Axial gravitational waves in FLRW cosmology and memory effects

We show initial data for gravitational axial waves, that are twice differentiable but which are not $C^{2}$. They generate wave pulses that interact with matter in the radiation cosmological era. This forces the radiation matter to rotate. This rotation is permanent - it persists after the passage of the gravitational pulse. The observed inhomogeneities of the cosmic microwave background radiation put a bound onto discontinuities of superhorizon metric perturbations. We explicitly show that a class of smooth initial metrics that are at least $C^{2}$ gives rise to gravitational wave pulses that do not interact with the background during the radiation epoch.Comment: This version matches the published article (Phys. Rev. D 96, 063523 (2017)). A note is added on interaction of axial gravitational waves with stars' interiors, with 3 new reference

Two mass conjectures on axially symmetric black hole--disk systems

We analyze stationary self-gravitating disks around spinning black holes that satisfy the recently found general-relativistic Keplerian rotation law. There is a numerical evidence that the angular velocity, circumferential radius and angular momenta yield a bound onto the asymptotic mass of the system. This bound is proven analytically in the special case of massless disks of dust in the Kerr spacetime.Comment: 8 pages, 5 figure

On extensions of the Penrose inequality with angular momentum

We numerically investigate the validity of recent modifications of the Penrose inequality that include angular momentum. Formulations expressed in terms of asymptotic mass and asymptotic angular momentum are contradicted. We analyzed numerical solutions describing polytropic stationary toroids around spinning black holes.Comment: Revised and expanded: a new Section 3 on numerical integration; misprints corrected; minor stylistic changes. Conclusions are unchange

Stationary massive disks around black holes: realistic equation of state and bifurcation

We study stationary and axially symmetric black hole-disk systems, assuming a combination of the DD2 and Timmes-Swesty equations of state and a three-parameter family of rotation laws. There exist two branches of solutions that are shown to bifurcate, for a suitable specific entropy and a parameter in the rotation law. Low entropy nuclear matter allows for the existence of moderately massive Keplerian disks.Comment: 13 pages, 12 figure

General-relativistic rotation: self-gravitating fluid tori in motion around black holes

We obtain from the first principles a general-relativistic Keplerian rotation law for self-gravitating disks around spinning black holes. This is an extension of a former rotation law that was designed mainly for toroids around spin-less black holes. We integrate numerically axial stationary Einstein equations with self-gravitating disks around spinless or spinning black holes; that includes the first ever integration of the Keplerian selfgravitating tori. This construction can be used for the description of tight black hole-torus systems produced during coalescences of two neutron stars or modelling of compact active galactic nuclei.Comment: Matches published versio

Self-gravitating perfect-fluid tori around black holes: Bifurcations, ergoregions, and geometrical properties

We investigate models of stationary, selfgravitating, perfect-fluid tori (disks) rotating around black holes, focusing on geometric properties of spacetime. The models are constructed within the general-relativistic hydrodynamics, assuming differential (Keplerian) rotation of the fluid. We discuss a parametric bifurcation occurring in the solution space, different possible configurations of ergoregions (including toroidal ergoregions associated with the tori), nonmonotonicity of the circumferential radius, as well as the impact of the torus gravity on the location of the innermost stable circular orbit.Comment: 16 pages, 25 figures, 3 table

Przypadek odzwierzęcego zapalenia mózgu; podejrzenie zakażenia wirusem wścieklizny

Jest to opis przypadku prawdopodobnie wirusowego odzwierzęcego zapalenia mózgu u 7-letniej dziewczynki. Dziecko zostało ugryzione w palec ręki przez nietoperza, który wleciał do mieszkania. Rankę przemyto i zdezynfekowano. Po miesiącu, który minął bezobjawowo, pojawiły się zaburzenia kontaktu z otoczeniem i trudności w chodzeniu (ataksja?). W krótkim czasie rozwinęły się głębokie zaburzenia świadomości, niedowład kończyn i bezdech. Dziecko zaintubowano i wprowadzono oddychanie za pomocą respiratora. Wyniki kilkakrotnie wykonanych badań surowicy i płynu mózgowo-rdzeniowego na obecność przeciwciał i antygenów wścieklizny były ujemne. Również poszukiwania innej etiologii wirusowej i bakteryjnej nie dały pozytywnego rezultatu. Chora otrzymała jednak surowicę i szczepionkę przeciw wściekliźnie, a ponadto acyklowir. Kolejne badania rezonansu magnetycznego głowy wykazały rozległe uszkodzenie grzbietowej części pnia mózgu, a następnie również jąder podstawy. Po kilku miesiącach rozwinęły się (wtórnie?) zmiany w istocie białej półkul mózgu. Po 6 miesiącach choroby dziecko oddycha samodzielnie, reaguje na dotyk i porusza kończynami. Etiologia schorzenia pozostaje nieznana

The Gravitational Waves in Cosmology and the Huygens Principle

Wyprowadzono i przeanalizowano zlinearyzowane równania Einsteina opisujące falę grawitacyjną w cechowaniu Reggego-Wheelera dla tła kosmologicznego. Wykazano ich spójność i wyprowadzono równanie falowe dla modów osiowych i polarnych. Zbadano kwestię wpływu zaburzeń metryki na materię oraz wyjaśniono warunki spełniania zasady Huygensa w zależności od rozmiarów nośnika początkowego fali grawitacyjnej. Przeprowadzono obliczenia numeryczne dla wszechświata pyłowego i de-Sittera.The linearized Einstein equations describing the gravitational wave in Regge-Wheeler gauge for cosmological background have been obtained and analyzed. Their consistency has been proven and the wave equation for axial and polar modes obtained. The question of the influence of the metric perturbations on the matter has been investigated as well as the conditions of the fulfillment of the Huygens principle in dependence on the size of the initial support of the gravitational wave. The numerical calculations have been carried out for both dust and de-Sitter universe

Is there binding energy in Schwarzschild-de Sitter Spacetime?

Zbadano kwestię akrecji sferycznej w czasoprzestrzeni Schwarzschilda-de Sittera z uwzględnieniem „back reaction”; przedmiotem badań była stosowalność definicji energii wiązania (zaczerpniętej z modeli wnętrza gwiazd) Ew:=B-m. Przyjęto politropowe równanie stanu gazu p=Kρ0Γ dla K=1 i różnych wartości Γ. Użyto współrzędnych współporuszających. W fizycznym zakresie parametru Γϵ(1;5/3) znaleziono wyłącznie rozwiązania akrecyjne o „energii wiązania” Ew2,8. Postawiono zatem hipotezę, że dodatnia wartość energii dla podanych zakresów parametru Γ potwierdza ich niefizyczność poprzez ich niestabilność. Drugą hipotezą jest to, że w zakresie fizycznym parametru Γ dla rozwiązań akrecyjnych Ew jest zawsze ujemna.I studied accretion in Schwarzschild-de Sitter Spacetime including back reaction regarding the usefulness of binding energy definition (taken from modeling of star interior) Ew=B-m. I used a polytropic gas with the following equation of state: p= Kρ0Γ with K=1 and different values of Γ. I also used comoving coordinates. Within the physical interval of Γϵ(1;5/3) I found only accretion solutions with negative values of Ew. Solutions with positive values of Ew were found only for Γ2,8. Therefore, I put forward a hypothesis that positive values of Ew confirm unphysical character of these solutions. The second hypothesis is that within the physical interval of Γ for accretion solutions Ew is always negative