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球对称引力体周围运动介质中光线的偏转

广义相对论与量子宇宙学 2024-06-18 v2

摘要

在大多数对围绕引力体的介质中弯曲时空内光线传播的解析研究中,假设该介质为冷非磁化等离子体。这种环境的显著特征是光线的运动方程与等离子体速度无关,然而在其他介质中并非如此。在本文中,我们考虑了光线在由一般折射率给出的运动色散介质中,于球对称引力体附近传播时的偏转。我们研究了介质运动定义为径向落入引力体(例如黑洞)或在赤道平面内旋转时的偏转。对于这两种情况,都求得了偏转角。这些例子表明,如果光线的哈密顿量作为给定动量分量的多项式具有相当一般的形式,则可以获得完全解析的表达式。进一步将一般表达式应用于三种特定选择的折射率,并对这些情况进行了比较。此外,将围绕引力体周围一般运动介质中传播的光线作为冷等离子体模型的小扰动进行了进一步研究。因此,偏转角公式表示为零阶和一阶分量之和,其中零阶项对应于已知的冷等离子体情况,一阶修正可以解释为由折射率与冷等离子体相比的微小差异引起。本文给出的结果允许描述由介质运动引起的效应,从而超越了冷非磁化等离子体模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.16842,
  title  = {Deflection of light rays in a moving medium around a spherically symmetric gravitating object},
  author = {Barbora Bezděková and Oleg Yu. Tsupko and Christian Pfeifer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.16842},
  year   = {2024}
}