自引力系统的热力学
统计力学
2009-11-07 v3 天体物理学
混沌动力学
流体动力学
摘要
自引力系统预计通过碰撞性松弛或剧烈无碰撞松弛达到统计平衡状态。然而，最大熵状态并不总是存在，系统可能发生“引力热力学灾变”：它可以通过发展出一个密集且热的“核心”周围环绕着低密度“星际”来实现越来越高的熵值。在本文中，我们利用一个简单的松弛方程 [Chavanis, Sommeria 和 Robert, Astrophys. J. 471, 385 (1996)] 研究了“平衡”状态与“坍缩”状态之间的相变。该松弛方程构造方式旨在以最优速率增加熵值，同时保持质量和能量守恒。通过该数值算法，我们可以覆盖参数空间中的整个分叉图，并通过独立方法检验 Katz [Mon. Not. R. astr. Soc. 183, 765 (1978)] 和 Padmanabhan [Astrophys. J. Supp. 71, 651 (1989)] 的稳定性限制。当不存在平衡状态时，我们的松弛方程会发展出一种自相似坍缩，导致有限时间奇点。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0107345,
title = {Thermodynamics of self-gravitating systems},
author = {P. H. Chavanis and C. Rosier and C. Sire},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0107345},
year = {2009}
}
备注
54 pages. 25 figures. Submitted to Phys. Rev. E