Predicting Mercury's Precession using Simple Relativistic Newtonian Dynamics
提出了一个新的简单的相对论行星运动模型，精确地描述了水星近日点的异常岁差及其起源。该模型的基础是将牛顿的经典行星运动方程从绝对时空转化为受引力势影响的真实时空，并引入了影响方向的概念。
2016-02-29 gr-qc physics.gen-ph
Electromagnetic alignment and jet precession around supermassive black holes: Quasi-periodic oscillations in tidal disruption events
Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理研究所）；The Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics（卡弗里天文学与天体物理研究所）；Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications（北京数学与应用科学研究所有限公司）；Department of Astronomy, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院天文学系）
该研究通过电磁角动量转移协变公式，揭示潮汐瓦解事件中迷你盘进动与喷流调制的机制，预测流量比衰减、频率漂移等观测特征，可提取黑洞自旋与磁通量密度。
2026-09-07 astro-ph.HE gr-qc
Standard Clocks, Orbital Precession and the Cosmological Constant
讨论了宇宙学常数对引力磁钟效应和电磁射线引力时间延迟的影响。此外，我们考虑了双星系统的相对运动在宇宙学常数$Λ$中的线性次序。给出了任意轨道偏心率下$Λ$对近心岁差影响的一般表达式。
2003-04-25 astro-ph gr-qc
Unified Picture of Electromagnetic and Gravitational Forces in Two-Spinor Language
用Weyl双旋量语言新表述了著名的广义相对论测地线方程，这种表述方法便于与以前研究中得到的一组等效于电动力学中的洛伦兹力的双旋量方程相结合。得到了自旋为1/2的带电粒子在任意电磁场和引力场中的一般旋量运动方程，不仅描述了时空轨迹，而且描述了自旋进动。对于Schwarzschild度规和径向轨道的情况，得到了统一引力和电力的旋量方程，并在弱引力场（或距源较远）下求解。
2020-09-03 gr-qc
Triaxially-deformed Freely-precessing Neutron Stars: Continuous electromagnetic and gravitational radiation
中子星（NS）的形状与其内部结构和超核物质的状态方程密切相关。一个快速旋转的，不对称的NS在银河系进行自由岁差，使其成为一个潜在的来源，多信使观测。自由岁差可以表现在（i）连续引力波（GW）的频谱在千赫兹波段的地面GW探测器，和（ii）的定时行为和脉冲轮廓特征，如果NS作为一个脉冲星与无线电和/或X射线望远镜监测。我们扩展了以前的工作，并详细研究了三轴变形NS的自由进动的分析和数值方法。特别是，其相关的连续GW和脉冲信号的推导。明确的例子说明了连续的GW，以及在时域和频域的定时残差。这些结果可用于未来的三轴变形自由旋进NS的多信使观测，以提取尽可能多的科学含义。
2020-08-13 astro-ph.HE gr-qc
Measuring mass moments and electromagnetic moments of a massive, axisymmetric body, through gravitational waves
具有电荷密度的旋转质量物体周围的电真空由其多极矩（质量矩、质量电流矩、电矩和磁矩）描述。如果忽略引力辐射，一个围绕这样一个物体运行的小的不带电的测试粒子在测地线上运动。小天体发出的波携带着中心物体的几何信息，因此，原则上，我们可以推断出它的所有多极矩。由于它的轴对称性，现在源的特征在于四个系列的标量多极矩：它的质量矩$M_l$，它的质量-电流矩$S_l$，它的电矩$E_l$和它的磁矩$H_l$，其中$l=0,1,2,...$。四个可测量的量，每对数频率间隔的引力波发射的能量，近星点的岁差（假设几乎圆形轨道），轨道平面的岁差（假设几乎赤道轨道），和每对数频率间隔发射的周期数，作为幂级数的牛顿轨道速度的测试身体。幂级数系数是各阶矩的简单多项式。
2006-09-21 gr-qc
Magnetic field effects on spherical orbit in Kerr-Bertotti-Robinson spacetime: constraints from jet precession of M87*
Lanzhou University（兰州大学）
研究通过 M87* 辐射进动周期约束 Kerr-Bertotti-Robinson 空间中磁场对球形轨道的影响，获得磁场上限并验证强引力 regime 中磁化黑洞的探测有效性。
2026-02-03 gr-qc hep-th
Systematic errors in low latency gravitational wave parameter estimation impact electromagnetic follow-up observations
Advanced LIGO/Virgo带来的最令人期待的机会之一是对紧凑合并的多信使观测。光学对应物可能是短暂的，因此快速表征引力波（GW）事件对于发现电磁特征至关重要。满足快速GW参数估计的需求的一种方式是使用具有紧凑物体自旋的简化处理的波形模型来权衡速度的准确性。我们报告的系统误差GW参数估计时，使用不同的自旋近似恢复通用信号。当使用非旋转模板时，可以通过使用简单进动波形的$>5σ$和超过$20σ$来偏置组件质量测量。这表明电磁观测活动不应该采取严格的方法来选择哪些LIGO/Virgo候选者需要基于低延迟质量估计进行后续观测。对于天空定位，我们发现搜索区域对于非旋转分析最多大${\sim}$ 2倍，并且对于我们分析中考虑的任何简化波形系统地更大。非旋进波形的距离偏差可以超过100%，并且当自旋角动量在双星轨道平面内时，距离偏差最大。我们确认，自旋对齐的波形应用于低延迟参数估计在最低限度。包括简单的进动，虽然计算成本更高，但除了具有极端进动效应的信号之外，还减轻了偏差。我们的研究结果闪耀的聚光灯上的计算成本低廉的处理波形和/或大规模并行算法的参数估计的发展的关键需求。
2016-03-01 astro-ph.HE gr-qc
Helicity Precession of Spin-1/2 Particles in Weak Inertial and Gravitational Fields
本文计算了自旋为1/2的粒子在经典电磁场和引力场作用下的螺旋性和手征性效应。螺旋度的演变，然后确定在非相对论，相对论和超相对论制度。我们发现，惯性引力可以区分螺旋性和手征性。一般来说，即使粒子没有质量，螺旋度也不守恒。然而，在这种情况下，惯性场几乎不能作用于费米子。
2004-05-30 gr-qc hep-ph hep-th
Preliminary bounds of the gravitational Local Position Invariance from Solar System planetary precessions
在参数化后牛顿（PPN）形式的框架下，我们计算了长期的首选位置（PL）的影响，与Whitehead参数$ξ$，除了半长轴$a$本地化的两体系统的所有开普勒轨道要素成比例。它们违反了由广义相对论（GR）实现的引力局部位置不变性（LPI）。利用太阳系行星历表领域的最新研究成果，得到了$ξ$的初步界。没有探测到火星的任何异常近日点岁差，使我们能够间接地推断出$|ξ|\leq 5.8\times 10^{-6}$。\textcolor{black}{Such a bound is close to the constraint, of the order of $10^{-6}$, expected from the future BepiColombo mission to Mercury. As a complementary approach, the PL effects should be explicitly included in the dynamical models fitted to planetary data sets to estimate $ξ$ in a least-square fashion in a dedicated ephemerides orbit solution.}在$<3σ$水平上用EPM2011星历表确定的金星和木星异常近日点岁差的比率，…
2013-11-05 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Supermassive black hole mergers as dual sources for electromagnetic flares in the jet emission and gravitational waves
我们提出了一种新的观测类型的引力波发射的超大质量黑洞合并到他们的电磁同行。这种双重发射涉及到相对论性喷流的变化，这种喷流是由位于其底部的超大质量黑洞双星的自旋-轨道进动引起的。
2013-09-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Orientation Memory of Magnetic Dipoles
本研究探究电磁辐射对远场磁偶极子的进动效应，发现其会产生垂直于波传播方向的净旋转，构成陀螺型引力记忆的电磁类比，且进动速率随距离平方衰减，与电磁对偶、光学螺旋度相关，还通过多极展开计算了局域源的记忆效应并指出其出现在宇称破缺构型中。
2024-01-31 gr-qc hep-th
A proposal for the origin of the anomalous magnetic moment
我们研究了所有粒子的反常磁矩的一种新的贡献形式。这个共同的起源是在最近的电动力学的处理框架中显示的，该框架基于引入没有引力特征的电磁度量。这个有效的度规构成了所有带电或不带电的物体都能感知到的普适纯电磁过程。因此，它产生了一个补充解释的存在异常磁矩的带电粒子，甚至为非带电粒子如中微子。
2013-11-05 gr-qc physics.gen-ph
Precessional instability in binary black holes with aligned spins
准圆轨道上的双黑洞，其自旋与轨道角动量一致，几十年来一直是分析和数值相对论的实验平台，尤其是因为对称性确保了这种配置是自旋进动方程的平衡解。在这项工作中，我们表明，这些解决方案可以是不稳定的，当高质量的黑洞的自旋与轨道角动量对齐，低质量的黑洞的自旋是反对齐。当二元分离$r$介于值$r_{\rm ud\pm}= (\sqrt{χ_1} \pm \sqrt{q χ_2})^4 (1-q)^{-2} M$之间时，在这些配置中的自旋对于进动到大失准是不稳定的，其中$M$是总质量，$q \equiv m_2/m_1$是质量比，而$χ_1$（$χ_2$）是质量更大（更小）的黑洞的无量纲自旋。这种不稳定性存在的自旋幅度和质量比的范围很广，并可能发生在合并附近的强场制度。我们描述的起源和性质的不稳定性，使用最近开发的分析技术来表征完全通用的自旋进动。这种不稳定性提供了一个渠道，以规避天体物理学的自旋对齐在大的二元分离，允许显着的自旋进动合并之前，影响引力波和电磁签名的恒星质量和超大质量的二元黑洞。
2015-10-05 astro-ph.HE gr-qc
Probing Ultralight Bosons with Compact Eccentric Binaries
自旋黑洞通过超辐射过程可以大量产生超轻玻色子，并形成类氢光谱的束缚态。我们表明，这样的“引力原子”通常具有巨大的质量四极杆，并导致显着的轨道进动时，它与第二个紧凑的对象形成一个偏心二进制。动力学形成的黑洞双星或脉冲星-黑洞双星在它们的早期吸气期间是典型的偏心的。我们发现，大的轨道岁差可以在它们的引力波或脉冲星定时信号中产生明显的和可观测的信号。
2021-07-27 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Measuring coalescing massive binary black holes with gravitational waves: The impact of spin-induced precession
大质量黑洞的合并会产生引力波（GW），这些引力波将被空间探测器（如LISA）测量到大的红移。双星系统中黑洞的自旋对其波形有重要影响。具体来说，大地测量和重力磁效应导致自旋进动;这种进动然后调制波形，增加周期性结构，编码有关双星成员的有用信息。在Vecchio的开创性工作之后，我们研究了在波形模型中包括这些进动引起的调制对GW测量的影响。我们发现，额外的周期性，由于自旋进动打破某些参数之间的简并性，大大提高了测量的精度。特别是，质量测量得到了极大的改进，提高了一到几个数量级。源在天空中的定位也得到了改善，尽管没有那么多--低红移系统可以被定位到一个椭圆上，这个椭圆在长方向上大约是${a few} \times 10$角分，在短方向上小2-4倍。虽然相对于忽略自旋进动的分析来说，这不是一个巨大的改进，但即使是在源定位方面的适度增益也会大大促进对GW事件的电磁对应物的搜索。到光源的距离的确定也得到了改进：我们发现，在测量的光度距离中的相对误差通常为$\sim 0.2%-0.7%$在$z \sim 1$。最后，包括岁差，我们发现，自旋本身的幅度通常可以确定为低红移系统的精度约为$0.1%-10 %$，取决于自旋值，允许在宇宙时间内的质量和自旋演化的准确调查。
2008-05-16 astro-ph gr-qc
Gravitational waves from freely precessing neutron stars
本文模拟了自由进动中子星的引力波辐射。其目的是估计可能的源强度，作为引力波天文学家寻找此类信号的指南。我们将恒星建模为一个部分弹性、部分流体的天体，其转动惯量张量具有四极形变。自由岁差的角振幅受到恒星地壳有限的破裂应变的限制。内部耗散对恒星的影响是重要的，在扁圆形变的恒星中，进动角会迅速衰减。然后，我们继续研究详细的情况下，自由岁差创建和/或维持一些天体物理机制。我们考虑吸积力矩，电磁力矩，毛刺和恒星遭遇的影响。我们发现，所考虑的机制要么太弱，导致先进的LIGO干涉仪可检测到的信号，或发生太少，给一个合理的事件率。因此，我们的结论是，至少使用我们的恒星模型，自由岁差是不是一个很好的候选人检测即将到来的激光干涉仪。
2001-06-29 astro-ph gr-qc
Testing MOND in the Solar System
修正的牛顿动力学（MOND）一般预测违反强版本的等效原理。因此，系统的引力动力学依赖于系统所处的外部引力场。这种所谓的外场效应表明，在太阳系行星的引力势中，沿着银河系外场的方向存在着异常的四极校正。我们计算了这种效应的数值积分的MOND方程的存在外磁场，并推导出长期岁差的行星近日点的影响。我们发现，岁差效应是相当大的外部气态行星，在土星的情况下，是可比的，在某些情况下，边际排除由最好的行星星历允许的岁差公布的残差。
2011-05-29 astro-ph.CO gr-qc
Quantification of GR effects in muon g-2, EDM and other spin precession experiments
最近，Morishima，Futamase和Shimizu发表了一系列手稿，提出了基于后牛顿近似计算的论点，即在基于自旋进动的μ子磁矩的实验测定中可以存在相当大的广义相对论（GR）修正，即，在μ介子g-2实验中。作为回应，其他作者认为，影响肯定比声称的要小得多。进一步的作者认为，效果正好抵消。此外，由于非测地线运动，已知的de Sitter和Lense-Thirring效应的公式不适用。所有这些都表明，在自旋传播问题中，从第一性原理估计GR修正的影响是困难的。因此，在本文中，我们提出了一个完整的广义相对论计算，以量化这种影响。主要的方法是纯粹的微分几何工具的费米-沃克运输在史瓦西背景。此外，由于在实验装置的电磁场中的传播的拉莫尔进动。对于μ子g-2实验的GR校正原来是非常小的，远低于目前的灵敏度。然而，在其他类似的储存环实验设置，如电偶极矩（EDM）搜索实验，其中使用所谓的冻结自旋方法，GR给出了一个很好的检测效果，并应进行校正。所有冻结自旋方案都受到影响，这些方案打算对垂直平面内的自旋进动达到0.1微弧度/秒的灵敏度。
2018-07-26 gr-qc hep-ph hep-th
