利用牛顿水动力学探索相对论: 超新星模拟的改进有效引力势

我们研究了在标准牛顿水动力学代码中使用修改后的引力势来近似模拟星体坍缩和坍缩后演化中相对论效应的可能性。讨论了Rampp & Janka (2002) 引入的不同修改形式。将水动力平衡解与TOV方程的解进行比较，并将两种不同代码的水动力模拟与完全相对论结果进行比较。一种代码用于一维和二维计算，采用简单方程状态，并采用牛顿框架中的修改有效相对论势或在三维度量假设为顺式平坦条件（CFC）下求解一般相对论场方程。第二种代码允许进行大规模超新星运行，包括微观方程状态和基于玻尔兹曼方程及其矩方程求解的中微子输运。我们提出了用于牛顿代码中自引力流体的有效相对论势的公式，这些公式在球对称性下与完全相对论解保持良好一致，相较于以前发布的近似值实现了显著改进。而且，这些公式也对包含旋转的模型的相对论解具有良好的定性近似。