宇宙常数■≠0的平面引力波

本文在弱场近似条件下研究宇宙常数(?)≠0的平面引力波,得到一些新的物理结果。弱引力场度规g_(μν)=G_(μν)+h_(μν)。G_(μν)为闵可夫斯基度规。在弱场近似下Ricci张量=     

杨振宁引力规范场的平面类波解

杨振宁引力规范场在无源时的方程为Einstein场方程在无源时为习知,Einstein场方程在真空情况下不存在真正的引力平面解。虽然某些人称某些引力波为平面波,但那不是真正的平面波,而是因为它具有平面电磁波的许多对称性。但在杨振宁场方程中情况却不同,本文导出了它存在平面解,并且准确地求出了平面类波解。这些类波解可以分为两大类,一类是类时的,一类是类空的,并不存在类光的平面类波解。     

引力波和静磁场相互作用以及电磁引力波探测器

关于引力波和电磁场的相互作用,不少作者已经进行了详细的研究。他们在弱场近似下将Maxwell方程线性化,然而讨论引力与电磁场之间的相互作用问题。可是他们还存在某些不足和矛盾,如对有电荷、电流时的Maxwell方程线性化问题未加以讨论。我们直接从弯曲空间的Maxwell方程出发,进行线性化。将电磁场张量及电流密度矢量按h_uv展成级数,在一级近似下有     

宇宙残余引力波和双星引力辐射

综述广义相对论中引力波的研究,主要报告有关残余引力波和引力辐射方面的系列研究结果.先简介引力波方程和基本物理概念,然后讨论含有扰动二阶项的非线性场方程,引力波的能动张量,短波平均,残余引力波的压强定义和高频发散扣除等问题.给出膨胀宇宙中残余引力波的解析解,覆盖了从极早期暴涨到现阶段加速膨胀的各阶段,给出任何时刻和波长都成立的功率谱、能量密度和压强谱,讨详细论了暴涨阶段原初谱的定义,简介现阶段谱的各频段可能探测,主要讨论目前运行的激光干涉探测器对谱的限制和信噪比,给出残余引力波所诱导的微波背景辐射的磁场型偏振的解析谱.最后基于后牛顿近似,计算OJ287双黑洞的轨道、引力辐射能流、波形等,讨论了双星的质心漂移问题.     

感受时空震颤的涟漪——来自2016年首期“未来论坛”的科学发声

100年前爱因斯坦广义相对论预言了引力波的存在,经过半世纪的搜寻,这一宇宙学"世纪悬案"于2016年2月11日有了结果:人类首次直接探测到引力波!顿时各界沸腾!这一"高冷"的基础科学突破在普通人中也掀起了涟漪,就让知力君带领大家,聆听引力波研究领域的权威们如何深度解密"引力波"!陈雁北加州理工学院物理学教授、美国物理学会会士、LIGO科学联盟核心成员1916年,爱因斯坦在他的方程中发现了所谓的弱引力场下的解,这个解便描述了引力波。从类比的方法来看,引力波很像水面上的波动。当水面振荡时,它的振荡会以水波的形式传播出去。同样的,时空几     

杨振宁场引力波的极化

各种不同的引力理论所预言的引力波的极化特征可以是各不相同的。因此,通过观测引力波的极化可鉴别各种引力理论的真伪。本文研究杨振宁场引力波的极化,这对于鉴别这种引力理论是有意义的。 杨振宁场遵从场方程:     

门式刚架中楔形柱平面内稳定长度系数的探讨

对门式刚架中工字楔形柱平面内稳定作了理论分析和探讨,推导了基于结构力学意义上柱的平面内一阶线弹性稳定性方程,对两端简支情况给出了平面内稳定长度系数的高精度近似解析解.给出了其他可能的近似支撑情况的边界条件,对4种支撑情况给出了平面内长度系数的袁和相应的修正公式.对于一般意义上柱的平面内长度系数给出了力学近似简化模型,并给出了符合一定条件的柱的长度系数的一种计算方法.另外,文章导出的一个微分方程解析解为推导工字楔形单元在压力作用下的转角位移方程提供了依据,即为二阶线弹性分析工字形变截面构件提供了理论依据.     

门式刚架中楔形柱平面内稳定长度系数的探讨

对门式刚架中工字楔形柱平面内稳定作了理论分析和探讨,推导了基于结构力学意义上柱的平面内一阶线弹性稳定性方程,对两端简支情况给出了平面内稳定长度系数的高精度近似解析解。给出了其他可能的近似支撑情况的边界条件,对4种支撑情况给出了平面内长度系数的表和相应的修正公式。对于一般意义上柱的平面内长度系数给出了力学近似简化模型,并给出了符合一定条件的柱的长度系数的一种计算方法。另外,文章导出的一个微分方程解析解为推导工字楔形单元在压力作用下的转角位移方程提供了依据,即为二阶线弹性分析工字形变截面构件提供了理论依据。     

二矩阵模型的变分简化

<正> 在非阿贝尔格点规范场理论的平面近似研究中,首先探讨一下“零维”模型,即矩阵模型,是有益的,单矩阵模型和二矩阵模型在大N极限下有了严格解。Sakita曾把费曼变分方法用到单矩阵模型,而Guha把它用到了二矩阵模型。他们的结果表明:变分法给出的基     

宇宙中正(重子)物质如何起源?

宇宙中的物质主要以重子类物质而非反物质存在.这一物质反物质的不对称性或者重子类物质的起源问题是长久未解决的宇宙学难题.本文着重介绍了目前很流行的电弱重子数产生机制,即在电弱相变过程中重子数产生的机制及其在超出粒子物理标准模型的新物理模型中的实现以及实验检验.首先详细介绍了该机制的物理图像.其次,因为重子数的产生需要在新物理模型中引入额外的CP(电荷共轭-宇称)破坏以克服标准模型中CP破坏强度不足的弱点,所以也对此进行了简要介绍并讨论了这类新的CP破坏源和粒子电偶极矩的精密测量以及新物理探索的关联.还讨论了另一个对于新物理模型的要求即强一阶电弱相变的实现.最后介绍了一阶电弱相变过程中随机背景引力波的产生、其在基于太空的引力波干涉仪探测器中的实验探测以及此类引力波与新物理模型探索之间的关联.其他如一阶相变过程中原初黑洞的产生及其探测也在本文中作了简要介绍.     

美国英语的保守、创新及融合性

引力波是电磁波的反物质,来自另一物体的负电荷光子对物体中的带正电的原子核的电场引力就是万有引力,重力场的场量子就是负电荷光子.     

引力波探测的科学意义

<正>前面所载三篇文章原刊于今年3月6日发行的美国《科学》杂志,系该刊为纪念爱因斯坦创建广义相对论100周年而发,其内容涉及引力波及其探测问题。爱因斯坦于1913年确定广义相对论的纲要,于1915年建成此理论体系,其总结性论文《广义相对论基础》则于1916年发表。1918年,爱氏凭藉对广义相对论的引力场方程积分的近似方法,推导得出引力场的平面波近似解,从而作出引力波存在的科学预言。但是,能否导出引力场波动的严格解,曾一度为人们所怀疑,甚至也引起爱氏本人的疑虑;1936年,爱     

电磁波与万有引力

引力波是电磁波的反物质．来自另一物体的负电荷光子对物体中的带正电的原子核的电场引力就是万有引力,重力场的场量子就是负电荷光子。     

引引力波偏振

引力波的直接观测不但开启了一扇探测引力本质的全新窗口,而且使我们进入了多信使引力波天文学时代.引力波不影响单个检验粒子的测地线运动,其偏振态由两个相邻检验粒子的相对运动,即测地线偏离运动所决定.测地线偏离方程中只出现黎曼张量的电分量,它有6个独立分量,所以在最一般的度规引力理论中,引力波最多可以有6种偏振模式.这6种偏振模式分别为:"+"偏振态、"×"偏振态、呼吸偏振态、矢量-x偏振态、矢量-y偏振态及纵振态.爱因斯坦广义相对论中的引力波只有"+"与"×"两个张量偏振态,Brans-Dicke理论中的引力波除了"+"与"×"偏振态外,还有一个呼吸偏振态.在Horndeski及f(R)理论中,引力波除了"+"与"×"两个张量偏振态外,还有一个由呼吸模与纵振模混合而成的标量偏振态.在爱因斯坦-以太理论中,非零矢量场的出现破坏了局域洛伦兹对称性,该理论中的引力波以非光速传播,且具有5个独立偏振态.张量-矢量-标量理论中的引力波传播速度与光速不同,且该理论中的引力波具有6个独立偏振态.因为不同引力理论中的引力波偏振态不同,所以引力波偏振态的测量可用于探究引力本质.     

旋转扁壳非线性理论的牛顿-样条函数方法

薄壳的非线性分析和稳定性研究是板壳弹性力学研究中的一个重要课题,由于其非线性控制方程的复杂性,在数学上要想求得封闭形式的精确解是非常困难的,多年来的大量工作都是用一些近似方法寻求近似解析解或数值解。但现有的方法一般都只适于弱非线性问题,对强非线性问题它们就无能为力了,正如文献[1]指出的:“总的说来,对非线性力学的研究还仅     

弹塑性裂纹尖端场研究的最近进展

尖端场的研究是断裂力学中的核心问题之一。本文讨论Ⅰ型平面应变裂纹在理想弹塑性材料中的准静态定常扩展。如果材料是不可压缩的(泊松比v=1/2),Slepyan,Gao与Rice分别得到的四区解(即裂尖场上半平面由四个区组成,以后称为不可压缩材料的解)已为     

有限厚星系盘内域的泊松方程近似解析解

在星系密度波的渐近理论中,泊松方程的近似解析解有着十分重要的意义.对于无限薄盘,徐遐生、Bertin等以旋臂倾角参数i_0=m/kr为小参数先后求得相应泊松方程的一、二级渐近解,这些解可以很好地用于比较紧卷的螺旋结构,在平面盘密度波理论中起过重要作用;对于有限厚盘,彭秋和等人也曾得到相应泊松方程的一种解,不过此解需假定物质密度     

宇宙重加热产生的随机引力波背景

正2015年9月14日,人类首次直接探测到了致密双星并合产生的引力波,验证了广义相对论在100年前对引力波的预言,打开了人类认识宇宙的一扇崭新的窗口,也拉开了引力波天文学和引力波宇宙学的序幕~[1].除了致密双星并合系统外,宇宙早期发生的暴胀也能产生引力波,这类随机引力波称为原初引力波.暴胀理论预言的原初引力波在揭示宇宙的物理起源中扮演着重要的角色.无论在暴胀过程中还是在暴胀结束后的重加热阶段产生的原初引力     

透镜化引力波的散射问题及其应用

引力波的直接探测开启了引力波天文学时代.引力波传播路径中的大质量天体,例如黑洞、星系、星系团会散射引力波,发生引力透镜化引力波现象.这种现象包含动态引力场(引力波)、静态引力场(透镜体)以及宇宙学信息.透镜化引力波是引力波探测器重要科学目标之一.本文介绍了利用测地线方程、透镜方程和波动方程研究透镜化引力波的定态散射问题,回顾了利用透镜化引力波-电磁波系统研究引力波张量特性、干涉和衍射效应,以及其在引力波速度、哈勃常数、宇宙曲率、透镜体质量和子结构等方面的应用.     

首例引力波探测事件GW150914与引力波天文学

100年前,爱因斯坦从广义相对论出发,在理论上预言了引力波的存在.自20世纪60年代开始,科学家开始试图在实验上检测来自不同天体物理过程和宇宙学演化过程的引力波信号.经过了50多年的努力,位于美国的LIGO引力波探测器在2015年9月14日终于首次直接探测到了双黑洞合并的引力波信号,为人类的天文学研究打开了一扇全新的"引力波窗口".可以预见到在不久的将来引力波研究会从各个不同的引力波频段上探索宇宙的未知信息.本文从引力波的物理内容、空间和地面的探测手段及噪声限制、引力波在天体物理学等方面的可预见的科学产出、国内和国际上在这个研究领域的最新发展动态等方面,对引力波天文学做了简单的综述和讨论.另外,本文还就LIGO的首例引力波直接探测事件GW150914及其背后的双黑洞合并的物理过程做了一定的介绍.