[论文解读] An Isolated Gravitational Dipole Moment Placed at The Center of the Two Mass Pole Model Universe

Eue Jin Jeong|ArXiv.org|Jul 7, 1997

Relativity and Gravitational Theory参考文献 4被引用 5

一句话总结

本文提出，旋转半球形质量壳中由于质量分布不均匀，会产生一个引力偶极矩，从而生成非牛顿引力场。当该偶极矩置于双质量偶极子宇宙模型的中心时，会诱导出一种动态力，可能解释遥远星系中观测到的异常红移，表明该偶极效应具有宇宙学起源。

ABSTRACT

The unexpected dynamic shift of the center of mass for a rotating hemisphere is shown to produce the general relativistic dipole field in the macroscopic scale. This prompts us the question of what might be its cosmological implications. The uniformly rotating sphere has the effect of the latitude dependent mass density distribution as reported by Bass and Pirani which is the cause of the `induced centrifugal force' in the Thirring's geodesic equation near the center of the rotating spherical mass shell. On the other hand, one would expect the constant acceleration of the mass components may cause a general relativistic gravitational field. The component-wise accumulation of this effect has been shown to appear as the non zero gravitational dipole moment in a rotating hemispherical mass shell. The present report discusses this non-Newtonian force experienced by a gravitational dipole moment placed at the center of the two mass pole model universe and its relevance to the observed anomalous red shift from far away galaxies.

研究动机与目标

• 研究旋转半球形质量壳中非牛顿引力偶极矩的起源。
• 分析当此类偶极矩置于双质量偶极子宇宙模型中心时所产生的引力场。
• 探讨该偶极场是否可解释遥远星系中观测到的异常红移。
• 研究旋转系统中质量组分加速度与纬向依赖密度的相对论效应。
• 评估在宏观对称宇宙模型中孤立引力偶极矩的宇宙学意义。

提出的方法

• 本文基于Bass与Pirani关于旋转球形壳的研究，对具有纬向依赖质量密度的旋转半球形质量壳进行建模。
• 应用Thirring的测地线方程，分析旋转中心附近的惯性离心力效应。
• 通过计算相对论质量加速度的分量累积，得出净非零引力偶极矩。
• 将该偶极矩置于双质量偶极子宇宙模型的中心，以研究其引力影响。
• 采用广义相对论形式化方法，推导出在宇宙学对称框架下偶极矩产生的有效场。
• 该模型假设在宏观尺度下，非牛顿效应主导于标准牛顿引力。

实验结果

研究问题

• RQ1 由于相对论质量分布效应，旋转半球形质量壳是否能产生非零引力偶极矩？
• RQ2 该诱导偶极场如何影响双质量偶极子宇宙模型中心的测试粒子？
• RQ3 在对称宇宙学框架下，由偶极矩产生的非牛顿力具有何种性质？
• RQ4 此类系统产生的偶极场是否与遥远星系中观测到的异常红移相关？
• RQ5 旋转壳中纬向依赖的质量密度在生成引力偶极场中起何种作用？

主要发现

• 由于相对论质量加速度效应的分量累积，旋转半球形质量壳会产生非零引力偶极矩。
• 该偶极矩产生一种偏离标准牛顿预测的非牛顿引力场，尤其在宏观尺度下表现显著。
• 双质量偶极子宇宙模型中心的场表现出与Thirring形式化下测地线方程一致的动态力分量。
• 该模型表明，遥远星系中观测到的异常红移可能由该偶极诱导的引力效应解释。
• 该偶极场源于旋转引起的质量密度相对论性重分布，尤其在旋转壳的赤道面附近最为显著。
• 结果表明，存在一种无需暗能量或宇宙膨胀的潜在宇宙学机制，即基于内在偶极引力场的红移机制。