的，在这个意义上，我们不关心的渐近区域的治疗。另一方面，这种局部理论正是实际数值计算中大多数问题所需要的。
1995-06-29 gr-qc
On the Geometric Meaning of General Relativity and the Foundations of Newtonian Cosmology
本文重新审视广义相对论的几何基础，强调规范不变性，将曲率视为物质与场的动态相互作用，并据此重建牛顿宇宙学框架，以关系视角重新诠释引力动力学与宇宙大尺度结构。
2025-10-15 gr-qc
Approximating General Relativity in Core-Collapse Supernova Simulations
National Center for Computational Sciences, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室国家计算科学中心）；Physics Division, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室物理部）；Department of Physics and Astronomy, University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校物理与天文学系）
本文提出了一种有效势的公式，用于在牛顿模拟中近似广义相对论效应，通过欧拉和拉格朗日投影求解爱因斯坦方程，验证了新势在中子星爆发模拟中的有效性。
2026-04-22 astro-ph.HE gr-qc
Pericenter advance in general relativity: Comparison of approaches at high post-Newtonian orders
在广义相对论中，一个测试物体围绕一个大质量物体的轨道的近心的推进可以用许多方法来计算。在一种方法中，研究精确史瓦西几何中的测地线方程，并将近心点之间的角度作为轨道转折点之间的某个径向函数的积分。在另一种方法中，使用密切轨道要素描述轨道，并分析“拉格朗日行星方程”，该方程给出了在后牛顿（PN）修正对运动的扰动作用下要素的演变。在将扰动分离成周期性和长期性效应之后，得到了近心角长期变化率的方程。虽然不同的方法同意领先的后牛顿贡献的进步，他们不同意高阶PN修正。我们表明，这种分歧是虚幻的。当轨道变量在每种情况下表示的不变能量和角动量的轨道，并考虑到一个微妙的差异的意义上的“近心推进”之间的两种方法，我们表明第三后牛顿秩序，不同的方法实际上完全同意。
2019-10-11 gr-qc
Comparing Post-Newtonian and Numerical-Relativity Precession Dynamics
对于即将到来的引力波探测器来说，双星黑洞系统有望成为重要的引力波源。如果自旋彼此不共线或与轨道角动量不共线，这些系统就会表现出复杂的进动动力学，并印在引力波形上。我们开发了一个新的程序，以匹配的进动动力学计算的后牛顿（PN）理论的数值模拟的完全广义相对论的二元黑洞。对于持续大约两个岁差周期的数值相对论NR）模拟，我们发现PN和NR对轨道角动量和自旋方向的预测在螺旋期间比具有NR的$\sim 1^{\circ}$更一致，在合并附近增加到$5^{\circ}$。在NR和PN之间，轨道平面在轨道时间尺度上的章动很好地吻合，而自旋方向的章动在PN和NR中表现出质的不同行为。我们还研究了如何PN方程的进动和轨道相位演化收敛PN顺序，我们量化的影响，处理部分已知的PN条款的各种选择。
2015-02-05 gr-qc
Numerical study on the hydrodynamic instability of binary stars in the first post Newtonian approximation of general relativity
在广义相对论的后牛顿（1 PN）近似下，给出了并合双星流体动力学稳定性的数值结果。我们特别注意在绝热常数为$Γ=3$的刚性多方状态方程下，共转双星平衡态的流体动力学不稳定性。在以往对平衡态共转双星的1 PN数值研究中，发现在双星序列中存在能量和/或角动量极小值，它们是轨道间距的函数，在此极小值处发生长期不稳定性，并且随着1 PN修正的增加，轨道间距减小，角速度角速度增大。本文通过数值模拟，找到了在共转序列中，流体动力学不稳定性在什么位置，从而得到了最内层稳定圆轨道（ISCO）的位置。从数值结果中，我们发现，动力学稳定性极限似乎存在附近的能量和/或角动量的最小值，不仅在牛顿，而且在1 PN的情况下。这意味着广义相对论的1 PN效应增加了ISCO处引力波的角频率。
1997-10-03 gr-qc
The Structure of the Pseudo-Newtonian Force and Potential about a Five Dimensional Rotating Black Hole
本文研究了五维旋转黑洞的伪牛顿力和势的结构。考虑了力的性质从吸引力变为排斥力的条件。研究还发现，在一定条件下，该力将达到最大值。
2006-02-16 gr-qc
Constraining Relativistic Generalizations of Modified Newtonian Dynamics with Gravitational Waves
在广义相对论的弱场极限下，引力波服从线性方程，以光速传播。广义相对论的这些性质得到了超高能宇宙射线的观测以及LIGO最近对引力波的探测的支持。我们认为，现有的两个相对论广义的修正牛顿动力学，即广义爱因斯坦-以太理论和BIMOND，显示致命的不一致，这些意见。
2017-06-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The Pseudo-Newtonian Force and Potential of the Stringy Black Holes
本文研究弦黑洞的赝牛顿力和势的结构。我们讨论了力的性质从吸引力到排斥力的条件。研究还发现，在一定条件下，该力将达到最大值。此外，质量和电荷的比率被评估为最大力。
2011-06-13 gr-qc
Pseudo Newtonian Potential For a Rotating Kerr Black Hole Embedded in Quintessence
伪牛顿势一直是讨论粒子在时空中运动的有效工具，它避免了广义相对论中场方程的繁琐和几乎不可能的非线性计算。Mukhopadhyay在2002年为旋转克尔黑洞引入了这样一个伪牛顿势，它足够有效，可以复制经典力学的场景。但没有这样的模型来解释暗能量领域。2016年，S Ghosh为这种嵌入精华的旋转黑洞引入了拉格朗日。在本文中，我们得到了这个新黑洞解的一个伪牛顿力。本文介绍了一个简单的计算方案，以评估任何时空度规的伪牛顿力。该模型最多具有相当于广义相对论结果的$4.95 \%$误差。因为我们采用了一种流行的暗能量，这是一种广义的伪牛顿力，可以用来解释晚期加速宇宙。本文还讨论了有无暗能量效应时赝牛顿力的差别。本文还解释了我们现在的宇宙的性质和它的命运（局部地在一个黑洞周围，当考虑到暗能量的排斥负压时）。
2019-05-09 gr-qc
Dark matter and non-Newtonian gravity from General Relativity coupled to a fluid of strings
本文给出了被静态球对称弦流体包围的质点的爱因斯坦场方程的精确解。解在原点处是奇异的。在弦云极限附近，牛顿力定律有一个$1/r$修正。值得注意的是，在大的距离和小的加速度下，这个定律与Milgrom为了解释星系平坦的旋转曲线而不引入暗物质而发明的唯象力定律相吻合。当在弦流体的宇宙学模型中解释时，新的解自然解释了为什么米尔格罗姆的临界加速度与哈勃参数具有相同的数量级。
1994-12-20 gr-qc
Are Parametrized Tests of General Relativity with Gravitational Waves Robust to Unknown Higher Post-Newtonian Order Effects?
引力波观测在揭示有关引力基本性质的新信息方面具有巨大潜力，但提取这些信息可能很困难。一种流行的技术是广义相对论的参数化螺旋检验（参数化后爱因斯坦框架的实现），其中引力波形，如爱因斯坦理论中计算的轨道速度的级数展开，在给定的速度阶数下参数化变形。然而，大多数当前的方法通常只分析数据，同时一次考虑单个特定的修改。那么，对于我们忽略更高的后牛顿阶修正，用一个单一的修改来放置约束是鲁棒的吗？我们在这里表明，对于广泛的理论，特别是那些承认后牛顿展开的理论，单参数检验确实是稳健的。特别是，通过一系列完整的贝叶斯参数估计研究几个不同的合成数据集，我们表明，单参数约束没有退化，而是改善了多个参数的列入，提供一个包括信息的数学结构的系列。然后，我们用一个特定的重力理论，位移对称标量高斯-邦纳理论，其中的波形已经计算出更高的后牛顿秩序比领先。我们表明，这些高阶项的列入加强单参数约束，而不是削弱他们，而且加强是非常温和的。因此，这一分析提供了强有力的证据表明，单参数后爱因斯坦测试的广义相对论是强大的忽略高后牛顿阶项的广义相对论变形。
2022-06-28 gr-qc
Comparison between numerical-relativity and post-Newtonian waveforms from spinning binaries: the orbital hang-up case
我们比较的结果从数值模拟的自旋二进制的“轨道悬挂”的情况下，二进制完成至少9个轨道合并前，与后牛顿的结果使用近似泰勒T1，T4和Et。我们发现，在引力波频率达到$Mω= 0.1$之前的10个周期内，NR和2.5PN结果之间的累积相位差小于3弧度，当使用3.5PN结果时小于2.5弧度。随着黑洞自旋的增加，NR结果和限制PN结果之间的振幅不一致性增加，从等质量情况下的约6%增加到黑洞自旋为$S_i/M_i^2 = 0.85$时的12%。最后，我们的结果表明，合并波形将发挥重要作用，估计自旋从这样的inspiral波形。
2008-11-26 gr-qc
Learning Inspiral-Merger-Ringdown Waveforms from a Post-Newtonian Baseline
University of Puerto Rico Mayagüez（波多黎各大学马亚圭兹分校）；Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立学院）
提出一种机器学习驱动的波形建模方法，用Kolmogorov-Arnold网络从SXS波形学习残差修正，增强而非取代解析波形结构，在75个模拟上实现中位失配2.7×10⁻⁵。
2026-09-25 astro-ph.HE gr-qc
