Simulando un sistema binario de agujero negro

Como parte de un proyecto para mi título, estoy escribiendo un código para simular las interacciones gravitacionales de N-cuerpos, sin embargo, tengo que usar este código para investigar algo. Luchando por pensar en ideas, me preguntaba si los sistemas binarios de agujeros negros serían posibles. Solo estaría investigando algo relacionado con su formación a partir de dos galaxias enanas que contienen agujeros negros únicos, por lo que podría cortarlo cuando se acercaran demasiado, pero necesitaría ejecutarlo mientras estuvieran bastante cerca.

¿En qué etapa necesitaría introducir correcciones a la gravedad newtoniana simple y qué tan complicado o factible es hacerlo? Cualquier consejo sería genial (o si tienes alguna idea para investigar algo más, ¡sería increíble!)

Lo vi antes, pero esperaba (probablemente en vano) que alguien pudiera explicar o vincular a algún lugar que explique la mejor manera de implementarlo.
Es una cuestión de cuántos detalles obtienes. PPN se vuelve bastante complicado incluso cuando obtiene suficientes detalles para obtener radiación gravitacional distinta de cero (2.5º orden). Si quieres ver un tratamiento de esto, está bastante bien desarrollado en el libro de texto de Cosmología de Weinberg y en MTW. Si desea ver simulaciones numéricas anteriores usando PPN, probablemente haya algo que el consorcio LIGO haya elaborado sobre el tema, pero no sé dónde con certeza. Sin embargo, esto es definitivamente lo que la comunidad de la relatividad numérica usa para los agujeros negros de órbita lejana.

Respuestas (1)

Las correcciones a la gravedad newtoniana se denominan post-newtonianas (no confundir con PPN o expresiones post-newtonianas parametrizadas utilizadas para comparar teorías modificadas de la gravedad).

Las correcciones generalmente se hacen expandiendo la ecuación de Einstein en series en GRAMO C 2 o v C , siendo este último más común, ya que el parámetro de expansión es adimensional ( v representa las velocidades de los cuerpos). Tal expansión produce efectivamente un conjunto de correcciones a las fuerzas newtonianas. Las correcciones proporcionales a ( v C ) norte y llamó norte PAG norte correcciones Que yo sepa, uno puede encontrar en la literatura las expresiones para las fuerzas de hasta 3.5 PAG norte orden.

En cuanto a la viabilidad, cuanto mayor sea el orden norte , más complicadas son las expresiones. Mientras 1 PAG norte las correcciones se pueden implementar casi "gratis", las siguientes órdenes pueden describirse mediante ecuaciones de un par de páginas. Estos tipos hablan más o menos del mismo problema que usted está haciendo http://labs.adsabs.harvard.edu/ui/abs/2009ApJ...695..455B , y usan hasta 2.5 PAG norte correcciones

Puede haber disparadores más competentes para activar/desactivar los términos de corrección, pero como uno bueno puede comparar directamente los factores de expansión ( v C ) norte a algunos valores umbral, donde v aquí está la velocidad relativa de los agujeros negros.

Hay una gran cantidad de investigaciones relevantes para su proyecto. Si está más interesado en la dinámica, hay muchos otros factores, como colisiones con estrellas/medio interestelar (si es relevante en galaxias enanas)/fricción dinámica/etc., que probablemente sean mucho más importantes que las correcciones PN durante la mayor parte de la fusión de galaxias. . Sin embargo, si desea tener una descripción precisa de la inspiración tardía del agujero negro, por ejemplo, para extraer formas de onda gravitatorias, incluir las correcciones de PN es realmente importante.

Prácticamente, rastrearía el factor v C durante las simulaciones diarias, verifique sus valores y luego decida si se necesitan correcciones de PN. Alternativamente, busque la literatura sobre anuncios.