Riemann Tensor

lataa Mathematica Notebook

Riemannin tensori (Schutz 1985) R^alpha_(betagammadelta), tunnetaan myös Riemannin-Christoffelin kaarevuustensori (Weinberg 1972, s. 133; Arfken 1985, s.123) tai Riemannin kaarevuustensori (Misner et al. 1973, s.218) on yleisessä suhteellisuusteoriassa hyödyllinen neljän indeksin tensori. Muita tärkeitä yleisiä relativistisia tensoreita siten, että Riccin kaarevuustensori ja skalaarin kaarevuus voidaan määritellä arvoilla R^alpha_(betagammadelta).

Riemannin tensori on jossain mielessä ainoa tensori, joka voidaan konstruoida metrisestä tensorista ja sen ensimmäisestä ja toisesta derivaatasta,

 R^alpha_(betagammadelta)=Gamma_(betadelta,gamma)^alpha-Gamma_(betagamma,delta)^alpha+Gamma_(betadelta)^muGamma_(mugamma)^alpha-Gamma_(betagamma)^muGamma_(mudelta)^alpha,
(1)

missä Gamma_ (aakkosto)^gamma ovat ensimmäisen laatuisia Christoffelin symboleja ja A_ (, k) on pilkunjohdannainen (Schmutzer 1968, s. 108; Weinberg 1972). Yhdessä ulottuvuudessa R_ (1111)=0. Neljässä ulottuvuudessa komponentteja on 256. Symmetriasuhteiden hyödyntäminen,

 R_ (iklm)= - R_ (ikml)= - R_ (kilm),
(2)

riippumattomien komponenttien määrä vähenee 36: een. Ehdon käyttäminen

 R_ (iklm)=R_(lmik),
(3)

koordinaattien määrä vähenee 21: een. Lopuksi käyttäen

 R_ (iklm)+R_(ilmk)+R_(imkl)=0,
(4)

20 riippumattomat komponentit ovat jäljellä (Misner et al. 1973, s. 220-221;Arfken 1985, s. 123-124).

yleensä itsenäisten komponenttien lukumäärä n mitoissa on annettu

 C_n=1 / (12)n^2 (n^2-1),
(5)

”neliulotteiset pyramidiluvut”, joiden ensimmäiset arvot ovat 0, 1, 6, 20, 50, 105, 196, 336, 540, 825, … (OEIS A002415). Skalaarien lukumäärä, joka voidaan konstruoida R_ (lambdamunukappa) ja g_ (munu), on

 S_n={1, Kun n=2; 1/(12)n(n-1)(n-2)(n+3), Kun N=1, n2
(6)

(Weinberg 1972). Ensimmäiset arvot ovat sitten 0, 1, 3, 14, 40, 90, 175, 308, 504,780, … (OEIS A050297).

Jakobien tensorin  j^mu_(nualphabeta),

 R^mu_ (alphanubeta)=2/3(j_(nualphabeta)^mu-j_(betaalphanu)^mu).
(7)

Anna

 D^~_s = partial / (partialx^s)-sum_ (l) {S u; l},
(8)

jossa {s u; l} sisällä oleva suure on toisen lajin Christoffel-symboli. Sitten

 R_ (pqrs)=d^~_q{p r; S}-D^~_r{r q; s}.
(9)

jaoteltuna yksinkertaisimpaan hajoamiseensa n mitoissa,

 R_(lambdamunukappa)=1/(N-2)(g_(lambdanu)R_(mukappa)-g_(lambdakappa)R_(munu)-g_(munu)R_(lambdakappa)+g_(mukappa)R_(lambdanu))-R/((N-1)(N-2))(g_(lambdanu)g_(mukappa)-g_(lambdakappa)g_(munu))+C_(lambdamunukappa).
(10)

tässä R_ (munu) on Riccin kaarevuustensori, R on skalaarin kaarevuustensori ja C_(lambdamunukappa) on Weyl-tensori.

You might also like

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.