因果、粘性、相对论流体的中子星径向扰动
广义相对论与量子宇宙学
2025-09-19 v2
摘要
众多因果且稳定的相对论粘性流体模型中，哪一个最适合描述中子星？对这些相对论、天体物理对象的非平衡效应的建模必须谨慎处理，因为简单的牛顿 intuition 难以保持因果性。中子星的径向稳定性是检验此类非平衡模型可行性的首要条件。本文研究了中子星的径向扰动，涉及埃克哈特模型(Eckart)、贝姆菲卡-迪斯康迪-诺里诺哈-科夫顿模型(Bemfica-Disconzi-Noronha-Kovtun)以及 Müller-Israel-Stewart 流体模型。我们发现，对于小粘性，三种模型具有相同的稳定性特征：它们对体积粘性和剪切粘性始终是稳定的，但若满足 certain 条件，可能对热导不稳定。对于后者，我们推导出适用于所有三种流体的稳定性热导准则。此外，我们表明 Bemfica-Disconzi-Noronha-Kovtun 和 Müller-Israel-Stewart 模型引入的额外自由度导致扰动在快速时间尺度上演化。具体而言，Bemfica-Disconzi-Noronha-Kovtun 模型具有额外的振荡性扰动，以第二声速传播；Müller-Israel-Stewart 模型仅在快速时间尺度上表现出衰减行为。这项工作为中子星上这三种非平衡流体模型的径向稳定性提供了首个形式化结果与准则。
引用
@article{arxiv.2506.09149,
title = {Neutron Star Radial Perturbations for Causal, Viscous, Relativistic Fluids},
author = {Daniel A. Caballero and Nicolás Yunes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.09149},
year = {2025}
}
备注
25 pages, 0 figures. Accepted version