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数值相对论

指数 数值相对论

数值相对论(numerical relativity)是广义相对论的一个分支,旨在通过数值方法求解爱因斯坦场方程,以模拟强引力场中的物理过程。相对论天文学中的物理系统,如引力坍缩、中子星、黑洞及引力波等等,以及其他不能利用弱场低速情形中结论近似的现象都可以利用数值相对论模拟。 由于爱因斯坦方程的复杂性与非线性,这一领域的模拟需要特定的数值方法。而计算量巨大的三维问题则需要借助超级计算机解决。一些数学与天体物理学问题,比如密接联星及其引力波的数值模拟,目前可以利用数值相对论求解。.

目录

  1. 4 关系: 廣義相對論索尔·图科斯基茨维·皮兰查尔斯·W·米斯纳

廣義相對論

广义相对论是現代物理中基于相对性原理利用几何语言描述的引力理论。该理论由阿尔伯特·爱因斯坦等人自1907年开始发展,最终在1915年基本完成。广义相对论将经典的牛顿万有引力定律與狭义相对论加以推廣。在广义相对论中,引力被描述为时空的一种几何属性(曲率),而时空的曲率则通过爱因斯坦场方程和处于其中的物质及辐射的能量與动量联系在一起。 从广义相对论得到的部分预言和经典物理中的对应预言非常不同,尤其是有关时间流易、空间几何、自由落体的运动以及光的传播等问题,例如引力场内的时间膨胀、光的引力红移和引力时间延迟效应。广义相对论的预言至今为止已经通过了所有观测和实验的验证——广义相对论虽然并非当今描述引力的唯一理论,但却是能够与实验数据相符合的最简洁的理论。不过仍然有一些问题至今未能解决。最为基础的即是广义相对论和量子物理的定律应如何统一以形成完备并且自洽的量子引力理论。 爱因斯坦的广义相对论理论在天体物理学中有着非常重要的应用。比如它预言了某些大质量恒星终结后,会形成时空极度扭曲以至于所有物质(包括光)都无法逸出的区域,黑洞。有证据表明恒星质量黑洞以及超大质量黑洞是某些天体例如活动星系核和微类星体发射高强度辐射的直接成因。光线在引力场中的偏折会形成引力透镜现象,这使得人们可能观察到处于遥远位置的同一个天体形成的多个像。广义相对论还预言了引力波的存在。引力波已经由激光干涉引力波天文台在2015年9月直接观测到。此外,广义相对论还是现代宇宙学中的的理论基础。.

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索尔·图科斯基

索尔·A·图科斯基(Saul A. Teukolsky,),美国物理学家,自2007年4月3日起担任康奈尔大学的物理系主任。图科斯基是研究数值相对论(运用计算机的数值方法求解爱因斯坦场方程)的先驱之一。.

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茨维·皮兰

茨维·皮兰(Tsvi Piran,),出生于特拉维夫,以色列理论物理学家和天体物理学家,他因关于伽马射线暴(GRBs) 和数值相对论的工作而知名。.

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查尔斯·W·米斯纳

查尔斯·W·米斯纳(Charles W. Misner,,),美国物理学家,引力论的作者之一。米斯纳的研究方向包括广义相对论和宇宙学。他在量子引力和数值相对论领域开展了早期的基础研究。.

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