Lösungen zu geodätischen Gleichungen im AdS3-Raum

Ich kämpfe mit einer Aufgabe meines Dozenten, er hat mich gebeten, Lösungen für die Flugbahn eines Punktteilchens im AdS3-Raum mit globalen Koordinaten, die durch Metrik gegeben sind, numerisch (mathematica) und analytisch zu berechnen

D S 2 = R 2 ( cosch 2 ( ρ ) D T 2 + D ρ 2 + Sünde 2 ( ρ ) D ϕ 2 )
Ich habe drei geodätische Bewegungsgleichungen berechnet

ρ ¨ + Sünde ( ρ ) cosch ( ρ ) ( T ˙ T ˙ ϕ ˙ ϕ ˙ ) = 0

ϕ ¨ + coth ( ρ ) ρ ˙ ϕ ˙ = 0

T ¨ + Tanh ( ρ ) ρ ˙ T ˙ = 0

Mir ist klar, dass sie gekoppelt sind, aber ich habe ehrlich gesagt keine Ahnung, wie ich sie finden soll ρ ( τ ) , T ( τ ) Und ϕ ( τ ) .

Erstens denke ich, dass Ihnen einige Faktoren von 2 fehlen könnten ϕ Und T Gleichungen.
Zweitens ist ein Fall, der leicht gelöst werden kann, das Wann ρ Ist repariert.
Hallo Secavara, könntest du das näher erläutern?
Oh, ich habe ein paar Kritzeleien gemacht, damit ich mich irren könnte, aber für ϕ Und T ich habe ϕ ¨ + 2 coth ( ρ ) ρ ˙ ϕ ˙ = 0 Und T ¨ + 2 Tanh ( ρ ) ρ ˙ T ˙ = 0 . Und dann beachten Sie, dass, wenn wir nehmen ρ ˙ = 0 , dann können wir einige Geodäten leicht finden.
In diesem Fall, T = A + B τ Und ϕ = C ± B τ .

Antworten (1)

Angenommen, Ihre Gleichungen sind korrekt (ich habe es nicht überprüft), aber gekoppelte ODEs wie diese (und geodätische Gleichungen im Allgemeinen) müssen numerisch gelöst werden. Der Trick besteht darin, die Standard-Runge-Kutta-Löser zu verwenden, es ist am bequemsten, mit Systemen erster Ordnung zu arbeiten. Im Allgemeinen, gegeben die geodätischen Gleichungen:

X ¨ A + Γ B C A X ˙ B X ˙ C = 0 ,

wir können diese als System erster Ordnung schreiben:

X ˙ A = v A , v ˙ A = Γ B C A v B v C

Definieren Sie also für Ihr obiges System X A = ρ ˙ A , j A = ϕ ˙ A , Und z A = T ˙ A . Zusammen mit den verbleibenden Gleichungen haben Sie dann ein 6-D-System erster Ordnung, und die Lösungen hängen von der Angabe von 6 solcher Anfangsbedingungen ab.

Hoffe das hilft.

Es ist kaum ein "Trick", RK-Löser einzusetzen, da sie zu den beliebtesten gehören und oft die erste Wahl sind, bevor auf ausgefeiltere Methoden zurückgegriffen wird.
@JamalS Ich glaube du hast meinen Satz viel zu wörtlich genommen. RK-Löser arbeiten nicht nativ an ODEs zweiter Ordnung, der "Trick" besteht darin, ODEs zweiter Ordnung als ODEs erster Ordnung zu schreiben und dann die RK-Methoden anzuwenden.
@Dr.IkjyotSinghKohli Ich habe bei meinem Problem erhebliche Fortschritte gemacht, habe jedoch Probleme, Anfangsbedingungen anzugeben, die gemäß dem von mir verwendeten Solver zu einer stabilen Lösung führen. Danke
@ Cyphox32 Hallo. Ja. Dies ist häufig ein Problem bei solchen numerischen Anwendungen. Vielleicht möchten Sie sich die Verwendung von MATLAB / Octave / NumPY / SciPy in Python für diese Art von Dingen ansehen. MATLAB hat sehr leistungsfähige numerische Löser: ODe23s OdE45 usw. und es ist einfacher, mit Anfangsbedingungen zu experimentieren.