三维广义相对论水动力学 II：单颗相对论星体的长期动力学

这是一系列论文的第二篇，关于构建和验证用于求解耦合的 Einstein 方程和一般相对论水动力学方程系统的三维代码，以及将该代码应用于一般相对论天体物理学中的问题。特别报告我们代码在相对论星体长期动力学演化中的精度，以及在代码测试过程中获得的一些新物理结果。测试涉及稳定平衡状态下的非旋转星体、非旋转星体进行径向和四极振荡、非旋转星体在不稳定平衡分支上迁移到稳定分支、非旋转星体坍缩形成黑洞、以及稳定平衡和进行准径向振荡的快速旋转星体。数值演化在完全广义相对论中进行，使用不同的多项式方程状态，使用要么仅使用 rest-mass 密度，要么使用 rest-mass 密度和 internal 能作为独立变量。已实现新的时空演化变体和新的高分辨率冲击捕获 (HRSC) 处理，基于黎西夫求解器和斜率限制器，并与以前的方法进行比较。最后，我们获得了在完全广义相对论中和快速旋转的星体的第一个振荡频率。一个长期存在的问题——这些频率尚未被其他方法获得。总体而言，我们认为本文所呈现的结果是截至目前为止最准确的三维相对论星体长期演化。