LazyTB：具有多种相互作用流体的扩展LTB解
LazyTB: Extended LTB-solutions with Multiple Interacting Fluids
- University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
- Helsinki Institute of Physics（赫尔辛基物理研究所）
- University of Helsinki（赫尔辛基大学）
- CERN（欧洲核子研究组织）
- Universidad San Sebastián（圣塞巴斯蒂安大学）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
AI总结：
本文提出数值代码LazyTB，基于ADM公式求解球对称爱因斯坦方程，支持多种相互作用流体，并通过示例验证其处理LTB模型、辐射、暗物质和暗能量等场景的能力，同时提供光线追踪等诊断工具。
AI中文摘要：
我们提出了一个低门槛的数值代码LazyTB，它在ADM公式下求解爱因斯坦方程，适用于具有任意数量流体的一般球对称问题，这些流体具有用户定义的状态方程以及由阻力矢量介导的流体之间的可选相互作用。我们以精心选择的无量纲变量呈现ADM方程，通过解析消除可能发散项来避免一些数值不稳定性。我们通过将该代码应用于多个示例来展示其功能，包括标准LTB模型、一个包含辐射和暗物质的模型、一个具有非零声速的多方暗能量模型，以及一个具有耦合相互作用的暗物质和暗能量模型。我们还实现了一套诊断工具，包括光线追踪算法，这些工具允许从模拟中提取物理可观测量，例如位于任意位置的观测者的光度距离。该代码的设计使其易于扩展到本文示例中考虑的晚期宇宙应用之外。LazyTB可在以下https URL获取。
英文摘要：
We present a low entry barrier numerical code LazyTB that solves the Einstein equations in the ADM-formulation for a general spherically symmetric problem with an arbitrary number of fluids with user defined equations of state and optional interactions between the fluids mediated by drag-vectors. We present the ADM equations in terms of carefully chosen dimensionless variables that avoid some numerical instabilities by analytic cancellation of potentially diverging terms. We demonstrate the code by applying it to a number of examples including the standard LTB model, a model with radiation and dark matter, a polytropic dark energy model with a non-vanishing sound speed and a model with coupled interacting dark matter and dark energy. We also implement a suite of diagnostic tools, including ray-tracing algorithms, that allow extracting physical observables such as luminosity distances for observers at arbitrary locations from the simulations. The code is built to be easy to extend also beyond the late-universe applications considered in the examples of this paper. LazyTB is available at https://github.com/ollijvaisanen/LazyTB.
