Black hole entropy as a consequence of excision
David Garfinkle
黑洞熵被证明是我们对物理学的描述局限于黑洞外部的结果。这就排除了用微观状态来统计力学描述熵的需要。
Black hole entropy is shown to be a consequence of restricting our description of physics to the exterior of black holes. This precludes the need for a statistical mechanical description of this entropy in terms of microstates.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Moving black holes via singularity excision
我们提出了一个奇异性切除算法适用于数值模拟的黑洞在整个计算域中移动。该方法是以前用于获得稳定的模拟单个，非移动黑洞切除程序的扩展。切除程序也分享最近的工作中使用的元素，研究一个标量场的动力学的背景下，一个单一的，助推黑洞。我们的切除方法的鲁棒性进行了测试，使用坐标系的黑洞的坐标位置，从而切除边界，移动整个计算域中的单个黑洞的演变。
Testing excision techniques for dynamical 3D black hole evolutions
我们进行扭曲的黑洞演化和二进制黑洞头上的碰撞，并比较使用一个完整的网格的结果，通过切除的黑洞内部所获得的结果。在这两种情况下的演变被发现运行基本上是无限的，并产生相同的，收敛的波形。此外，由于扭曲的黑洞和穿刺初始数据的正面碰撞可以在没有切除的情况下进行，它们为切除码提供了一个很好的动力学测试平台。这提供了一个强有力的数值证明切除的想法的有效性，即事件视界可以“保护”的切除边界的时空，并允许一个准确的外部演化。
Simple excision of a black hole in 3+1 numerical relativity
本文描述了3+1数值相对论中黑洞切除的一个简单实现。我们将这种技术应用到一个八分圆对称的Schwarzschild黑洞在Eddington-Finkelstein坐标，并展示如何可以获得准确的，长期稳定的数值演化。
Novel finite-differencing techniques for numerical relativity: application to black hole excision
我们使用严格的技术，从有界域的双曲型方程的数值分析，构建稳定的数值相对论的有限差分格式，特别是用于黑洞切除。作为一个应用，我们提出了三维模拟的标量场在史瓦西黑洞背景中的传播。
Gauge conditions for long-term numerical black hole evolutions without excision
数值相对论面临的问题是，标准的3+1模拟黑洞时空没有奇异性切除，并与奇异性避免失误和消失的移动失败后，大约30- 40 M的演化时间，由于所谓的切片拉伸。我们讨论了失效和移位条件的非切除的情况下，有效地治愈切片拉伸，并允许运行时间为1000 M以上。
Relativistic MHD and black hole excision: Formulation and initial tests
本文提出了一种求解广义相对论MHD方程的新算法。我们设计了一个包含黑洞切除和光滑边界的方案，并简化了用AMR求解Einstein和MHD方程的过程。流体方程求解采用有限差分凸ENO方法。切除是使用重叠网格实现的。椭圆和双曲线发散清理技术允许在选择坐标系的最大灵活性，我们比较了这两种方法的标准问题。标准测试问题的数值结果在二维平面空间使用切除，重叠网格，椭圆和双曲发散清洗。
A Multiple-Grid-Patch Evolution Scheme for 3-D Black Hole Excision
当使用黑洞切除数值演化一个完全通用的黑洞时空时，大多数3-D 3+1代码使用$xyz$拓扑（空间）网格。在这样的网格中，$r = \constant$切除表面必须由不规则且不平滑的“阶梯形”切除网格边界来近似，这可能将数值不稳定性引入到演化中。在本文中，我描述了一种替代方案，它使用多个网格补丁，每个拓扑$\{r \times ({\rm angular coordinates})\}$，以覆盖切片外的$r = \constant$切除表面。切除网格边界现在是平滑的，因此演化应该不太容易出现不稳定性。使用四阶有限差分，该代码使用ADM方程将Kerr初始数据演化为${\sim} 60M$;我目前正在其中实现BSSN方程，希望这将提高稳定性。
An Implementation of DF-GHG with Application to Spherical Black Hole Excision
我们提出了一个实现的双叶理广义谐波规范（DF-GHG）制定内的伪谱码bamps。形式主义承诺在选择坐标时给予更大的自由，可以在数值相对论中使用。作为一个具体的应用，我们集中在这里的球对称黑洞的治疗。现有的方法，黑洞切除数值相对论容易失败，如果边界不能保持外流。我们提出了一种方法，称为DF切除，以避免这种失败。我们的方法依赖于仔细选择坐标，其中坐标光速受到严格控制。然后将这些坐标与DF-GHG公式相结合。在一个简单的环境中进行了一系列的验证试验后，我们研究了大脉冲标量场物质对球形黑洞的吸积。我们比较DF切除与天真的设置的结果。DF切除证明可靠，即使在以前的方法失败。
Black Hole Excision for Dynamic Black Holes
我们扩展以前的工作3D黑洞切除扭曲的黑洞的情况下，与各种动态规范条件，能够自然地响应时空动态。我们表明，切除和规范条件的组合，我们使用的是能够驱动高度扭曲，旋转黑洞几乎静态的后期时间，表现良好的度量函数，而不需要任何特殊的初始条件或解析规定的规范函数。此外，我们第一次表明，人们可以从这些模拟中提取准确的波形，与完整的机械切除和动态规范条件。演化可以进行很长时间，远远超过寿命和精度更好地解决二维码。虽然传统的2D代码显示出数量上的错误，例如在t = 100 M时超过100%的视地平线质量，以及在t = 150 M时坠毁，但使用我们的新技术，相同的系统可以在全3D中进化数百M，误差仅为百分之几。
Spherical excision for moving black holes and summation by parts for axisymmetric systems
预计实现一个收敛的和长期稳定的数值模拟的黑洞螺旋碰撞的代码将在很大程度上取决于建设稳定的算法，能够处理光滑的，最有可能的，时间依赖的边界。在推导出含对称轴轴的轴对称系统的单网格能量守恒离散化后，我们提出了一种新的运动黑洞的切除方法，该方法使用多个重叠的坐标片，使得每个边界相对于至少一个坐标系是固定的。这种多坐标结构消除了所有外推的需要，外推是数值相对论中移动边界的常用程序。我们通过在轴对称增强史瓦西黑洞周围演化无质量克莱因-戈登标量场来演示这种切除方法。切除边界由与黑洞共同运动的球面坐标系定义。我们的数值实验表明，可以使用任意高的助推速度，而不会观察到任何不稳定的迹象。
Excision without excision: the relativistic turducken
到turducken（turduckens，turduckening，turduckened，turduckened）[math.]：去填满一个黑洞。我们分析并应用了一种基于光滑黑洞内部的任意可能违反约束的初始数据的黑洞切除的替代方案，并在各处求解真空爱因斯坦演化方程。通过推导约束传播系统的BSSN演化系统的双曲公式，我们严格地证明了约束传播的因果关系，因此任何约束违反内引入的黑洞不能影响外部时空。(This并不像人们通常认为的那样，从时空的因果结构中得出结论。）我们提出了数值演化的库克-菲佛二进制黑洞初始配置显示，这些技术似乎强大的通用数据。我们还提出了数值证据，从球对称的演化，对于规范条件使用相同的固定的最终状态接近的初始数据和平滑过程的选择无关。
Modeling the Black Hole Excision Problem
分析了模拟黑洞的切除策略。该问题被模拟为一维空间区域中的准线性波的传播与类时的外边界，类空的内边界和之间的地平线。证明了适定的发展和边界算法的二阶微分处理系统给出了单独的件基本的有限差分问题。这些都是在一个数值代码中实现的，它给出了准确的长期模拟的准线性切除问题。长波长指数模式的激发，这是潜在的问题，抑制使用守恒律的离散系统。该技术的目的是直接适用于最近的代码的基础上的谐波制定的爱因斯坦方程。
Black hole excision with matching
我们提出了一种新的方法来处理内柯西边界的黑洞时空匹配的特征演变。我们讨论了这样一个计划相对于柯西只有方法的优点和缺点。自引力标量场的球对称坍缩的原型代码表明，匹配至少与其他处理内边界的方法一样好。
An excision scheme for black holes in constrained evolution formulations: spherically symmetric case
切除技术是用来处理黑洞在爱因斯坦方程的数值模拟，并包括在删除一个拓扑球包含的物理奇点从数值域，而不是适用于适当的边界条件切除表面。在这项工作中，我们提出了这种技术的情况下，爱因斯坦方程和球对称时空的约束配方的最新发展。在Bonazzola等人（2004）的完全约束形式中，我们提出了一组新的边界条件，适用于视视界内的任意坐标球上的椭圆系统。这个系统的边界条件的分析性质进行了研究，并在一定的假设下，指数收敛到静态解的真空时空。这一点在数值例子中得到了验证，同时也证明了该方法在Schwarzschild黑洞吸积标量场的情况下的适用性。我们还提出了成功地使用切除技术在一个中子星的黑洞的崩溃，当切除是在模拟过程中打开，形成后的视视界。这使得物质的吸积保留在切除表面和稳定的长期演化的新形成的黑洞。
Binary black-hole evolutions of excision and puncture data
我们提出了一个新的数值代码开发的二元黑洞时空的演化使用不同的初始数据和演化技术。该代码被证明产生国家的最先进的模拟轨道和吸气黑洞二进制收敛波形。我们还提出了第一个详细的研究重力波形的依赖性，从三维演变的不同类型的初始数据。为了这个目的，我们比较重叠克尔-Schild，Misner和Brill-Lindquist数据在很宽的范围内的初始分离的迎面碰撞所产生的波形。
A double-domain spectral method for black hole excision data
本文提出了一种新的计算二元黑洞切除初始数据的双域谱方法。该方法解决了一个系统的椭圆型偏微分方程的外部两个切除的领域。在这些球体的表面，需要施加边界条件。因此，该方法可以用来构建任意的初始数据对应的二元黑洞与特定的边界条件，在其表观视野。我们给出了具有代表性的例子对应的初始数据，满足准静态框架的要求，它结合了薄三明治制定的约束方程与孤立的视界条件的黑洞在准平衡。对于所有考虑的例子，数值解具有极高的精度，得到了适度的计算工作。此外，该方法被证明是适用的，即使倾向于限制的情况下，如大半径比的黑洞。
How to move a black hole without excision: gauge conditions for the numerical evolution of a moving puncture
最近的实验表明，未切割的黑洞穿越计算网格，这是数值相对论的一个重大进展。稳定和准确的模拟多个轨道，其辐射波，结果。这种能力是严格加强了一个谨慎选择的衡量标准。在这里，我们提出了分析的考虑，建议某些规范的选择，并在数值上证明其效力，在发展一个单一的移动穿刺黑洞。
Excision methods for high resolution shock capturing schemes applied to general relativistic hydrodynamics
本文给出了相对论欧拉方程切除边界条件的一种简单方法。这种方法依赖于使用重建进化方法，一个标准的类HRSC方法。我们测试了三种不同的重建方案，即TVD，PPM和ENO。该方法不需要使坐标系适应于切除边界。我们证明了我们的方法的有效性，使用测试包含不连续，静态测试流体解决方案与黑洞，并充分动态崩溃的中子星的黑洞。由于原始PPM重建方案与切除匹配时出现的问题，引入了一种修改的PPM方案。
Dynamical Excision Boundaries in Spectral Evolutions of Binary Black Hole Spacetimes
使用频谱爱因斯坦代码（SpEC）的二进制黑洞系统的模拟是在一个计算域上进行的，该计算域切除了黑洞内部的区域。对于模拟中使用的双曲线发展方程，切除边界必须是流出边界。我们采用了一个依赖于时间的映射之间的固定计算框架和惯性框架的黑洞通过移动。在整个模拟过程中，通过反馈控制系统调整映射的时间相关参数，以跟踪黑洞的运动，调整切除表面的形状和大小，使它们保持流出边界，并防止网格的大变形。我们详细描述了我们使用的映射和控制系统。我们展示了这些技术是如何在二元黑洞系统的极端配置，如大自旋幅度和高质量比，特别是在合并过程中，当明显的地平线高度扭曲和计算域压缩的演变是必不可少的。这里介绍的技术可能是有用的偏微分方程，涉及时间依赖映射的其他应用。
Black Hole Excision with Multiple Grid Patches
当利用黑洞切除数值演化不具有连续对称性的黑洞时空时，大多数3+1有限差分程序使用笛卡尔网格。在这样的网格上进行切除是困难的，因为自然的$r = \text{constant}$切除表面必须通过非常不同的形状（例如包含的立方体）或通过不规则且不光滑的“LEGO（tm）球体”来近似，这可能将数值不稳定性引入到演化中。在本文中，我描述了一种替代方案，它使用多个$\{r \times (\text{angular coordinates}) \}$网格补丁，每个补丁使用不同的（非奇异）角坐标的选择。这允许在光滑的$r = \text{constant}$ 2球上进行切除。我讨论的关键设计选择，在这样一个多补丁计划，包括选择的鬼区与内部边界处理的interpatch边界，补丁的数量和形状，鬼区是如何“同步”的细节，从相邻的补丁，张量基础上的爱因斯坦方程在每个补丁，和非张量场变量，如BSSN $\tildeΓ^i$的处理。我提出了一个原型实现这个计划的样本数值结果。这个程序模拟了一个单一的（切除的）黑洞周围的（渐近平坦的）时空的时间演化，使用空间和时间的四阶有限差分。使用克尔初始数据与$J/m^2 = 0.6$，我提出的演变到$t \gtsim 1500m$。这些演变的寿命似乎是有限的，只有外边界的不稳定性，而不是由任何切除不稳定性或任何固有的多补丁计划的问题。
An explicit harmonic code for black-hole evolution using excision
我们描述了一个明确的时间，有限差分代码设计来模拟黑洞使用切除方法。该代码是基于谐波制定的爱因斯坦方程，并结合了几个功能的适定性和数值稳定性的初边值问题的准线性波动方程。经过讨论的方程求解和所采用的技术，我们提出了一系列的测试平台进行验证的代码。这些测试的范围从孤立的黑洞的演化到两个黑洞的正面碰撞，再到一个双黑洞的螺旋和合并。除了评估代码的准确性外，螺旋和合并测试还揭示了各个表观地平线可以接触甚至相交。这种新的功能在动态的边缘捕获表面是意想不到的，但与定理的性质表观视野。
Excision boundary conditions for black hole initial data
我们定义并广泛测试了一组边界条件，可以应用在黑洞切除表面时的哈密顿量和动量约束的广义相对论内的共形薄三明治形式主义解决。这些边界条件被设计成使黑洞处于准平衡状态，并且在它们可以应用于任何共形三几何和切片条件的意义上是完全一般的。此外，我们表明，他们保留正是自由，以指定一个任意自旋的每个黑洞。有趣的是，我们一直无法找到一个边界条件的流逝，可以从一个quasiequilibrium条件。相反，我们发现的证据表明，失效边界条件的一部分，最初的时间规范的选择。为了检验这些边界条件，我们广泛地研究了单个黑洞和等质量黑洞双星系统的情形，包括准圆轨道的计算和最内层稳定圆轨道的确定。我们的测试表明，边界条件工作良好。
A numerical testbed for singularity excision in moving black hole spacetimes
我们发展一个标量场在一个固定的克尔-Schild背景几何测试简单的$(3+1)$维奇异切除算法。我们比较了两个中心和逆风计划处理的转移（平流）条款，以及不同的方法来实现切除边界条件，静态和助推黑洞。通过首先确定标量场的演变在一个静态框架与$(1+1)$-维代码，我们得到的解决方案，非常高的精度。该解决方案为全$(3+1)$维度的仿真提供了一个有用的测试平台。我们发现，一些算法是稳定的非助推黑洞变得不稳定时，助推速度变得很高。
Boosted three-dimensional black-hole evolutions with singularity excision
二元黑洞相互作用为目前正在开发的探测器提供了潜在的最强引力辐射源。我们给出了二元黑洞大挑战联盟三维柯西演化模型的一些结果.这些是建立这种相互作用模型和预测引力辐射波形的重要步骤。我们报告单个黑洞的演化和第一次成功的演示一个黑洞自由移动通过三维计算网格通过柯西演化：一个洞移动~ 6 M在0.1 C的总演化的持续时间~ 60 M。
Fate of Kaluza-Klein Black Holes: Evaporation or Excision?
我们研究了Kaluza-Klein黑洞的典型例子--黑弦的蒸发过程。考虑到霍金辐射的反作用，推导出了辐射场的演化方程。通过求解演化方程，我们发现霍金辐射使内部空间的形状发生颈缩，并且随着蒸发的进行，变形量变大。基于这种分析，我们推测，卡鲁扎-克莱因黑洞将在格雷戈里-拉弗拉姆不稳定性开始之前，也就是在蒸发之前，从卡鲁扎-克莱因时空中被切除。
Black hole head-on collisions and gravitational waves with fixed mesh-refinement and dynamic singularity excision
我们提出了长期稳定的和收敛的头对黑洞碰撞和提取的合并和随后的衰荡过程中产生的引力波的演变。在这项工作中的新成分是使用固定网格细化和动态奇异切除技术。我们能够进行头上的碰撞与大的初始分离，并证明我们的切除基础设施是能够容纳的个别黑洞的运动在整个计算域，以及他们的合并。我们提取引力波从这些模拟使用Zerilli-Moncrief形式主义和发现的衰荡辐射，如预期的那样，占主导地位的l=2，m=0的准正常模式。总辐射能量约为系统总ADM质量的0.1%。
Accurate Evolutions of Orbiting Black-Hole Binaries Without Excision
我们提出了一个新的算法，发展轨道黑洞双星，不需要切除或共转移位。我们的算法是基于一种新的技术来处理奇异穿刺保形因子。这个系统，基于爱因斯坦方程的BSSN公式，当使用一个“预塌缩”的初始失效时，在演化的开始是非奇异的，并且保持非奇异和稳定，只要为规范做出一个好的选择。作为一个测试案例，我们使用这种技术，充分发展轨道黑洞双星附近的最内稳定圆轨道（ISCO）制度。我们显示了波形的四阶收敛，并计算了从暴跌辐射的引力能和角动量。这些结果与Lazarus方法预测的结果非常一致。
Worldtube excision method for intermediate-mass-ratio inspirals: scalar-field model in 3+1 dimensions
研究提出一种3+1维管道切除方法，通过解析模型替代小黑洞区域，缓解中等质量比双黑洞模拟的尺度差异问题，并在标量场玩具模型中验证了准确性与效率。
Relativistic Hydrodynamic Evolutions with Black Hole Excision
我们提出了一个数值代码，旨在研究天体物理现象，包括动态时空中存在的相对论流体动力学物质的黑洞。我们提出了一个流体星的坍缩的演变，从坍缩的开始到所产生的黑洞的最终稳定状态的解决。为了使黑洞形成后能够稳定地演化，我们在遇到奇点之前切除了黑洞内部的一个区域。这个切除区域是在出现视视界之后引入的，但同时大量的物质仍留在洞外。我们测试我们的代码准确地演变真空史瓦西黑洞，相对论性的邦迪吸积流到一个黑洞，奥本海默-斯奈德尘埃坍缩，和非旋转和旋转恒星的崩溃。这些系统在切除后的数百M内被可靠地跟踪，其中M是黑洞的质量。我们在轴对称和完整的3+1维中进行这些测试。然后，我们应用我们的程序研究了恒星自旋参数J/M^2对快速旋转的n = 1多面体的引力坍缩的最终结果的影响。我们发现，只有当J/M^2<1时，才会形成黑洞，这与以前的模拟结果一致。当J/M^2>1时，坍缩的恒星会形成一个环，并分裂成非轴对称的团块，能够产生可观的"飞溅“引力辐射。
Challenging the paradigm of singularity excision in gravitational collapse
一个深深植根于现代数值相对论计算的范例规定，移除那些可能产生物理奇点的计算域区域。在这里，我们通过对匀速旋转的恒星坍缩成黑洞的三维模拟来挑战这种范式。我们表明，这种选择，结合适当的规范条件和使用分钟的数值耗散，大大提高了长期稳定性的演变。反过来，这使得波形的计算远远超出了以前的可能性，提供了黑洞振铃的信息，并设置了一个新的标志，目前的知识，从恒星坍缩到旋转的黑洞的引力波发射。
Isolated Horizon structures in quasiequilibrium black hole initial data
孤立视界条件加强了（准局部）黑洞视界的内在和外在几何的时间不变性。非膨胀视界只要求内禀几何的不变性，已成功地应用于瞬时平衡黑洞的（切除）初始数据。在这里，我们建议使用的完全孤立的地平线结构时，解决椭圆系统所产生的完整的共形3+1爱因斯坦方程组下的拟平衡anerodynamic处方。我们认为，这一扩展的椭圆系统的一组几何内边界条件，然后遵循，确定切除表面的形状。
Grazing Collisions of Black Holes via the Excision of Singularities
我们提出了第一次模拟的非迎面（掠）碰撞的二进制黑洞中的黑洞奇点已被切除的计算域。最初，两个质量相等的黑洞$m$相隔一段距离$\approx10m$，碰撞参量$\approx2m$。初始数据的基础上叠加，提高（速度$\approx0.5c$）解决方案的单个黑洞在克尔-Schild坐标。旋转和非旋转的黑洞被认为是。包含奇点的切除区域通过以下的动态表观视野来指定。进化到$t \approx 35m$，其中两个最初独立的表观视野是目前$t\approx3.8m$。此时，形成了一个单一的包络视层位，表明孔已经合并。视视界面积估计表明引力辐射约占总质量的2.6%。由于不稳定性，演化在适度的时间后结束。
A Black-Hole Excision Scheme for General Relativistic Core-Collapse Supernova Simulations
针对约束方案下黑洞时空动力学处理难题，研究者基于共形平坦时空切除法，结合CoCoNuT-FMT代码实现黑洞切除方案，通过边界条件与流体求解器升级保障稳定性，完成球对称及二维回落爆炸模拟。
Comments on Bona-Masso type slicing conditions in long-term black hole evolutions
我们一般性地审查为什么时间无关的终态可以达到黑洞和塌缩模拟，切除和不切除。我们将Bona-Masso切片条件下的Killing态沿着切片的法线（“BMn”）的时间导数作为切片上的混合椭圆/双曲微分方程的解。我们数值计算表明，这些稳定的状态可以达到从典型的初始数据与切除的最终状态，但可以达到穿刺方法，只有当穿刺是不是数值上很好地解决。在演化过程中，BMn切片往往形成规范激波。这可能是因为这些在当前的3D模拟中看不到，只是因为缺乏分辨率，尽管我们希望可以小心避免它们。最后，我们指出，切除与BMn目前实施的是不适定的，因此预计不会收敛，这是可以治愈的。在技术附录中，我们导出了固定时空上纯规范系统的方程，并将BSSN/NOR方程转化为适用于多坐标片或球极坐标的三维张量形式。
On the gravitational radiation from the collapse of neutron stars to rotating black holes
我们提供的细节，并提出额外的结果，从中子星的崩溃旋转黑洞在三维的引力波发射的数值研究。更具体地说，我们集中在使用切除技术的优点和缺点，以及如何替代的方法，切除可以成功地采用。此外，作为源表征的第一步，我们提出了一个系统的讨论，旋转和不同的扰动对波形的影响，从而对引力波中发射的能量。
Relativistic black hole-neutron star binaries in quasiequilibrium: effects of the black hole excision boundary condition
通过共形薄三明治分解求解Einstein约束方程和相对论流体定常平衡方程，构造了黑洞-中子星双星系统的新模型.我们采用最大切片，假设空间共形平坦，并在切除表面上施加平衡边界条件（即，视视界）来模拟黑洞。在我们以前的处理中，我们采用了一个“领先的顺序”近似的参数有关的黑洞自旋在这些边界条件，以建设约nonspinning黑洞。在这里，我们通过计算黑洞的准定域自旋角动量并将其设置为零来改进模型。与前面一样，我们采用多方状态方程，绝热指数γ =2，并假设中子星是无旋的。除了重新计算几个序列与我们以前的结果进行比较，我们研究了更广泛的中子星质量和二进制质量比。为了找到最里面的稳定的圆形轨道，我们搜索的转折点沿结合能和总角动量曲线为这些序列。与我们之前的近似边界条件不同，这两个最小值现在重合。我们还确定了尖点的形成在中子星表面，表明潮汐中断的开始。比较这两个关键的二元分离不同的质量比和中子星压缩，我们区分这些地区，将导致一个潮汐中断的中子星从那些将导致陷入黑洞的中子星或多或少完好无损，虽然由潮汐力扭曲。
Worldtube excision method for intermediate-mass-ratio inspirals: self-consistent evolution in a scalar-charge model
本研究针对中等质量比双黑洞模拟的尺度差异问题，在标量电荷模型中实现了世界管切除方法的自洽轨道辐射演化，验证了其与微扰结果的一致性并能解析后绝热效应。
Evading Cauchy horizon excision in scalarized regular black holes
该研究表明自发标量化不一定消除带电黑洞的柯西视界，推导了非线性电动力学P对偶框架中不破坏柯西视界的一般条件，确定了相关候选理论，为研究视界间区域的标量化及其与质量通胀的相互作用提供了可能。
An alternative approach to solving the Hamiltonian constraint
求解爱因斯坦约束方程构造黑洞初始数据需要处理黑洞奇点。通常情况下，这是这样做的切除方法，其中的黑洞内部被切除的数值网格，或穿刺的方法，其中的奇异部分的共形因子表示在一个分析的背景解决方案，然后解决的哈密顿约束的背景解决方案，通常，被假定为定期无处不在的校正。我们讨论了另一种方法，在该方法中的哈密顿约束求解的共形因子的逆功率。这个新函数在任何地方都是有限的，因此这种方法既不需要切除，也不需要分裂成背景和校正。特别地，即使当对共形因子的校正本身是奇异的时，该方法也可以在不修改的情况下使用。我们证明了这一功能的旋转黑洞的喇叭拓扑结构。
Multi-Domain Spectral Method for Initial Data of Arbitrary Binaries in General Relativity
提出了一种计算广义相对论中二元系统初始数据的多域谱方法。利用自适应保角坐标，将引力源外的真空区域分成两个子域，在子域内进行场量的谱展开。如果双星的一个组成部分是一颗中子星，那么就增加了一个复盖恒星内部的子域。因此，该方法可以用来构造任意的初始数据对应的双黑洞，双中子星或混合双星。特别地，可以通过穿刺和切除技术来描述黑洞成分。第一个例子给出的二进制黑洞切除数据，满足要求的准静态框架，它结合了共形薄三明治制定的约束方程与孤立视界条件的黑洞在准平衡。这些数值解得到了非常高的精度与适度的计算工作。此外，该方法被证明是适用的，即使当倾向于限制的情况下，如大的质量比的二进制组件。
Quasiequilibrium states of black hole-neutron star binaries in the moving-puncture framework
在移动穿刺框架下计算了黑洞-中子星双星的广义相对论准平衡态。我们提出了确定准平衡态的三个条件，并将数值结果与切除框架中得到的结果进行了比较。我们发现，在（i）无论轨道间距如何，双星的质量比都接近于1，（ii）轨道间距足够大的情况下，在移动穿刺框架下得到的结果与切除框架和第三后牛顿近似下的结果一致（$m_0Ω\alt 0.02$，其中$m_0$和$Ω$分别是总质量和轨道角速度），而与质量比无关。对于$m_0 Ω\agt 0.03$，移动穿刺和切除框架中的结果都或多或少地偏离第三后牛顿近似中的结果。因此，数值结果并没有提供一个准圆态，相反，它们似乎有一个不可忽略的偏心率为0.01- 0.1。我们通过数值模拟表明，在移动穿刺框架中的方法可以提供近似的准圆形状态，其中的偏心率是由一个因素的$\sim 2$小于那些在准平衡由其他方法。
Quasi-equilibrium Binary Black Hole Initial Data for Dynamical Evolutions
我们提出了一种构造适合于数值演化的准平衡二元黑洞初始数据的形式。我们构造准平衡模型施加一个近似的螺旋Killing对称性适当的准圆轨道。我们使用两个Kerr-Schild度量的和作为我们的背景度量，从而改善共形平坦的背景，不容纳旋转的黑洞，并提供了一个水平穿透的推移，便于实施黑洞切除。我们设置内边界条件的切除半径以及内的视视界和构造这些边界条件，将准平衡条件和恢复的解决方案，孤立黑洞在大分离的限制。我们使用我们的形式主义，以产生初始数据的二进制黑洞的演化，并构建一个粗糙的准平衡，螺旋序列的二进制黑洞固定的不可约质量。
Trapping Horizons as inner boundary conditions for black hole spacetimes
利用3+1约束演化格式和切除技术，给出了一组数值构造动力学黑洞时空的内边界条件。这些内边界条件是由动力学捕获视界框架启发的，并在完整爱因斯坦方程的椭圆子系统中强制执行。在静止极限，他们减少到现有的孤立层边界条件。特征分析完成了辐射模式的内边界条件的讨论。
Are moving punctures equivalent to moving black holes?
在模拟双黑洞系统的螺旋和合并时，需要特别注意处理奇点。数值相对论模拟中使用了两种主要的技术：第一种也是更传统的技术从每个类空超曲面上的数值网格中“切除”奇点的空间邻域。第二个也是最近的一个，相反，从一个“穿孔”解决方案开始，然后发展完整的3-度量，包括奇点。在连续极限，切除是合理的爱因斯坦方程的光锥结构，并在实践中，可以给出精确的数值解时，适当的离散化。然而，由于场变量在穿刺处是不可微的，因此没有证据证明移动穿刺技术是正确的，特别是在离散情况下。为了研究这个问题，我们使用这两种技术来演化一个等质量非自旋黑洞的二元系统。我们比较了两个曲率4-标量的演化与适当的时间沿不变定义的世界线中间的两个黑洞，使用Richardson外推，以减少有限差分截断误差的影响。我们发现，切除和移动穿刺演化沿着世界线产生了相同的不变量，因此在世界线的因果过去中产生了相同的时空。这提供了令人信服的证据，证明移动的穿刺确实等同于移动的黑洞。
Quasi-circular orbits of conformal thin-sandwich puncture binary black holes
我构造的初始数据等质量无旋的二元黑洞使用共形薄三明治穿刺（CTSP）的方法。我定位准圆轨道使用有效势的方法，并估计的最内稳定圆轨道（ISCO）的位置。ISCO的预测是一致的共形薄夹层数据使用切除技术的结果。这些结果还表明，ISCO预测的有效势和ADM-Komar质量比较方法同意共形薄三明治数据，就像他们做的Bowen-York数据。
Relativistic hydrodynamics in the presence of puncture black holes
近年来，许多对真空中双黑洞的数值模拟都采用了移动穿刺方法。这种成功的方法避免了对黑洞内部进行数值切除的需要，并且易于实现。在这里，我们希望探讨如何以及同样的方法可以应用于移动黑洞穿刺在相对论流体动力学物质的存在。首先，我们在真空中演化单个黑洞穿刺，以校准我们的BSSN（Baumgarte-Shapiro-Shibata-Nakamura）实现，并确认外部时空的数值解对任何"垃圾“都是不变的（即，约束违反）的初始数据中采用的黑洞内部。然后，我们专注于相对论邦迪吸积到一个移动的穿刺史瓦西黑洞作为我们的高分辨率激波捕捉相对论流体力学计划的数值试验台。我们发现，流体动力学方程可以成功地发展在内部，而不施加数值切除。这些结果有助于激励采用移动穿刺方法来处理双黑洞-中子星问题，使用共形薄三明治初始数据。
Binary black hole circular orbits computed with COCAL
在这项工作中，我们提出了我们的第一个结果的双黑洞圆形轨道使用{ \sc cocal}，紧凑的对象计算器。使用3+1分解五个方程求解保形平坦和最大切片的假设下。使用切除并施加适当的视层位边界条件。轨道速度是通过在无穷远处施加史瓦西行为来确定的。得到了一个等质量黑洞序列，并计算了它的主要物理特性。
Finite difference schemes for second order systems describing black holes
在广义相对论的调和描述中，爱因斯坦方程的主要部分简化为10个弯曲的时空度规分量的空间波方程。我们提出了定理的稳定性的几个进化边界算法，这样的方程时，处理在二阶微分形式。该定理适用于一个模型黑洞时空组成的类空内边界切除的奇异性，类时的外边界和视界之间。这些算法被实现为稳定的，收敛的数值代码和它们的性能进行了比较，在一个2维切除问题。
Worldtube excision method for intermediate-mass-ratio inspirals: scalar-field toy model
本文针对中等质量比黑洞双星模拟中因尺度差异导致的计算成本问题，提出世界管切除方法，用含未知参数的解析模型替代小天体附近区域并通过匹配确定参数，并在标量场玩具模型中验证了不同匹配策略的可行性。
Gravitational collapse in 2+1 dimensional AdS spacetime
本文对2+1维轴对称反deSitter（AdS）时空中无质量、最小耦合标量场的引力坍缩形成黑洞进行了数值模拟.事件视界外部的几何形状接近BTZ解，没有显示标量“毛发”的证据。为了研究内部结构，我们实现了黑洞切除的变体，我们称之为奇点切除。我们发现，在事件视界内部，出现了一个强烈的类空曲率奇异性。我们研究了黑洞形成阈值处的临界行为，发现了一个连续的自相似解，相应的质量标度指数约为1.2。临界解在与时空的角度亏损有关的相位内是普适的。
Toward stable 3D numerical evolutions of black-hole spacetimes
给出了切除条件下静态黑洞的三维数值演化。这些演化延伸到大约8000 M，其中M是黑洞的质量。这种程度的稳定性是通过使用增长率的估计，以指导微调的参数在一个多参数家庭的对称双曲表示的爱因斯坦演化方程。这些演化是使用一个固定的规范，以分离的稳定性增强规范的选择的影响的演化方程的内在稳定性。
Impact of densitized lapse slicings on evolutions of a wobbling black hole
我们提出了一个切除摆动黑洞的长期稳定和二阶收敛演化。我们的研究结果清楚地表明，使用一个密集的失效函数大大延长了模拟的寿命。我们还表明，提高单静态黑洞的稳定性时，代数densitizedlapse条件。此外，我们介绍了一种计算成本低廉的方法，用于跟踪的奇异点的位置，适合轻度扭曲的黑洞。该方法是基于调查的下降行为和适当的网格变量的不对称性。这种简单的跟踪方法允许人们调整切除区域的位置，以跟随奇点的坐标运动。
Calibration of Moving Puncture Simulations
我们提出了单一和二元黑洞模拟，遵循移动穿刺范例模拟黑洞时空没有切除，并使用移动盒网格细化。聚焦于二进制黑洞配置的模拟覆盖大约两个轨道，我们解决了五个主要问题，确定我们的结果的质量：数值离散化误差，有限提取半径的辐射信号，物理适当的初始数据，规范的选择和计算性能。我们还比较结果，我们已经获得了BAM码这里描述的独立的LEAN码。
Towards a gauge-polyvalent Numerical Relativity code
规范多价的一个新的数值代码进行测试，无论是在谐波坐标模拟（规范波试验台）和奇异性避免坐标（简单的黑洞模拟，无论有或没有移动）。该代码是建立在一个调整后的一阶通量保守版本的Z4形式主义和最近提出的家庭强大的有限差分高分辨率算法。一个突出的结果是长期演变（高达1000米）的黑洞在正常坐标（零位移）没有切除。
Conformal Thin-Sandwich Solver for Generic Initial Data
我们提出了一个新的计划，用于构建初始数据的爱因斯坦场方程使用共形薄三明治配方，不承担共形平坦或近似Killing矢量。这包括一种基于叠加确定自由数据的方法，以及一种无需切除即可处理黑洞奇点的方法。我们数值求解的约束方程，使用多重网格算法与网格细化。我们证明了几个应用程序的初始数据解决方案的方法的有效性：一个准圆形的二元黑洞合并，动态捕获黑洞-中子星合并，和超相对论碰撞。
Excised acoustic black holes: the scattering problem in the time domain
在时域内数值求解了动态扰动撞击声黑洞的流盆模型的散射过程。利用最近发展起来的数学工具，包括有限元方法，切除技术和强双曲系统的约束演化方案，探索与广义相对论的真实黑洞的类比。特别是它示出，超辐射散射的准单色波包可以产生强烈的放大信号，提供了一个显着的提取旋转能量在适当的值的涡旋的角频率和波包的中心频率的可能性。结果表明，最近发展的引力波的理论工具，可以带来的成果，在其他问题的研究，其中存在强各向异性。
Distributional sources for black hole initial data
黑洞初始数据通常是利用Bowen-York型穿刺初始数据或通过施加切除边界条件产生的。Bowen-York初始数据的好处是能够指定系统的自旋和动量作为初始数据的参数。为了将这些好处扩展到爱因斯坦约束的其他公式中，使用分布作为源项重新制定了穿刺方法。给出了Bowen-York穿刺黑洞初始数据和喇叭形变化是如何由分布源产生的。一个启发式的论点，认为这些来源的自旋和动量的一般来源。为了阐明其他分布源的意义，研究了一类精确的哈密顿约束广义源初始数据族，并研究了旋转喇叭形黑洞初始数据和高阶动量源黑洞初始数据.
Black hole evolution by spectral methods
目前演化包含一个或多个黑洞的时空的方法受到阻碍长期演化的不稳定性的困扰。这些不稳定性中的一些可能是由于所使用的数值方法，传统的有限差分。在本文中，我们探讨使用伪谱配置（PSC）方法的演化的球对称黑洞时空在一维使用双曲爱因斯坦方程。我们证明，我们的PSC方法是能够发展一个球对称的黑洞时空永远没有强制约束，即使我们通过克莱因-戈登标量场添加动力学。我们发现，在对比有限差分方法，黑洞切除是一个平凡的操作，使用PSC应用到爱因斯坦方程的双曲制定。我们讨论了这种方法的扩展到三个空间维度。
Puncture Evolution of Schwarzschild Black Holes
对单个非自旋黑洞的运动穿刺方法进行了分析。结果表明，目前的数字代码不能解决的穿刺区域。结果，穿刺附近的几何形状似乎演变成一个无限长的圆柱体的有限面积半径。在整个进化过程中，这个穿刺点本身实际上一直保持在类空的无穷远处。在无限分辨率的极限下，数据永远不会变成静止的。然而，在任何合理的有限分辨率下，最接近穿孔的网格点被伽马驱动位移条件迅速拉入黑洞内部。然后，数据可以演变为稳定状态。这些结果表明，移动穿刺技术应被视为一种“自然切除”。
Maximal Slicing for Puncture Evolutions of Schwarzschild and Reissner-Nordström Black Holes
我们证明了明确的建设，存在一个最大的史瓦西时空切片，使流逝有零梯度穿刺。这种边界条件已被观察到举行的数值演变，但在过去，它是不清楚是否数值获得的最大切片存在解析。我们的分析结果与数值模拟一致。给定的分析形式的流逝，我们可以得出，在晚些时候的事件视界的流逝的值接近值${3/16}\sqrt{3} \approx 0.3248$，证明数值估计0.3已用于黑洞切除在数值模拟。我们提出了我们的结果的非极值Reissner-Nordström度量，推广以前的建设最大的切片。
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