Spherically symmetric collapse: initial configurations

2025

Полный текст Открытый доступ: Hybrid Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1088/1361-6382/adbf62
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Abstract The initial state of the spherical gravitational collapse in general relativity has been studied with different methods, especially by using a priori given equations of state that describe the matter as a perfect fluid. We propose an alternative approach, in which the energy density of the perfect fluid is given as a polynomial function of the radial coordinate that is well-behaved everywhere inside the fluid. We then solve the corresponding differential equations, including the Tolman–Oppenheimer–Volkoff equilibrium condition, using a fourth-order Runge–Kutta method and obtain a consistent model with a central perfect-fluid core surrounded by dust. We analyze the Hamiltonian constraint, the mass-to-radius relation, the boundary and physical conditions, and the stability and convergence properties of the numerical solutions. The energy density and pressure of the resulting matter distribution satisfy the standard physical conditions. The model is also consistent with the Buchdahl limit and the speed of sound conditions, even by using realistic values of compact astrophysical objects such as neutron stars.