پژوهش های نوین فیزیک

بررسی اثرات میدان مغناطوگرانشی در کره و نوار چرخان بر مسیرذرهآزمون

نویسندگان

بهروز ملک الکلامی
عبدالجبار شکری
کامل داودی

دانشگاه

https://doi.org/10.66224/jmrph.10.1.82
چکیده
روش­های مختلفی برای حل معادلات میدان انشتین در برهم کنش گرانشی بین ذرات وجود دارد، که یکی از این روش­ها تقریب میدان ضعیف می­باشد. در تقریب میدان ضعیف، میدان­های گرانشی همانند میدان­های الکتریکی و مغناطیسی در معادلاتی شبیه به معادلات ماکسول صدق می­­کنند و به معادلات شبه ماکسولی در گرانش مشهور هستند. در الکترومغناطوگرانش به کمک پتانسیل­های برداری و نرده­ای می­توان مسیر حرکت ذره آزمون را در این میدان­ها تعیین کرد. در این مقاله از روش تقریب میدان ضعیف، برای اسخراج معادلات حاکم بر حرکت ذره آزمون در میدان الکترو­­مغناطو­گرانشی ناشی از سیستم­های گرانشی کره و نوار چرخان استفاده گردید. همچنین به کمک روش­های محاسبات عددی و با استفاده از نرم افزارهای مربوطه، مسیر حرکت ذره آزمون در چنین میدان­هایی در حالت­های مختلف ترسیم و با هم مقایسه شده است. نتایج بدست آمده نشان می­دهد که مسیر حرکت ذره آزمون از ساکن بودن یا چرخیدن کره و نوار با هم یا جداگانه تاثیر می­پذیرد. همچنین اندازه­ی سرعت زاویه­ای مربوط به چرخش کره و نوار به شدت روی مسیر حرکت ذره آزمون تاثیر گذار است. از طرفی دیگر، با بررسی نسبت سرعت زاویه­ای نوار به کره، الگوهای متفاوتی از مسیر حرکت ذره آزمون مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

مغناطو‌گرانش
ذره آزمون
مدل سازی
کره چرخان
نوار چرخان

عنوان مقاله English

Investigation of the effects of the gravitomagnetic field a rotating sphere and band on the trajectory of a test particle

نویسندگان English

Behrooz Malekolkalami
Abdol Jabbar Shokri
Kamel Dwodi
چکیده English

There are several methods for solving Einstein's field equations in gravitational interactions between particles, one of which is the weak field approximation. In this approximation, gravitational fields behave similarly to electric and magnetic fields and are described by equations akin to Maxwell's equations, referred to as quasi-Maxwellian equations in gravity In electromagnetism, the path of motion of a test particle within these fields can be determined using vector and scalar potentials. This paper employs the weak field approximation to derive the equations governing the motion of a test particle in the electromagnetic gravitational field generated by a sphere and a rotating band. Additionally, numerical calculation methods and appropriate software were utilized to plot the trajectory of the test particle in these fields under various conditions. The results indicated that the path of the test particle is influenced by whether the sphere and band are stationary, rotating together, or rotating separately. Moreover, the angular velocities of the sphere and the ribbon significantly impact the test particle's trajectory. By examining the ratio of the angular velocities of the ribbon and the sphere, different patterns of the test particle's trajectory were observed.

کلیدواژه‌ها English

gravitomagnetic
test particle
modeling
rotating sphere
rotating
[1] G. Holzmuller, Z. Math. Phys. 15, 69 (1870).
[1] G. Holzmuller, Z. Math. Phys. 15, 69 (1870).
[2] F. Tisserand, Compt. Rend. 75, 760 (1872); 110, 313 (1890).
[2] F. Tisserand, Compt. Rend. 75, 760 (1872); 110, 313 (1890).
[3] W. de Sitter, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 76, 699 (1916). doi.org/10.1093/mnras/76.9.699 [DOI:10.1093/mnras/76.9.699]
[3] W. de Sitter, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 76, 699 (1916). doi.org/10.1093/mnras/76.9.699 [DOI:10.1093/mnras/76.9.699]
[4] B. Mashhoon, F. W. Hehl, D. S. Theiss,.On the gravitational effects of rotating masses, General Relativity and Gravitation, Volume 16, Issue 8, pp.711-750, ,(1984) ;doi: 10.1007/BF00762913, [DOI:10.1007/BF00762913]
[4] B. Mashhoon, F. W. Hehl, D. S. Theiss,.On the gravitational effects of rotating masses, General Relativity and Gravitation, Volume 16, Issue 8, pp.711-750, ,(1984) ;doi: 10.1007/BF00762913, [DOI:10.1007/BF00762913]
[5] I. Ciufolini, Class. Quantum Grav. 17, 2369 (2000). Book. [DOI:10.1088/0264-9381/17/12/309]
[5] I. Ciufolini, Class. Quantum Grav. 17, 2369 (2000). Book. [DOI:10.1088/0264-9381/17/12/309]
[6] T. Toth, Viktor , Gravitoelectromagnetism and stellar orbits in galaxies, WSPC/Instruction File,(2021). [DOI:10.1142/S0218271821501029]
[6] T. Toth, Viktor , Gravitoelectromagnetism and stellar orbits in galaxies, WSPC/Instruction File,(2021). [DOI:10.1142/S0218271821501029]
[7] S. Capozziello, M De Laurentis, F. Garufi, L. Milano, Relativistic orbits with gravitomagnetic corrections, (2009) [DOI:10.1088/0031-8949/79/02/025901]
[7] S. Capozziello, M De Laurentis, F. Garufi, L. Milano, Relativistic orbits with gravitomagnetic corrections, (2009) [DOI:10.1088/0031-8949/79/02/025901]
[8] F Garufi, S. Capozziello, M. De Laurentis, L. Forte, L. Milano, Relativistic orbits and Gravitational Waves from gravitomagnetic corrections, (2010). [DOI:10.1088/1742-6596/228/1/012052]
[8] F Garufi, S. Capozziello, M. De Laurentis, L. Forte, L. Milano, Relativistic orbits and Gravitational Waves from gravitomagnetic corrections, (2010). [DOI:10.1088/1742-6596/228/1/012052]
[9] L. Castaneda, F. Fandino, W. Almonacid, E. Suarez and G. Pinzon, Gravitomagnetic effects of a massive and slowly rotating sphere with an equatorial mass current on orbiting test particles, IUA 261 Symposium Relativity in Fundamental Astronomy 152-154, (2009), [DOI:10.1017/S1743921309990317]
[9] L. Castaneda, F. Fandino, W. Almonacid, E. Suarez and G. Pinzon, Gravitomagnetic effects of a massive and slowly rotating sphere with an equatorial mass current on orbiting test particles, IUA 261 Symposium Relativity in Fundamental Astronomy 152-154, (2009), [DOI:10.1017/S1743921309990317]
[10] H.Stephani, General Relativity, 2nd end, Cambridge Univercity Press, (1990), Book.
[10] H.Stephani, General Relativity, 2nd end, Cambridge Univercity Press, (1990), Book.
[11] B. Mashoon, L. Ioro, and H.I.M. Lichtenegger, Phys. Lett. A 292 (2001). doi:10.1016/S0375-9601(01)00776-9 [DOI:10.1016/S0375-9601(01)00776-9]
[11] B. Mashoon, L. Ioro, and H.I.M. Lichtenegger, Phys. Lett. A 292 (2001). doi:10.1016/S0375-9601(01)00776-9 [DOI:10.1016/S0375-9601(01)00776-9]
[12] A. Barros, V. B. Bezerra and C. Romero, Global Aspect of Gravitomagnetism, Mod. Phys. Lett. A 18 (2003). doi:10.1142/S0217732303012143 [DOI:10.1142/S0217732303012143]
[12] A. Barros, V. B. Bezerra and C. Romero, Global Aspect of Gravitomagnetism, Mod. Phys. Lett. A 18 (2003). doi:10.1142/S0217732303012143 [DOI:10.1142/S0217732303012143]

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما