弯曲时空中的时间膨胀与多普勒效应潜在机制
高能物理 - 理论
2020-11-04 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
本文从量子场论(QFT)的视角，对弯曲时空中的时间膨胀与多普勒效应进行理论研究。引入了一种保持时钟周期的坐标变换，并在全文中将其命名为 CTMPC。类比于闵可夫斯基时空中的洛伦兹变换，CTMPC 是弯曲时空中一种正确的变换，其意义在于它给出了两位观测者所测时间之间的正确关系； moreover，洛伦兹变换只是应用于闵可夫斯基时空的 CTMPC 的特例。我们证明保持局部度规的坐标变换(CTMLM)是一种 CTMPC，且 QFT 中物理公式的数学形式得以保持。作为 CTMLM 的应用，分析了弯曲时空中具有任意时变相对速度的时间膨胀与多普勒效应。对于闵可夫斯基时空，时间膨胀与多普勒效应与时钟假说一致。对于弯曲时空，我们表明即使发射波具有窄频率范围，多普勒效应一般也可能使频谱展宽，同时使频率值发生偏移。这些新发现将深化我们对弯曲时空中时空本质与多普勒效应的理解，也可能为未来的天文观测提供理论指导。
引用
@article{arxiv.1802.10406,
title = {The Underlying Mechanisms of Time Dilation and Doppler Effect in Curved Space-Time},
author = {Benliang Li and Hailiang Zhang and Perry Ping Shum},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.10406},
year = {2020}
}
备注
37 pages, 3 figures. Explanation of CTMPC is added