广义相对论流体力学中的耗散与湍流

本工作致力于推进广义相对论中的多流体模型，尤其聚焦于耗散流体与湍流的建模。此类模型是精确描述中子星现象学特别是双中子星并合所必需的。事实上，多信使天文学的出现为探索此类宇宙焰火中极端的物理提供了令人振奋的前景。我们首先聚焦于相对论中耗散流体的建模，并探讨 arguably 唯一非常适合描述广义相对论中耗散多流体的模型。相对论中单流体建模已属艰巨任务，但对于中子星，很容易论证我们需要理解更为复杂的情形：例如超流体/超导体混合物的存在意味着我们必须超越单流体描述。随后我们考虑湍流，并聚焦于如何在弯曲时空背景下执行“滤波”。我们如此做是因为牛顿框架下多数近期湍流模型基于空间滤波概念。由于相同策略正开始应用于数值相对论，我们聚焦于基础原理，并提出一种执行滤波的新方案，确保与广义相对论原理的一致。最后，我们讨论两个与双中子星并合相关的应用。我们聚焦于中子星模拟中（$\beta$-）反应的建模，并给出适用于并合等高度动力学环境的磁旋转不稳定性的讨论。我们聚焦这两个问题，是因为反应预计将对整体动力学贡献主导性耗散，而磁旋转不稳定性被认为对维持并合中湍流的发展至关重要。