RelativisticDynamics.jl：Julia 中的相对论性自旋轨道动力学
高能天体物理现象
2023-10-18 v1 天体物理仪器与方法
广义相对论与量子宇宙学
摘要
RelativisticDynamics.jl 是一个开源 Julia 包，用于在 Kerr 时空的引力强场中进行相对论性自旋轨道动力学研究。现有用于对脉冲星等自旋物体强场区域动力学建模的代码普遍缺乏，因为此类系统处于一个通常被忽视的中间 regime。该 regime 的“低”端存在后牛顿描述，其忽略脉冲星自旋对底层时空度规的影响（“自旋-曲率”耦合）。其“高”端存在完整数值相对论解，主要适用于质量比 的双黑洞，且对观测大量轨道周期的脉冲星系统在计算上不可行。RelativisticDynamics.jl 旨在通过提供现代、快速的代码，借助 Mathisson-Papetrou-Dixon 形式体系对自旋相对论系统进行精确数值演化，从而弥合这一鸿沟。Julia 是一种解决“两种语言问题”的现代语言，能够实现快速动态类型与 JIT 编译，并结合 petaflop 级性能，可与天体物理界更知名的数值语言如 C 或 Fortran 相媲美。RelativisticDynamics.jl 编写为完全类型灵活，能够支持任意数字格式，并通过自动微分实现完全可微。
引用
@article{arxiv.2310.11002,
title = {RelativisticDynamics.jl: Relativistic Spin-Orbital Dynamics in Julia},
author = {Tom Kimpson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.11002},
year = {2023}
}
备注
4 pages, 2 figures. Accepted for publication in JOSS. Code available at https://github.com/tomkimpson/RelativisticDynamics.jl. Pull requests, issues, etc. welcome