宇宙学与引力物理中微扰时空的推迟格林函数

电磁辐射与引力辐射在一般弯曲时空中并不仅仅沿零锥传播。它们会产生“拖尾”，以等于及小于1的所有速度传播。如果这种偏离零锥的效应足够显著，可能意味着处于宇宙学距离上的天体（如超新星）看起来比实际更暗。它们的光变曲线相对于平坦时空中的对应情形可能发生畸变。这些效应反过来可能影响我们推断宇宙或其包含天体的性质与演化的方式。在引力语境下，拖尾效应会诱导一个自力，使得绕大质量黑洞旋转的致密天体偏离原本的测地路径。在对这类源预期的引力波进行建模时，必须考虑这一点。基于这些考虑，我们发展了微扰理论，用于求解微扰时空中的无质量标量、光子与引力子的推迟格林函数，假设这些格林函数在背景时空中是已知的。我们特别详细地阐述了微扰闵可夫斯基时空中的理论；并将我们的技术应用于计算克尔时空弱场极限下、精确到黑洞质量与角动量一阶的推迟格林函数。我们的方法建立在并推广了迄今为止文献中关于该主题的工作，为基于第一性原理、彻底研究光如何在空间平坦的非均匀弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克（FLRW）宇宙中跨越宇宙学距离传播奠定了基础。当推广到更高阶时，这一应用于引力子格林函数的微扰方案，可能为施瓦西与克尔黑洞几何弱场极限下的自力问题提供近似的解析（或半解析）结果。