光锥内部的标量与矢量尾辐射

在一般时空中，无质量场不仅沿源的前向光锥表面传播，也会在其内部传播。这种光锥内部的“尾辐射”常被描述为从时空曲率“散射”而来。本文中，我们研究此类尾辐射在一个紧凑、静态、球对称弱场（即低密度）质量分布下的传播，该质量分布远离源与观测者之间的视线（LOS），且仅通过引力与辐射耦合。对于此类扰动体，观测到的辐射存在四个不同时期：光锥部分；随后的早期尾——结束于以光速从源传播至扰动体中某点再抵达观测者的最早时刻；随后的中期尾；以及晚期尾——始于信号能完成上述旅程的最晚时刻。对于无质量标量场和矢量场（例如电磁辐射），我们重访先前研究的早期与晚期尾，并首次对中期尾进行全面考察。研究远离LOS的较短波长和一般扰动体，我们发现晚期尾携带观测者接收能量的一小部分；然而，中期尾总能量则大得多。我们还注意到，尽管中期尾在观测者看来源自扰动体——正如人们预期的从引力扰动“散射”出的辐射那样——晚期尾却似乎从源返回。我们推测此中期尾在探测或探查包括暗物质候选体与暗物质晕在内的多种时空几何扰动方面具有潜在用途。