ICRANet Newsletter

Новости ICRANet
декабрь - февраль 2017

Chinese - English - French - Italian - Portuguese - Russian

СОДЕРЖАНИЕ
1. Новые научные результаты сотрудничества ICRANet с Бразилией
2. Научный отчет ICRANet за 2017
3. Поздравления профессору Нареку Саакяну, директору ICRANet-Ереван, получившему национальную премию за лучшие научные достижения
4. Новые договоры о сотрудничестве
5. Выставка в обществе Бессо, 12 декабря 2017-12 января 2018
6. Визит проф. Руффини в Бразилию, 18-23 января 2018
7. Визит проф. Руффини в Данию, 23 февраля 2018
8. Доклад проф. Руффини в Cosmos Club, Вашингтон ,5 февраля 2018
9. Публикация трудов конференции IK15
10. Предстоящие конференции
11. Научные визиты в ICRANet
12. Префект Пескары Джерардина Базиликата посетила ICRANet, 15 февраля 2018
13. Свежие публикации

1. Н овые научные результаты сотрудничества ICRANet с Бразилией

Группа авторов во главе с проф. Хорхе Руэда из ICRANet опубликовала новую статью “Neutrino Oscillations within the Induced Gravitational Collapse Paradigm of Long Gamma-Ray Bursts” в престижном журнале Astrophysical Journal с индексом цитирования 5.533.


Парадигма индуцированного гравитационного коллапса длинных гамма-всплесков ассоциированных со сверхновыми (SNe) предсказывает обильно испускание нейтрино-антинейрино вследствие процесса гиперкритической аккреции материала сверхновой на нейтронную звезду-компаньон. Нейтрино могут испускаться со светимостью вплоть до 10⁵⁷ МэВ с^‑1, средняя энергий нейрино 20 МэВ, и плотности нейтрино 10³¹ см^‑3. На пути от поверхности нейтронной звезды наружу, такие нейтрино испытывают осцилляции управляемые отношением числа электронов к нейтрино, см. рис. 1. Определена эволюция нейтрино и электронов в зоне аккреции, она используется для расчета эволюции сорта нейтрино. Оценен конечный состав электронного и неэлектронного нейтрино после процесса осцилляций для нормальной и инвертированной иерархии масс в формализме 2-х сортов ν_eν_x: (1) коллективные эффекты самодействия, где доминирует плотность нейтрино и (2) эффект Михеева — Смирнова — Вольфенштейна, где доминирует плотность электронов. Финальное распределение состава следующее ∼55% (∼62%) электронных нейтрино, для нормальной (инвертированной) иерархии масс. Результаты этой работы – это первый шаг к характеристике новых источников астрофизических нейтрино в области МэВ в дополнение к сверхновым, и он требует дополнительного внимания.

Смотри еще: L. Becerra, M. M. Guzzo, F. Rossi-Torres, J. A. Rueda, R. Ruffini and J. D. Uribe, “Neutrino Oscillations within the Induced Gravitational Collapse Paradigm of Long Gamma-Ray Bursts”, The Astrophysical Journal, Volume 852, Issue 2, article id. 120, 19 pp. (2018)
Link: http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aaa296/meta

2. Научный отчет ICRANet за 2017

Научный отчет ICRANet за 2017 был представлен научному комитету директором ICRANet, профессором Ремо Руффини. Цель этого отчета в 3 томах дать обзор традиционным областям исследований и представить наиболее свежие научные результаты, полученные в центрах ICRANet в Италии, Армении, Бразилии и Франции а также представить отчет о международной научной деятельности, координируемой ICRANet. Эти три тома также представляют результаты ICRANet включая международные конференции, договоры о сотрудничстве с университетами и исследовательскими центрами за год, в них указан состав факультета, администрации, лекторов и студентов. Анкеты сотрудников приводятся в документе "The ICRANet Staff, Visiting Scientists and Graduate Students at the Pescara Center".

С отчетом можно ознакомиться здесь: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1174

3. Поздравления профессору Нареку Саакяну, директору ICRANet-Ереван, получившему национальную премию за лучшие научные достижения

Нам приятно сообщить, что профессор Нарек Саакян, директор ICRANet-Ереван, получил приз в номинации “Лучшее молодёжное научное достижение” 28 февраля 2018 по случаю церемонии награждения «Айкян-2017». Церемония вручения премий «Айкян» прошла в Национальном академическом театре оперы и балета, в присутствии президента страны Сержа Саргсяна. Цель премии «Айкян» — поддерживать активность молодежных органов самоуправления, поощрять молодых людей, добившихся заметных успехов в разных областях, молодых ученых, спортсменов, международное сотрудничество студенческих структур, молодежные программы, а также молодежные организации и структуры.

2 февраля 2018 подписан договор о сотрудничестве между ICRANet и университетом Любляны, Слования. Документ подписан проф. Игорем Папичем, ректором университета и проф. Руффини, директором ICRANet, и имеет длительность 5 лет.
Договором предполагаются следующие совместных действия: продвижение теоретических и наблюдательных исследовательских работ в области релятивистской астрофизики; обмен сотрудниками, исследователями, пост-доками и студентами; продвижение технологического развития; развитие центров данных по астрофизической тематики на всех длинах волн; организация курсов и развитие меж-институциональных областей исследований ассоциированных с локальными программами аспирантуры.
Текст договора здесь: http://www.icranet.org/documents/agreementICRANet-UNILJ.pdf

5. Выставка в обществе Бессо, 12 декабря 2017-12 января 2018

С 12 декабря 2017 по 12 января 2018, ICRANet в сотрудничестве с обществом Бессо организовали две выставки в сердце Рима. В рамках проекта поддержанного итальянским министерством образования и исследований “Del Talento e della curiosità. Quando l’aquila e il passero volano insieme” (“Талант и любознательность. Когда орел и воробей летят вместе”), две организации вместе с ICRA и ECIPA, организовали выставку “Эйнштейн, Ферми и Гайзенберг и рождение релятивистской астрофизики” и “ICRANet и Китай”, которые были одновременно открыты для публики в часы открытия общества Бессо. (см.: http://www.fondazionemarcobesso.it/3362/inaugurazione-mostre-einstein-fermi-e-heisenberg-e-la-nascita-della-astrofisica-relativistica-e-icranet-e-cina-2/).
В дополнение к материалу выставок публике были представлены важные исторические материалы ICRA и ICRANet, некоторые видео пленарных докладов конфренции Марселя Гроссмана MG14 (прошедшей в Риме в 2015), а также фото важных событий, имевших место в различных представительствах ICRANet по всему миру.
Параллельно с выставками ICRANet организовала три семинара 12 декабря 2017 и 8 и 12 января 2018, которые посетили более 50 школьников “Liceo scientific Galileo Galilei” из Пескары “I.I.S. Federico Caffé” из Рима и “I.I.S. Guglielmo Marconi” из Чивитавеккья (Рим). Во время этих семинаров были представлены некоторые новые результаты. Среди докладчиков были: обладатель премии Крафорда проф. Рой Керр, проф. Ремо Руффини (директор ICRANet), проф. Роберто Баттистон (президент итальянского космического агентства), проф. Паоло де Бернардис (университет Сапиенца, Рим), проф. Паоло Джомми (итальянское космическое агентство), проф. Фулвио Риччи (университет Сапиенца, Рим), проф. Массимо Делла Валле (директор обсерватории Неаполя in Naples), проф. Марко Тавани (национальный институт астрофизики), проф. Карло Лучиано Бьянко (университет Сапиенца, Рим), проф. Константино Сиджизмонди (“I.I.S. Federico Caffé”, Рим, “I.I.S. Guglielmo Marconi” Чивитавеккья - Рим, профессор-адьюнкт ICRANet), проф. Хорхе Руэда (ICRANet) и некоторые аспиранты программы Ph.D. ICRANet из Пескары.

Видео и виртуальный тур по выставке с комментариями проф. Руффини см. здесь: https://www.youtube.com/playlist?list=PLr5RLbSWSons08aRIX8vY_5kMdTgNyO32.

6. Визит проф. Руффини в Бразилию, 18-23 января 2018

18-23 января 2018 проф. Ремо Руффини, директор ICRANet, посетил Бразилию и представил новый проект Бразильского центра научных данных (BSDC), который должен заработать с участием ICRANet, ITA, INPE, CBPF. Было также обновлено соглашение о сотрудничестве с ITA.
Важным моментом визита была встреча в Сан Хосе дос Капмос с ректором ITA, проф. Андерсоном Рибейро Коррейа и с директором INPE, проф. Рикардо Магнус Осорио Гальвао.
Проф. Руффини посетил также столицу Бразилии, где встретился с представителями министерства науки, технологии, инновации и коммуникации (MCTIC), и министерства иностранных дел (MRE), а также с послом Италии в Бразилии Антонио Бернардини.
В последний день визита проф. Руффини побывал в Рио де Жанейро и встретился с директором CBPF, проф. Рональдом Синтра Шеллардом и Улиссесом Баррес Алмеидой, профессором CBPF и членом факультета ICRANet.
Визит проф. Руффини в Бразилию стал хорошим поводом для научных дискуссий и встреч с учеными-астрофизиками, которые ознакомились с последними научными результатами ICRANet.

7. Визит проф. Руффини в Данию, 23 февраля 2018

Проф. Ремо Руффини посетил институт Нильса Бора в Копенгагене в Дания 23 февраля 2018 вместе со студентом IRAP PhD Хосе Фернандо Родригэсом. Этот визит был возможностью обсудить с проф. Эндрю Джексоном и проф. Павлом Насельским из института Нильса Бора и центра открытий в Копенгагене последние результаты ICRANet по теме гравитационных волн. Эти результаты были представлены в серии публикаций, включая свежую статью в JCAP, см. http://adsabs.harvard.edu/abs/2018JCAP...02..030R.

8. Доклад проф. Руффини в Cosmos Club, Вашингтон ,5 февраля 2018

5 февраля 2018 проф. Ремо Руффини, директор ICRANet, сделал доклад в Cosmos Club в Вашингтоне (США) на тему “Момент образования черной дыры в гамма-всплеске”. Он был счастлив такой возможности, во второй раз прочитать здесь лекцию, после его первой лекции в философском обществе Вашингтона в Cosmos Club 12 мая 1972 на тему “Нейтронные звезды и черные дыры в нашей галактике ”. Во время доклада он также представил основные темы исследований в ICRANet и свежие научные результаты.

9. Публикация трудов конференции IK15

Рады сообщить, что труды конференции“Joint International Conference of ICGAC-XIII and the 15^th Italian-Korean Symposium (IK-15) on Gravitation, Astrophysics and Cosmology” прошедшей в Сеуле, Южная Корея с 3 по 7 июля 2017, опубликованы 29 января 2018.
Труды вышли под редакцией B. Gwak, G. Kang, C. Kim, H.-C. Kim, C.-H. Lee, J. Lee, S. Lee и W. Lee и доступны по следующей ссылке: https://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/abs/2018/03/contents/contents.html.
Сборник имеет 9 основных разделов: пленарные доклады, классическая гравитация, квантовая гравитация, астрофизика, гравитационные волны, инфляция и темная материя, гравитация и теория струн, космология и черные дыры.
Итальянско-корейский симпозиум проводится с 1987 года, раз в 2 года попеременно в Корее и Италии, он поддерживается корейской организацией науки и инженерии (KOSEF), национальным советом по исследованиям Италии (CNR), ICRANet и принимающими организациями. Основаная цель симпозиума – ускорить обмен учеными между Италией и Кореей, особенно молодых ученых.

10. Предстоящие конференции

XV конференция Марселя Гроссмана


Рады сообщить, что онлайн регистрация на 15 конференцию Марселя Гроссмана открыта (см:http://www.icra.it/mg/mg15/registration.htm) Конференция пройдет с 1 по 7 июля 2018 в Римском университете “La Sapienza”.
Взнос при ранней регистрации составит 400 евро до 25 мая, а после этой даты 450 евро. Взнос для студентов 150 евро до 25 мая, после чего он составит 200 евро (с демонстрацией “статуса студента”). Онлайн оплата возможна до 25 июня 2018. После этой даты оплата возможна только при регистрации на месте при помощи кредитной карты.
Постер конференции: http://www.icra.it/mg/mg15/MG15_poster.pdf
Аннотации докладов на параллельных сессиях должны быть посланы не позже 30 апреля 2018, но лучше это сделать одновременно с регистрацией.
Текущий список параллельных сессий и их руководителей:
http://www.icra.it/mg/mg15/parallel_sessions.htm
http://www.icra.it/mg/mg15/par_sessions_chairs_details.htm
Запросы по конференции направляются по адресу: mg15[AT]icra.it
Сайт конференции: http://www.icra.it/mg/mg15


3 конференция Зельдовича


Началась онлайн регистрация на 3-ю конференцию Зельдовича, которая пройдет в Национальной академии наук Беларуси с 23 по 27 апреля 2018.
Исключительно широкие научные интересы Я.Б. Зельдовича от химической физики, элементарных частиц и атомного ядра до астрофизики и космологии дают гамму тем для конференции:
Ранняя космология, крупномасштабная структура вселенной, реликтовое излучение, нейтронные звезды, черные дыры и гамма-всплески, сверхновые и гиперновые, частицы сверхвысоких энергий, гравитационные волны.

Список приглашенных докладчиков включает:
- Gennady Bisnovatyi-Kogan - Strong shock in a uniformly expanding universe
- Valery Chechetkin - Asymmetric nucleosynthesis
- Artur Chernin - Dark energy in Zeldovich Local Pancake
- Evgeny Derishev - Radiation-mediated shocks
- Andrey Doroshkevich - TBD
- Gyula Fodor - Localized objects formed by self trapped gravitational waves (geons)
- Vladimir Fortov - Warm Dense Matter, Generated by the Intense Shock and Rarefaction Waves
- Sang Pyo Kim - Strong QED phenomena in astrophysics
- Noam Libeskind - TBD
- Vladimir Lipunov - The Discovery of gravitational waves: prediction and observation
- Manuel Malheiro - TBD
- Agnieszka Pollo - How luminous galaxies trace the dark Universe
- Alexei Pozanenko - Observations of GRB 1170817A associated with LIGO/Virgo GW170817 in gamma-rays, optic and radio, and the model of prompt gamma-ray emission
- István Rácz - TBD
- Jorge Rueda - Latest news on the induced gravitational collapse scenario of longgamma-ray bursts
- Remo Ruffini - Gamma-ray Bursts
- Narek Sahakyan - TBD
- Nikolai Shakura - Ya. B. Zeldovich and background of the accretion processes theory in the Universe
- Alexei Starobinsky - TBD
- Lev Titarchuk - Comptonization Problem and Its solution in Application to the Spectra of the Neutron Star and Black Hole Source
- Oleg Zaslavski - Ultra-high energy particle collisions near black holes and singularities and super-Penrose process

Сайт конференции: http://www.icranet.org/zeldovich3

11. Научные визиты в ICRANet

Профессор Рой Керр, 2 - 11 января 2018


С 2 по 11 января 2018, профессор Рой Керр, (профессор ICRANet, премия Крафурда 2016 по астрономии), посетил центр ICRANet в Пескаре. Во время своего приезда он также посетил выставки “Эйнштейн, Ферми и Гайзенберг и рождение релятивистской астрофизики” и “ICRANet и Китай”, которые были организрованы в Риме ICRANet в сотрудничестве с обществом Бессо, ICRA и ECIPA с 12 декабря по 12 января 2018, и сделал доклад о вращающихся черных дырах.
Профессор Керр также поздравил профессора Руффини и других ученых из ICRANet с публикацией 1 января 2018 их статьи “Early X-Ray Flares in GRBs” на первой странице журнала Astrophysical Journal, наиболее важного журнала в мире в области астрофизики.


Академик Толеген Абдисагиевич Кожамкулов посетил Рим с 21 по 25 января 2018


С 21 по 25 января 2018 Академик Толеген Абдисагиевич Кожамкулов, президент казахского физического общества, посетил офис ICRA в университете Рима «Сапиенца». Во время своего визита он сопровождался студентом программы IRAP PhD Erasmus Mundus Ерланом Аймуратовым из Казахстана. Академик Кожамкулов высоко оценил возможность обмена мнениями по научным вопросам с группой исследователей университета Рима «Сапиенца».


Профессор Кловис Ахи Соарес Майя из университета Бразилии посетил ICRANet, с 7 по 24 февраля 2018


С 7 по 24 февраля 2018 • Профессор Кловис Ахи Соарес Майя из университета Бразилии посетил ICRANet в Пескаре. Во время своего визита он имел возможность обсудить интересующие его исследовательские вопросы и обменяться идеями с исследователями ICRANet из разных стран мира. Профессор Майя оставил свою подпись на стене в здании ICRANet, как сделали другие посетители, внесшие существенный вклад в область исследований ICRANet.


Семинар профессора Кшиштофа Бельчинского в Риме, 22 февраля 2018

С 21 по 23 февраля 2018 профессор Кшиштоф Бельчинский из центра Николая Коперника в Варшаве – Польша, посетил Италию. Благодаря сотрудничеству с ICRA, он провел важный семинар в университете Рима «Сапиенца» 22 февраля 2018 на тему “Происхождение сливающихся нейтронных звезд – двойных нейтронных звезд”.

12. Префект Пескары Джерардина Базиликата посетила ICRANet, 15 февраля 2018

Рис. 14 – 15: Джерардина Базиликата, Префект Пескары, посещает центр ICRANet в Пескаре, 15 февраля 2018.

15 февраля 2018 Джерардина Базиликата, Префект Пескары, посетила центр ICRANet в Пескаре и встретилась с проф. Ремо Руффини, директором ICRANet. Проф. Руффини показал ей центр ICRANet, в частности библиотеку, и объяснил важные достижения центра, и рассказал о текущей научной работе. Префект также встретилась с сотрудниками ICRANet и студентами, которые рассказали ей о своей работе и о впечатлениях о Пескаре.

Fig. 16-17: The Prefect of Pescara talking with ICRANet IRAP PhD students during her visit.

13. Свежие публикации

L. Becerra, M. M. Guzzo, F. Rossi-Torres, J. A. Rueda, R. Ruffini and J. D. Uribe, "Neutrino Oscillations within the Induced Gravitational Collapse Paradigm of Long Gamma-Ray Bursts", The Astrophysical Journal, published on January 15, 2018.
The induced gravitational collapse paradigm of long gamma-ray bursts associated with supernovae (SNe) predicts a copious neutrino–antineutrino emission owing to the hypercritical accretion process of SN ejecta onto a neutron star (NS) binary companion. The neutrino emission can reach luminosities of up to 10⁵⁷ MeV s^‑1, mean neutrino energies of 20 MeV, and neutrino densities of 10³¹ cm^‑3. Along their path from the vicinity of the NS surface outward, such neutrinos experience flavor transformations dictated by the neutrino-to-electron-density ratio. We determine the neutrino and electron on the accretion zone and use them to compute the neutrino flavor evolution. For normal and inverted neutrino mass hierarchies and within the two-flavor formalism ν_eν_x), we estimate the final electronic and nonelectronic neutrino content after two oscillation processes: (1) neutrino collective effects due to neutrino self-interactions where the neutrino density dominates, and (2) the Mikheyev–Smirnov–Wolfenstein effect, where the electron density dominates. We find that the final neutrino content is composed by ∼55% (∼62%) of electronic neutrinos, for the normal (inverted) neutrino mass hierarchy. The results of this work are the first step toward the characterization of a novel source of astrophysical MeV neutrinos in addition to core-collapse SNe and, as such, deserve further attention.
Reference: The Astrophysical Journal, Volume 852, Issue 2, article id. 120, 19 pp. (2018)
Link: http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aaa296/meta

R. Ruffini, Y. Wang, , Aimuratov, Y., Barres de Almeida, U., Becerra, L., Bianco, C. L., Chen, Y. C., Karlica, M., Kovacevic, M., Li, L., Melon Fuksman, J. D., Moradi, R., Muccino, M., Penacchioni, A. V., Pisani, G. B., Primorac, D., Rueda, J. A., Shakeri, S., Vereshchagin, G. V., Xue, S.-S., “Early X-Ray Flares in GRBs”, The Astrophysical Journal, published on January 2018.
We analyze the early X-ray flares in the GRB "flare–plateau–afterglow" (FPA) phase observed by Swift-XRT. The FPA occurs only in one of the seven GRB subclasses: the binary-driven hypernovae (BdHNe). This subclass consists of long GRBs with a carbon–oxygen core and a neutron star (NS) binary companion as progenitors. The hypercritical accretion of the supernova (SN) ejecta onto the NS can lead to the gravitational collapse of the NS into a black hole. Consequently, one can observe a GRB emission with isotropic energy E_iso≳10⁵² erg, as well as the associated GeV emission and the FPA phase. Previous work had shown that gamma-ray spikes in the prompt emission occur at ∼ 10¹⁵--10¹⁷ cm with Lorentz Gamma factors Γ∼10²-10³. Using a novel data analysis, we show that the time of occurrence, duration, luminosity, and total energy of the X-ray flares correlate with E_iso. A crucial feature is the observation of thermal emission in the X-ray flares that we show occurs at radii ∼10¹² cm with Γ ≲ 4. These model-independent observations cannot be explained by the "fireball" model, which postulates synchrotron and inverse-Compton radiation from a single ultrarelativistic jetted emission extending from the prompt to the late afterglow and GeV emission phases. We show that in BdHNe a collision between the GRB and the SN ejecta occurs at ≃10¹⁰ cm, reaching transparency at ∼10¹² cm with Γ ≲ 4. The agreement between the thermal emission observations and these theoretically derived values validates our model and opens the possibility of testing each BdHN episode with the corresponding Lorentz Gamma factor.
Reference: The Astrophysical Journal, Volume 852, Issue 1, article id. 53 (2018).
Link: http://adsabs.harvard.edu/abs/2018ApJ...852...53R

Ehsan Bavarsad, Sang Pyo Kim, Clément Stahl, She-Sheng Xue, "Effect of a magnetic field on Schwinger mechanism in de Sitter spacetime", Physical Review, published on 25 January 2018.
We investigate the effect of a uniform magnetic field background on scalar QED pair production in a four-dimensional de Sitter spacetime (dS4). We obtain a pair production rate which agrees with the known Schwinger result in the limit of Minkowski spacetime and with Hawking radiation in dS spacetime in the zero electric field limit. Our results describe how the cosmic magnetic field affects the pair production rate in cosmological setups. In addition, using the zeta function regularization scheme we calculate the induced current and examine the effect of a magnetic field on the vacuum expectation value of the current operator. We find that, in the case of a strong electromagnetic background the current responds as E · B, while in the infrared regime, it responds as B/E, which leads to a phenomenon of infrared hyper conductivity. These results for the induced current have important applications for the cosmic magnetic field evolution.
Reference: Physical Review D 97, 025017 (2018)
Link: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.97.025017

G. V. Vereshchagin, "Cosmic horizon for GeV sources and photon-photon scattering", Astrophysics and Space Science, published on 11 January 2018.
Photon-photon scattering of gamma-rays on the cosmic microwave background has been studied using the low energy approximation of the total cross section by Zdziarski and Svensson (Astrophys. J. 344:551, 1989), Svensson and Zdziarski (Astrophys. J. 349:415, 1990). Here, the cosmic horizon due to photon-photon scattering is accurately determined using the exact cross section and we find that photon-photon scattering dominates over the pair production at energies smaller than 1.68 GeV and at redshifts larger than 180.
Reference: Vereshchagin, G.V. Astrophys Space Sci. (2018) 363: 29.
Link: https://doi.org/10.1007/s10509-018-3247-8

J. F. Rodriguez, J. A. Rueda, R. Ruffini, "Comparison and contrast of test-particle and numerical-relativity waveform templates", published on 16 February 2018.
We compare and contrast the emission of gravitational waves and waveforms for the recently established "helicoidal-drifting-sequence" of a test particle around a Kerr black hole with the publicly available waveform templates of numerical-relativity. The merger of two black holes of comparable mass are considered. We outline a final smooth merging of the test particle into the final Kerr black hole. We find a surprising and unexpected agreement between the two treatments if we adopt, for the mass of the particle and the Kerr black hole a Newtonian-center-of-mass description, and for the Kerr black hole spin an effective value whose nature remains to be clarified.
Reference: J. F. Rodriguez, J. A. Rueda, R. Ruffini, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Issue 02, article id. 030 (2018).
Link: https://doi.org/10.1088/1475-7516/2018/02/030

Donato Bini, Carmen Chicone, Bahram Mashhoon, “Twisted Gravitational Waves” accepted for publication in Physical Review D.
In general relativity (GR), linearized gravitational waves propagating in empty Minkowski spacetime along a fixed spatial direction have the property that the wave front is the Euclidean plane. Beyond the linear regime, exact plane waves in GR have been studied theoretically for a long time and many exact vacuum solutions of the gravitational field equations are known that represent plane gravitational waves. These have parallel rays and uniform wave fronts. It turns out, however, that GR also admits exact solutions representing gravitational waves propagating along a fixed direction that are nonplanar. The wave front is then nonuniform and the bundle of rays is twisted. We find a class of solutions representing nonplanar unidirectional gravitational waves and study some of the properties of these twisted waves.
Reference: Donato Bini, Carmen Chicone, Bahram Mashhoon, arXiv:1801.06003.
Link: https://arxiv.org/abs/1801.06003