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具有正宇宙学常数的渐近平坦性:IV. “无入射辐射”条件

广义相对论与量子宇宙学 2019-07-31 v2 高能物理 - 理论 数学物理 math.MP

摘要

考虑\emph{完整、非线性}广义相对论中的致密天体——如中子星或黑洞双星。在宇宙学常数 Λ\Lambda 为零的情形下,此类系统发射的引力辐射由 Bondi、Sachs、Penrose 等人建立且已有 50 余年历史的成熟框架描述。然而,我们迄今尚无将该框架扩展以包含\emph{正}宇宙学常数——或更一般地,负责宇宙加速膨胀的暗能量——的满意方案。特别是,我们尚缺乏此情形下引力波的恰当规范不变刻画。作为将 Bondi 等人框架扩展至 Λ>0\Lambda >0 情形的下一步,本文探讨如下问题:如何以规范不变方式对此类孤立系统施加“无入射辐射”条件?应在哪个相关过去边界施加这些条件,即 Λ=0\Lambda=0 情形中使用的过去零无穷远 I0\mathcal{I}^{-}_{0} 的\emph{物理相关}类比是什么?该边界处的对称群是什么?它与 Bondi-Metzner-Sachs(BMS)群有何关系?相关的守恒荷是什么?在 Λ0\Lambda \to 0 极限下发生什么?我们是否系统性地恢复 Λ=0\Lambda=0 理论在 I0\mathcal{I}^{-}_{0} 处的 Bondi-Sachs-Penrose 结构,还是即便在极限下仍存在一些差异?我们将发现,尽管存在诸多相近相似,也与渐近平坦情形有一些微妙但重要的差异。有趣的是,要分析这些问题,必须将 Bondi 等人提出的概念结构与数学技术同与\emph{准局域视界}相关的那些相结合。

关键词

引用

@article{arxiv.1904.02822,
  title  = {Asymptotics with a positive cosmological constant: IV. The `no-incoming radiation' condition},
  author = {Abhay Ashtekar and Sina Bahrami},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1904.02822},
  year   = {2019}
}

备注

56 pages, 5 figures; several clarifications and references added to make the material more easily accessible especially to geometric analysts and mathematical relativists interested in conceptual issues.Version to appear in PRD