论文摘要
早期牛顿引力理论预言星光经过致密天体附近会受其周围引力场的影响而发生弯曲。后来,爱因斯坦根据致密天体周围时空的弯曲性质,在广义相对论中也做了同样的物理预言,并借助球对称弱场近似解给出了行星进动角与星光偏折角。星光在引力场中的偏折现象叫引力透镜效应,使星光发生偏转的致密天体被看作引力透镜。在现代天文学中,引力透镜效应常被使用研究引力场的相关性质及其质量的分布。因此,其被视为探测暗物质和暗能量问题的一种重要工具。作为两种重要的候选引力理论,广义相对论以及Brans-Dicke引力理论对于理解天体及宇宙的形成与演化具有重要的意义。本文将在广义相对论和Brans-Dicke引力理论下,考察致密天体附近的星光偏折和行星进动以及引力透镜效应。第一章,我们介绍了广义相对论以及Brans-Dicke引力理论下星光偏折和行星进动以及引力透镜的基本定义、基本性质及其国内外的研究情况,并且也指出了本文的创新点及意义。第二章,首先推导出致密天体周围的静态球对称背景时空下粒子轨道方程的普适形式;然后分别针对两种引力理论,进一步利用相应的真空场方程的静态球对称精确解推导出描述行星及星光轨道方程的具体形式,其为非线性的二阶常微分方程;利用微扰法求解轨道方程,得到了含高阶修正的近似解,进而给出了对应的行星进动角和星光偏折角。第三章,考虑一般的引力理论,我们采用各向同性坐标系导出静态球对称时空中星光偏折角的另一种积分表达式。在弱场的情况下,可利用参数化后牛顿方法（PPN）将表达式中的度规按小量作泰勒级数展开,进而积分给出精确到四阶修正的星光偏折角。利用星光偏折角表达式的结果,通过将引力透镜方程以小量ε=V·/VE作泰勒展开给出像位置,进一步计算出放大率、总的放大率以及“质心位置”（centroid position）的三阶修正值。在Brans-Dicke引力理论中,从其场方程的静态球对称解在各向同性坐标系下的具体形式出发,给出了相应星光偏折角、像位置及其放大率以及总的放大率及其“质心位置”（centroid position）高阶修正的具体形式。第四章,我们对引力理论中的行星进动、星光偏折以及引力透镜效应的研究进行了总结与讨论,并且对未来相关的研究做了一些展望。本文对利用更高精度的实验观测来检验、甄别引力理论具有重要的意义。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 高小军
导师: 阳劲松
关键词: 广义相对论,引力理论,微扰法,行星进动,星光偏折,参数化后牛顿方法,引力透镜
来源: 贵州大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 天文学
单位: 贵州大学
分类号: P131
总页数: 55
文件大小: 4152K
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标签：广义相对论论文; 引力理论论文; 微扰法论文; 行星进动论文; 星光偏折论文; 参数化后牛顿方法论文; 引力透镜论文;