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增强势

宇宙学与河外天体物理 2021-10-20 v2 计算物理

摘要

全局引力势 φ 在宇宙学模拟分析中并不常用,因为其等值面与底层密度场及其持久结构无明显对应。在此我们表明,当从一增强参考系考量时,该势成为具局部意义之量,其定义为减去均匀梯度项 φ_boost(x) = φ(x) + x·a_0,其中 a_0 为加速度。我们在多种情形下研究此“增强势”并提出若干应用:(1) 增强势可用于定义一种自然纳入潮汐场效应的束缚判据。这解决了常用自势束缚检验的若干问题:i) 它为每个晕定义了潮汐边界,ii) 它远不易将焦散误认为晕(尤其在温暗物质宇宙学情形下),且 iii) 在识别晕的维里化区域上表现更优——给出维里比期望值 2。(2) 该束缚检验可推广至纤维状结构及其他宇宙结构。(3) 增强势有助于理解卫星子晕的瓦解。我们提出一种图像:多数质量损失可通过潮汐场降低逃逸能来解释。(4) 我们讨论以独立于一阶导数 a_0 中常数偏移的方式理解势场拓扑的可能性。我们预见这一关于势的新视角有助于发展更精确的模型并增进对结构形成的理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2107.13008,
  title  = {The Boosted Potential},
  author = {Jens Stücker and Raul E. Angulo and Philipp Busch},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2107.13008},
  year   = {2021}
}

备注

22 pages, 14 figures. Submitted to MNRAS. Comments welcome!