引力场中的质量亏损效应

引力场中的质量亏损效应

龚添喜[1]2005年在《引力场中的轨道和质量亏损效应》文中研究指明本文从引力场中运动方程出发得到了引力场中的轨道效应和质量亏损效应。第一部分综述了广义相对论所经受的实验检验及现代引力理论给出的新推论——引力效应。并阐述了我们所研究的引力场及其性质。第二部分从短程线方程出发推出了试验粒子轨道微分方程,然后利用待定系数法求出了引力场中近日点的进动表达式,并将Reissner-Nordstrom-Kasuya(R-N-K)度规代入轨道微分方程,从而求得了在R-N-K场中的试验粒子轨道近日点的进动效应。然后,通过对R-N-K场中轨道效应中各参数的讨论得到了在不同条件下和不同场中的轨道效应。第叁部分先系统地推导了R-N-dS场中的质量亏损效应:试验粒子,均匀荷电球壳和均匀荷电固体球等的质量亏损效应。然后讨论了在不同条件和不同场中的质量亏损效应:中性粒子的质量亏损效应,宇宙因子λ为零、场源不含磁荷或电荷时天体的质量亏损效应等。

黄秀菊[2]2003年在《引力场中的质量亏损效应》文中认为引力效应是天体物理学和天文学中非常重要的一个内容。研究各类引力效应对于解释诸多天文现象都有重要的现实意义和理论指导意义。其中的质量亏损效应——粒子从无引力场的区域运动到引力场内并结合成引力质量时,质量的一部分要被辐射出去——就是一种重要的引力效应。具体来说,对于试验粒子,当它由无穷远处运动到引力场中某点时,其质量由m_0变为m,发生的质量亏损为△m=m_0-m;对于球壳或固体球,当组成球壳或固体球的这些物质分散在无穷远处时,总质量为M_0,当这些分散在无穷远处的物质结合成球壳或固体球时,其质量变为M,发生的质量亏损为△M=M_0-M。这部分损失的质量便以热能或其它形式的能量辐射出去。讨论不同场中的质量亏损效应对于研究不同天体的形成及演化都有重要意义。 本文第一章中,首先介绍引力效应的概念及所属范畴,然后引出质量亏损效应,并介绍了与这一效应相关的恒星物理学及吸积理论的基本知识。第二章详细讨论了史瓦西场中及R-N场中的质量亏损效应,且当α=0时,后者就会退化为前者的情况。第叁章首先在Hellings-Nortdvedt理论中导出Null Hellings-Nordtvedt度规(NHN度规),然后计算此度规下的质量亏损效应。最后一章讨论了恒星的形成及演化过程、恒星活动及吸积现象等。从中可以看出这些过程或现象中都伴随着质量亏损(转移或交流)的现象。因此,研究这一引力效应在天体物理学及天文学中都有重要意义。

黄河[3]2011年在《引力场中的中微子振荡和质量亏损》文中认为引力效应是天体物理学和理论物理学中一个非常重要的研究内容。与此同时,对各类引力效应的理论研究对于解释具体的天文现象也有着重要的现实意义。人们根据爱因斯坦的引力场方程,可以得出许多牛顿引力理论中所没有的推论,其中一些可以或多或少地被赋予物理解释,这些推论便被称为引力效应。本文集中讨论两种典型的引力效应:(1)质量中微子在Reissner-Nordstrom(RN)场中以及Reissner-Nordstrom-de Sitter (RNdS)场中的振荡相位;(2)史瓦西场和史瓦西-德西特场中的质量亏损效应。近年来,关于质量中微子的研究引起了许多研究者的关注,特别是由于日本超级神冈大气中微子实验取得了巨大的成功,对质量中微子振荡的研究近年来也成为了一个热门领域。根据当前的粒子物理学理论可知,自然界存在着叁类中微子,分别为电子中微子,μ中微子和,丁中微子,中微子具有叁种不同的类型被称为中微子具有叁种不同的味。若中微子的静止质量不为零,则不同味的中微子之间可能会相互转化,如νe中微子运动一段距离后将转变为νμ中微子或ν(?)中微子,而νμ中微子ν(?)中微子又可能再次转换为νe。中微子。这种不同味中微子之间互相转化的现象称为“中微子振荡”。基于理论上的考虑,当考虑到引力场的作用时,对在平直时空中中微子振荡的描述也很自然地推广到弯曲时空中。最近,人们研究了在各种不同引力场中的中微子振荡现象,也对于引力场对中微子振荡的影响产生了极大的兴趣,并且用各种方法计算了中微子在各种引力场中的振荡相位,比如平面波近似等。本文计算了质量中微子在两种典型的引力场(RN场和RNdS场)中沿短程线传播的振荡相位,并对质量中微子在这两种场中的振荡相位的表达式进行了分析和比较。广义相对论预言,当粒子由无引力区域结合成引力质量时,质量的-部分要被辐射出去。由等效原理可知粒子的引力质量等于其惯性质量。由于动能和势能可以转化为惯性质量,所以也就可以转化为引力质量。引力场中的源质量就包含有与引力场本身质量相对应的自能。把这一质量和组成它的所有粒子都在无穷远处时所具有的质量进行比较,便可求得上述质量亏损。为此,需要先求出引力场中一个试验物体的质量和它在无限远处质量之间的关系式。本文在第叁章分别计算了在史瓦西场和史瓦西德西特场中的质量亏损:(1)中性实验粒子的质量亏损,(2)均匀吸积球壳的质量亏损,(3)均匀吸积球的质量亏损。在此基础上,阐明了计算结果的物理意义。

耿金铃[4]2016年在《弦黑洞和类quintessence物质包围的黑洞时空中的引力效应》文中认为黑洞产生的引力场非常强劲,以至于即使光线进入其视界内也无法逃逸。因而黑洞无法直接观测,但是可以通过其它间接方式,例如霍金辐射、粒子流喷射、吸积盘和引力透镜等效应,进行观测研究来获取黑洞的存在及质量等相关信息。本文从黑洞时空中粒子的轨道运动、黑洞对类quintessence物质的吸积和黑洞产生的强引力透镜效应叁个方面对黑洞进行了研究。在第一章,我们对黑洞的形成和分类、暗能量标量场模型及引力透镜效应的基础知识进行了简单介绍。在第二章,借助相平面分析法,结合有效势能研究了弦黑洞引力场中的轨道动力学。给出了弦黑洞引力场中的广义相对论运动方程,讨论了试验粒子的轨道稳定性和轨道类型。我们的结果显示,当角动量b≤4.3887时,试验粒子将掉入黑洞,且在rmin=5.47422处,试验粒子存在最小稳定圆轨道。在第叁章,研究了带电弦黑洞对暗能量的吸积问题,得到了流体速度等于声速的临界点位于视界之内。我们考虑线性暗能量和Chaplygin气体两种暗能量模型,分别给出了黑洞吸积这两种暗能量时质量变化的表达式。通过分析得到,当带电弦黑洞吸积类phantom暗能量(满足ρ+p<0)时,质量会减少;而吸积类quintessence暗能量(满足ρ+p>0)时,质量会增加。在第四章和第五章,利用强场限制条件,分别研究了弦黑洞和由类quintessence物质包围并带有立体亏损角的黑洞时空中的强引力透镜效应。假设这两种黑洞模型都是位于银河系中心的超大质量天体,我们评估了它们的强场限制参数和可观测量的数值解。研究得到,在弦黑洞引力场中,随着度规参数α的增长,角位置θ∞增大,相对亮度Rm减小。在由类quintessence物质包围的带有立体亏损角的黑洞时空中,随着立体亏损角或类quintessence物质的能量密度的增加,偏折角和强场限制参数都增加得越来越快。且与Schwarzschild黑洞进行比较,被类quintessence物质包围的黑洞存在更小的相对亮度,当暗能量的状态参数取不同值时,角位置和角间距的变化情况也不同。因此,借助强引力透镜效应,我们可以将弦黑洞和被类quintessence物质包围的带立体亏损角的黑洞与Schwarzschild黑洞区分开来,也为进一步了解这两种黑洞提供了一种可行的方法。

龚添喜, 王永久[5]2004年在《球对称度规场中的质量亏损效应》文中进行了进一步梳理得到了一类带荷天体在含宇宙常数的重力场,即Reissner Nordstrom deSitter场中的质量亏损效应的几个表达式,通过讨论这些表达式中的参数,得到了在其他几种场中和不同条件下的质量亏损.这些是天文学中关于天体形成过程辐射出去能量的有意义的求解方法.

朱世昌[6]1979年在《广义相对论中自转球体的引力质量亏损和转动质量效应》文中指出一、引言 组成球体的各质量元之间的引力相互作用是产生引力质量亏损的原因,如果先将组成球体的各质量元dm_0分散于任何引力场之外,然后将它们集合在一起组成球体,则由于各质量元之间的引力相互作用,整个球的质量m将较m_0亏损(m_0为无自身引力相互作用的静质量)。

向茂槐, 陈菊华, 王永久[7]2011年在《含整体单极子黑洞场中的吸附和辐射》文中研究说明本文研究了在含整体单极子的黑洞场中质量亏损效应,计算了被吸附的(落向质量中心的)中性粒子的质量亏损,进而计算了被吸附的质量球壳以及极限情况下质量球的质量亏损.这些物质的质量亏损最终将转化为能量辐射.

龚添喜[8]2010年在《引力场中的轨道效应和黑洞的量子隧穿效应》文中研究说明随着广义相对论引力效应不断被实验观测所验证,Einstein的广义相对论已成为公认的经典理论。同时,随着科学技术的发展,更多的引力效应被观测到和被验证。引力场中的轨道效应就是其中的一类。其极限情况光子的轨道效应(引力场中光线的偏转)更是广义相对论的四大经典实验验证之一。在第二章中,我们运用一种优美的数学方法,计算了带有电荷和整体单极子的中心质量的引力场中的轨道进动效应。通过对所得结果的分析,我们发现,由于整体对称性破缺,轨道进动效应将增强,但由场源的电荷引起的轨道进动效应削弱了由场源的质量引起的相应效应。我们推广了Schwarzschild场中的轨道效应,通过对天体参数的讨论,得到了相应天体的轨道进动效应,为广义相对论提供了一种可能的实验验证。我们还计算了带有电荷和磁荷的旋转场源外部稳态时空中光子的轨道效应。通过对所得结果的分析,我们发现电荷所引起的光子轨道偏转效应减小了由场源质量所引起的光子轨道偏转效应,但由场源的旋转所引起的相应偏转效应依赖于源的旋转方向与光子运动方向之间的夹角。我们通过对相应的天体参数的讨论得到了一系列有意义的结果。第叁章介绍了黑洞基本热力学性质,并分别运用Bogoliubov法和Damour-Ruffini(D-R)方法证明了黑洞存在热辐射—Hawking辐射。第四章研究了黑洞的量子隧穿效应—将Hawking辐射看成穿过视界的隧穿过程,进行了直接的推导,得到了隧穿效率表达式。我们运用Keski-Vakkuri, Kraus and Wilczek(KKW)的分析方法计算被暗能量包围的黑洞的温度和熵,其温度和熵不同于相应的Hawking温度和Bekenstein-Hawking熵。我们得到的结果提供了一种处理信息疑难的可能机制—因为该辐射谱不再是纯热谱。最后,我们运用由Banerjee和Majhi所发展的非WKB近似的Hamiliton-Jacobi方法,计算了被暗能量包围的黑洞的温度和熵,即修正后的温度和熵。

苏沛[9]2013年在《双黑洞引力场中电子辐射》文中指出1915年爱因斯坦(Einstein)提出广义相对论不久,奥本海默(Oppenheimer)等人在其工作的基础上提出可能存在黑洞这种极端的天体,之后对于黑洞研究如雨后春笋般兴起,其中对于由两个黑洞构成的双星系统引起了人们的广泛兴趣。本文的主要内容是研究电子在双黑洞引力场中的辐射情况:在第一章中简要概述了一下黑洞的发展历史,提供一个宏观的图像;第二章中围绕黑洞的分类、热力学性质等基本概念展开,提供一定的理论基础;在第叁章我们计算了双黑洞引力场中电子的加速度,并分相对论与非相对论情形对加速电子在引力场的中的辐射角分布,辐射总功率与辐射频谱展开具体的讨论。

杨忠, 张绍鹏[10]1996年在《中子星的引力质量亏损和转动质量效应》文中研究指明本文从Kerr度规出发,推算了中子星的引力质量亏损和转动质量效应。通过和同质量的恒星的情况进行比较,进一步证明了中子星具有十分显着的狭义相对论和广义相对论效应。

参考文献:

[1]. 引力场中的轨道和质量亏损效应[D]. 龚添喜. 湖南师范大学. 2005

[2]. 引力场中的质量亏损效应[D]. 黄秀菊. 湖南师范大学. 2003

[3]. 引力场中的中微子振荡和质量亏损[D]. 黄河. 湖南师范大学. 2011

[4]. 弦黑洞和类quintessence物质包围的黑洞时空中的引力效应[D]. 耿金铃. 昆明理工大学. 2016

[5]. 球对称度规场中的质量亏损效应[J]. 龚添喜, 王永久. 湖南师范大学自然科学学报. 2004

[6]. 广义相对论中自转球体的引力质量亏损和转动质量效应[J]. 朱世昌. 物理学报. 1979

[7]. 含整体单极子黑洞场中的吸附和辐射[J]. 向茂槐, 陈菊华, 王永久. 物理学报. 2011

[8]. 引力场中的轨道效应和黑洞的量子隧穿效应[D]. 龚添喜. 湖南师范大学. 2010

[9]. 双黑洞引力场中电子辐射[D]. 苏沛. 上海师范大学. 2013

[10]. 中子星的引力质量亏损和转动质量效应[J]. 杨忠, 张绍鹏. 内蒙古民族师院学报(自然科学版). 1996

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