Gravitational potentials and forces in the Lattice Universe: a slab
Gravitational potentials and forces in the Lattice Universe: a slab
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晶格宇宙中的引力势和力：一块板
DOI：
10.1140/epjp/s13360-021-01139-y
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zhuk, Alexander
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Eingorn, Maxim;O’Briant, Niah;Arzu, Katie;Brilenkov, Maxim;Zhuk, Alexander
我们研究了宇宙的板状拓扑结构对引力势和由点状质量产生的力的形式的影响。我们得到了两种不同形式的解：一种是基于利用沿着环向维度的周期性对δ函数进行傅里叶级数展开，另一种是通过对源粒子及其所有像的亥姆霍兹方程的解直接求和得到的。后者的形式的总和Yukawa型潜力。我们证明，对于目前的宇宙，后者的解决方案是更可取的数值计算，因为它需要更少的条款的系列，以达到必要的精度。
We study the effect of the slab topologyof the Universe on the form of gravitational potentials and forces created by point-like masses. We obtain two alternative forms of solutions: One is based on the Fourier series expansion of the delta function using the periodical property along the toroidal dimension, and another one is derived by direct summation of solutions of the Helmholtz equation for the source particle and all its images. The latter one takes the form of the sum of Yukawa-type potentials. We demonstrate that for the present Universe the latter solution is preferable for numerical calculations since it requires less terms of the series to achieve the necessary precision.
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