离散宇宙 N 体问题的线性偏导理论
天体物理学
2009-11-11 v1 统计力学
摘要
我们提出了对无限规则晶格上偏离的粒子在相互引力作用下的演化的偏导处理, 既适用于静止空间, 也适用于如宇宙 N 体仿真中那样的均匀膨胀空间. 这种处理类似于固体物理中晶体扰动的处理, 可视为自引力流体在拉格朗日坐标系下的偏导解的离散(即粒子)推广. 在线性阶数下, 我们明确地显示, 当初始扰动限制于波长远大于晶格间距的模式时, 可恢复该流体演化. 简单立方晶格的完整特征值谱包含了振荡模式和不稳定模式, 后者的增长稍快于流体极限. 我们对该偏导处理在线性阶数下的详细数值仿真进行了比较, 分析了两种截然不同的初始扰动谱. 我们发现其有效范围类似于偏导流体近似(即接近“壳面相交”), 但在追踪演化方面的精度更高. 这种形式主义提供了系统计算宇宙 N 体仿真早期离散效应的强大工具.
引用
@article{arxiv.astro-ph/0601479,
title = {Linear perturbative theory of the discrete cosmological N-body problem},
author = {B. Marcos and T. Baertschiger and M. Joyce and A. Gabrielli and F. Sylos Labini},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0601479},
year = {2009}
}
备注
25 pages, 21 figures