<div dir="ltr"><div>Hi Erik / Peter,</div><div>Here is the write-up of the idea I'd like to simulate.  I know it is pretty outlandish and not very likely to be true at the end of the day, but I can't shake the fact that it seems to explain the baryons so naturally.  So I'd be ecstatic if you'd take a look and see if you think it would be possible to simulate this model of the electron.  Even if I could just use the Toolkit for something like calculating the d'Alembertian of the Riemann tensor, so I could play with the metric and try to get it to converge to zero.<br></div><div><br></div><div><a href="https://adamdrewherbst.pythonanywhere.com/welcome/spacetime/index?language=english&section=brief" target="_blank">https://adamdrewherbst.pythonanywhere.com/welcome/spacetime/index?language=english&section=brief</a></div><div><br></div><div>But honestly, I would really appreciate it if any of you spacetime experts could tell me your reaction to the model as a whole, because it's hard to get that kind of feedback!  If you see a multitude of reasons it should be dumped without further ado, well, that would be valuable too.  But I understand you may not have the time for that.  In any case, looking forward to a response!</div><div><br></div><div>Thank you,</div><div>Adam<br></div><div><br></div><div><br></div></div><br><div class="gmail_quote"><div dir="ltr" class="gmail_attr">On Fri, Mar 5, 2021 at 5:10 PM Adam Herbst <<a href="mailto:adamdrewherbst@gmail.com" target="_blank">adamdrewherbst@gmail.com</a>> wrote:<br></div><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px 0.8ex;border-left:1px solid rgb(204,204,204);padding-left:1ex"><div dir="auto">Great to know, thanks Peter!  I will continue to work on it and see if it comes to that point.  I really appreciate all the information.</div><div dir="auto"><br></div><div dir="auto">Adam</div><div><br><div class="gmail_quote"><div dir="ltr" class="gmail_attr">On Fri, Mar 5, 2021 at 8:39 AM Peter Diener <<a href="mailto:diener@cct.lsu.edu" target="_blank">diener@cct.lsu.edu</a>> wrote:<br></div><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px 0.8ex;border-left:1px solid rgb(204,204,204);padding-left:1ex">Hi Adam,<br>
<br>
If it indeed turns out that your problem can be cast as a 4th order <br>
elliptical PDE, I don't see any reason why this could not be simulated.<br>
In fact in the thorn NoExcision, we actually use up to a 6th order <br>
ellitpical PDE to fill in the interior of a black hole with constraint<br>
violating data that smoothly matches the exterior data. In this thorn<br>
we implemented a conjugate gradient method to solve the equations and <br>
didn't see any issues with the fact the the equations involved 6th<br>
derivatives.<br>
<br>
Cheers,<br>
<br>
   Peter<br>
<br>
On Wednesday 2021-03-03 14:52, Adam Herbst wrote:<br>
<br>
>Date: Wed, 3 Mar 2021 14:52:53<br>
>From: Adam Herbst <<a href="mailto:adamdrewherbst@gmail.com" target="_blank">adamdrewherbst@gmail.com</a>><br>
>To: Erik Schnetter <<a href="mailto:schnetter@cct.lsu.edu" target="_blank">schnetter@cct.lsu.edu</a>><br>
>Cc: Einstein Toolkit Users <<a href="mailto:users@einsteintoolkit.org" target="_blank">users@einsteintoolkit.org</a>><br>
>Subject: Re: [Users] Can I simulate this exotic static topological spacetime<br>
>    with the ET?<br>
><br>
>Hi Erik,<br>
>I am elated to receive such a detailed answer, and it appears you have<br>
>understood my problem perfectly, maybe better than I understand it myself. <br>
>I'll see if I can clear up the write-up I had and send it over.  But I think<br>
>you are right that I have not developed this enough to be tested numerically<br>
>yet.  After reading more, I think the Hilbert action approach doesn't make<br>
>sense anyway.  Also, as far as I can tell, the curvature singularity is<br>
>unavoidable due to the topological transition to the loop.<br>
><br>
>I had previously based the idea on a "curvature wave equation", which might<br>
>be an elliptic PDE but it would be fourth-order in the metric.  Could a<br>
>4th-order PDE be simulated?<br>
><br>
>Thank you kindly,<br>
>Adam<br>
><br>
>On Tue, Mar 2, 2021 at 1:00 PM Erik Schnetter <<a href="mailto:schnetter@cct.lsu.edu" target="_blank">schnetter@cct.lsu.edu</a>> wrote:<br>
>      Adam<br>
><br>
>      The setup you described seems to have singularities on the<br>
>      boundary.<br>
>      This is usually a very elegant ansatz for an analytic study, but<br>
>      is<br>
>      disastrous in a numerical study. As a first step, it will be<br>
>      necessary<br>
>      to convert this ansatz to a setup that has no singularities,<br>
>      i.e.<br>
>      metric is non-zero and non-infinite everywhere, and the<br>
>      curvature also<br>
>      needs to be finite everywhere. There are several generic methods<br>
>      for<br>
>      that (e.g. "subtracting" or "dividing by" singular terms), but<br>
>      it<br>
>      remains a non-trivial task.<br>
><br>
>      Most people use the Einstein Toolkit to evolve a dynamical<br>
>      spacetime.<br>
>      Looking for a stationary solution would be called "setting up<br>
>      initial<br>
>      conditions" in our lingo. While the Einstein Toolkit has many<br>
>      kinds of<br>
>      initial conditions built in, it's usually a bit involved to set<br>
>      up a<br>
>      new kind of initial condition.<br>
><br>
>      Even so, the Einstein Toolkit is geared towards solving R_ab = 0<br>
>      (in<br>
>      vacuum). What you describe sounds like a very different method.<br>
>      I<br>
>      don't know how one would formulate allowing for non-zero Ricci<br>
>      curvature without prescribing a matter content in terms of an<br>
>      elliptic<br>
>      PDE.<br>
><br>
>      If you can formulate your problem in terms of elliptic PDEs then<br>
>      I (or<br>
>      others!) can point you towards thorns or modules to study.<br>
>      Otherwise<br>
>      you're probably still a step away from using a numerical method.<br>
>      I<br>
>      might have misunderstood your problem description, though. Do<br>
>      you have<br>
>      a pointer to a write-up that gives more details?<br>
><br>
>      -erik<br>
><br>
><br>
><br>
>      On Tue, Mar 2, 2021 at 11:40 AM Adam Herbst<br>
>      <<a href="mailto:adamdrewherbst@gmail.com" target="_blank">adamdrewherbst@gmail.com</a>> wrote:<br>
>      ><br>
>      > Hi all,<br>
>      > Before tackling the learning curve, I want to see if there's<br>
>      any chance I can do what I'm hoping to, because it seems<br>
>      unlikely, but with something as highly developed as the ET<br>
>      appears to be, you never know!<br>
>      ><br>
>      > I want to find a stationary spacetime, in which each<br>
>      time-slice has a topological defect anchored at the origin. <br>
>      Specifically, we take an "extruded sphere" (S^2 x [0,1]), set<br>
>      the metric such that the radii of the end-spheres goes to zero,<br>
>      and attach each end to one "half-space" of the origin (theta in<br>
>      [0, pi/2] and theta in [pi/2, pi]).  This can be done "smoothly"<br>
>      by having g_{theta,theta} from outside approach sin^2(2 * theta)<br>
>      instead of sin^2(theta), so that a radial cross-section becomes<br>
>      a pair of spheres, one for each half-space, instead of a single<br>
>      sphere.  Thus the defect is actually a "bridge" between these<br>
>      two half-spaces, and geodesics through the origin traverse this<br>
>      loop.  But the curvature does become infinite at the origin.<br>
>      ><br>
>      > Now the thing is, what I really want to do is start with the<br>
>      ansatz described above (I already have a formula for the<br>
>      metric), and make it converge to a solution of the<br>
>      Einstein-Hilbert action, while keeping it stationary.  But in<br>
>      this case it is NOT the same as the vacuum field equation,<br>
>      because the "boundary condition" of the topological singularity<br>
>      will not allow the Ricci curvature to disappear, even when we<br>
>      minimize total curvature.  Or so I believe.  So that's why it<br>
>      has to be a purely action-based approach, if that even makes<br>
>      sense.<br>
>      ><br>
>      > So I hope this was coherent.  And if it is possible, can you<br>
>      let me know which modules I should start getting familiar with<br>
>      in order to give it a shot?<br>
>      ><br>
>      > Thank you for reading!  Cheers,<br>
>      ><br>
>      > Adam<br>
>      > _______________________________________________<br>
>      > Users mailing list<br>
>      > <a href="mailto:Users@einsteintoolkit.org" target="_blank">Users@einsteintoolkit.org</a><br>
>      > <a href="http://lists.einsteintoolkit.org/mailman/listinfo/users" rel="noreferrer" target="_blank">http://lists.einsteintoolkit.org/mailman/listinfo/users</a><br>
><br>
><br>
><br>
>      --<br>
>      Erik Schnetter <<a href="mailto:schnetter@cct.lsu.edu" target="_blank">schnetter@cct.lsu.edu</a>><br>
>      <a href="http://www.perimeterinstitute.ca/personal/eschnetter/" rel="noreferrer" target="_blank">http://www.perimeterinstitute.ca/personal/eschnetter/</a><br>
><br>
><br>
><br>
</blockquote></div></div>
</blockquote></div>