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光的引力偏折角:由观测者给出的定义及其在渐近非平坦时空中的应用

广义相对论与量子宇宙学 2020-05-27 v2 高能天体物理现象 高能物理 - 理论

摘要

Ishihara等人[Phys. Rev. D, 94, 084015 (2016)]基于高斯-博内定理并采用光学度规,研究了观测者与光源距透镜天体有限距离时光的引力偏折角。他们处理有限距离情形的方法仅限于渐近平坦时空。通过若干假设,我们从其观测者视角对其定义给出一种解释:观测者假定在观测者位置处有一假想光发射方向,并将该基准发射方向与沿真实光线的方向进行比较。观测者位置处两方向之间的夹角可解释为Ishihara等人所定义的偏折角。本解释不要求渐近平坦性。受此启发,我们避开此类渐近区域来讨论光的偏折角的另一种积分形式。该形式清楚地表明,所提出的偏折角不仅可用于渐近平坦时空,也可用于渐近非平坦时空。我们在后者的两个模型中检验了所提偏折角:广义相对论中的Kottler(Schwarzschild-de Sitter)解和Weyl共形引力中的球对称解。Weyl共形引力中有限距离对光偏折的影响在偏折角中引出一项额外项,其在特定参数区域中可能勉强可观测。另一方面,Kottler时空中的相应效应则超出当前技术可及范围。

关键词

引用

@article{arxiv.2001.03290,
  title  = {Gravitational deflection angle of light: Definition by an observer and its application to an asymptotically nonflat spacetime},
  author = {Keita Takizawa and Toshiaki Ono and Hideki Asada},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2001.03290},
  year   = {2020}
}

备注

9 pages, 7 figures; Figures 6 and 7 added, accepted by PRD