NNN-Körper-Simulation in der Allgemeinen Relativitätstheorie

Wie würde man eine durchführen N -Körper-Simulation in der Allgemeinen Relativitätstheorie (GR) für so etwas wie Galaxienentstehung oder galaktische Dynamik?

Angenommen, man möchte die Rotationskurve simulieren v ( R ) für Galaxien mit an N -Körper-Simulation, und will dies im Rahmen von GR / den Einstein-Gleichungen tun.

Da solltest du etwas konkreter werden. Wenn die Bedingungen mild sind, brauchen Sie nur die Newtonsche Schwerkraft plus einige Korrekturen. Wenn die Situation komplex ist (wie die Dynamik der Kollision eines Schwarzen Lochs oder eines Sternkollaps), dann muss man vollständige GR-Gleichungen diskretisieren, und das ist überhaupt nicht einfach ...
@Marek: etwas Kontext hinzugefügt.
Dies ist keine Standardantwort. Wie bei jedem physikalischen Problem gibt es 10 verschiedene Ansätze mit zunehmender Komplexität. Beim Lösen von Wasserstoffatomen in QM können Sie einfach das klassische Elektronenbild lösen, Sie können relativistische Effekte hinzufügen, Sie können Spin-Wechselwirkungen, Kernzusammensetzung, QFT-Effekte usw. usw. hinzufügen. Die meisten davon sind für Standardzwecke völlig irrelevant. Deshalb frage ich noch einmal: Welchen Grad an Komplexität streben Sie an? Es gibt keinen einzigen richtigen Ansatz für die numerische GR, es gibt Dutzende. Wenn Sie darauf keine Antwort wissen, haben Sie keine Frage ...
@Marek: Angenommen, man möchte v (r) für Galaxien mit N-Körpern simulieren und dies im Rahmen von GR / Einstein-Gleichungen tun.
Okay, das ist jetzt etwas Kontext. Es wäre schön, wenn Sie diese (und weitere) Informationen zur Frage hinzufügen würden.
Die Frage ist immer noch sehr weit gefasst. Suchen Sie nach Referenzen zum Einstieg in das Feld der numerischen GR? Suchen Sie nach Referenzen für bestimmte Rezepte? Suchen Sie nach bekannten Ergebnissen?
@Willie: ja, ich interessiere mich auch für Referenzen!
Werfen Sie einen Blick auf die Universums-Sandbox . Alles ist jedoch klassische Schwerkraft.
Für Galaxienrotationskurven vermute ich, dass post-Newtonsche Terme niedriger Ordnung ( en.wikipedia.org/wiki/Parameterized_post-Newtonian_formalism ) als Korrekturen ausreichen (wie von @Marek hervorgehoben). Für die Formation würde ich vermuten, dass genaue Zustandsgleichungen weitaus wichtiger wären als irgendwelche Gravitationskorrekturen.
Ist aus technischer/rechnerischer Sicht bekannt, wie man N-Körper-Simulationen in GR durchführt?
Dazu gibt es jede Menge Artikel, siehe zum Beispiel arxiv.org/abs/1511.05124

Antworten (2)

Das allgemeine relativistische n-Körper-Problem wird in der Community nicht sehr untersucht, hat aber ein gewisses Erneuerungsinteresse. Dann kenne ich keine öffentliche Software, aber es gibt ein paar Gruppen, die eine Lösung haben, die funktioniert:

Dann würden Sie sehen, dass der erste NR-Körper aus den 80er Jahren mit der Arbeit von SL Shapiro und S. Teukolsky (85,86) stammt.

Light++ Es ist nicht Open Source, aber Sie können versuchen, den Autor, Werner Benger, zu kontaktieren.

Vor einigen Jahren haben wir Zugriff auf den Quellcode von 'light++'. Nicht länger :(

Light++ Raytracer! (allgemeines relativistisches Raytracing)

Simulation eines Schwarzen Lochs durch Raytracing

Die Schwarze Erde

Über die Simulation galaktischer Nahbegegnungen oder eine n-Körper-Allgemeinsimulation unter den Bedingungen von GR habe ich nichts gefunden.

BEARBEITEN HINZUFÜGEN
"Ich habe nichts gefunden" kann so gelesen werden "es gibt kein einziges Softwarepaket", weil AFAIK
niemand weiß, wie man GR bei der Berechnung der Planeten- und Galaxiendynamik (kleiner Maßstab mit Materie) anwendet.
Die Zeldovich-Näherung wird bei der Linearisierung von GR verwendet (mit Einschränkungen):

und wurde erfolgreich angewendet, um die großräumige Clusterbildung in der Verteilung von Galaxienhaufen zu beschreiben. ..Im Rahmen der Zeldovich-Vorschrift bewegen sich solche Teilchen jedoch weiter entlang gerader Linien, nachdem sich ein Pfannkuchen entsprechend dem Kreuzen der Teilchenbahnen gebildet hat, ..

Ich denke, dass Ihr Ziel hoffnungslos ist, weil GR seit 1917 existiert und niemand erfolgreich war.
Interessante Fragen, imo:
Wie realitätsnah sind die Simulationen, die mit Newtonschen Codes durchgeführt werden.
Welche Art von Problemen können wir erwarten, wenn wir versuchen, einen Simulationscode zu erstellen.

BEARBEITEN HINZUFÜGEN Ende

HINWEIS: Tote Verbindung. http://www.photon.at/~werner/light/return Forbidden - Sie haben keine Berechtigung, auf /~werner/light/ auf diesem Server zuzugreifen.
@ ja72 hier gibt es eine verwandte Bibliothek
@ja72: Archive.org hat die toten Links.
Interessant, aber Raytracing ist definitiv keine n-Körper-Simulation! Wenn Sie das jedoch möchten, versuchen Sie es mit diesem Tutorial mit C-Quellcode: madore.org/~david/math/kerr.html
NNN-Körper-Simulation in der Allgemeinen Relativitätstheorie
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v