Schwarzschild时空中具有内部应力的静态结构的几何浮力效应
广义相对论与量子宇宙学
2026-05-05 v2
摘要
在曲线时空中，可变形物体可以通过周期性内部运动而无需使用推进剂的方式实现其质心位移，如Wisdom所示。在本文中，我们在Schwarzschild时空中显式构建具有内部应力的静态结构，这些结构仅凭应力分布即可产生类似浮力的力（以压力不平衡导致的力的意义上，但与流体浮力的物理本质不同），而无需非引力外部力或周期性内部运动。该机制通过由沿着空间测地线排列的棒状元素组成的简单静态结构来说明，其中分配了内部应力，进行了数值计算和渐近分析。对于现实大小的结构而言，结果效应极小，无法实现对抗重力的上升。然而，这揭示了广义相对论中扩展体动力学的新方面，即应力-曲率耦合如何即使在静止配置下也影响扩展体的运动。
引用
@article{arxiv.2604.17881,
title = {Geometric Buoyancy-like Effects of Static Structures with Internal Stress in Schwarzschild Spacetime},
author = {Yuji Takeuchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.17881},
year = {2026}
}
备注
13 pages, 3 figures; minor updates