具有广义相对论动力学的球对称 N 体模拟
宇宙学与河外天体物理
2016-02-03 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
在宇宙学背景下，我们在广义相对论的弱场近似下研究了无碰撞粒子的行为，允许存在大的场梯度和粒子的相对论速度。我们考虑了一种球对称设置，使得以最少的计算资源进行高分辨率模拟成为可能。我们通过将我们的形式体系与两个精确解（Schwarzschild 解和 Lemaître-Tolman-Bondi 模型）进行比较来对其进行测试。为了进行比较，我们考虑了穿过模拟的光子的红移和透镜角度。这两者都是可观测量，因此是规范无关的。我们证明我们的方案比牛顿方案更准确，能够正确再现后牛顿修正的主导阶。此外，我们的设置能够处理壳层交叉，这在流体模型中是不可能的。进一步地，通过引入角动量，我们发现了对应于束缚天体的位形，这可能对研究修正引力效应、动力学暗能量模型甚至广义相对论内的致密束缚天体的数值研究很有用。
引用
@article{arxiv.1509.01163,
title = {Spherically Symmetric N-body Simulations with General Relativistic Dynamics},
author = {Julian Adamek and Mateja Gosenca and Shaun Hotchkiss},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.01163},
year = {2016}
}
备注
14 pages, 7 figures