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强偏转:球对称时空中质粒子的偏转

广义相对论与量子宇宙学 2026-03-12 v6

摘要

接近引力致密天体的区域,沿准时类路径传播的质粒子在引力偏转上与光线类似。本文研究这些粒子在强偏转极限下的偏转角。该解析近似适用于未束缚轨道的粒子接近致密天体、在半径接近不稳定圆形轨道附近盘旋,然后最终逃逸的情形。虽然先前研究针对特定度规给出了结果,但我们提供了适用于任意静态、球对称且渐远平坦时空的通用解。我们首先简要回顾了质粒子偏转角的精确表达式,然后提出此一般情况的强偏转极限分析。随后将所develop的公式应用于三种特定度规:Schwarzschild、Reissner-Nordström和Janis-Newman-Winicour。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.16712,
  title  = {Strong deflection of massive particles in spherically symmetric spacetimes},
  author = {Fabiano Feleppa and Valerio Bozza and Oleg Yu. Tsupko},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.16712},
  year   = {2026}
}

备注

16 pages, 11 figures; v2: typos corrected, version accepted for publication in Physical Review D; v3: published version; v4: further typos fixed; v5: minor edits for clarity; v6: corrected typos in Eqs. (23), (24), (43), and (58); no change to the conclusions