Riemann Tensor

Download Mathemann-notitieboekje

de Riemann-tensor (Schutz 1985) r^alpha_(betagammadelta), ook bekend als de Riemann-Christoffel-krommingssensor (Weinberg 1972, p. 133; Arfken 1985, p. 123) of Riemann-krommingssensor (Misner et al. 1973, p. 218), is een vier-index tensor die nuttig is in de algemene relativiteitstheorie. Andere belangrijke algemene relativistische tensoren, zodat de Ricci-krommingssensor en de scalaire kromming kunnen worden gedefinieerd in termen van R^alpha_ (betagammadelta).

De Riemann tensor is in zekere zin het enige tensor dat opgebouwd kan worden uit de metrische tensor en de eerste en tweede afgeleide,

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

waar Gamma_(alphabeta)^gamma zijn de Christoffel symbolen van de eerste soort en A_(,k) is een komma afgeleide (Schmutzer 1968, blz. 108; Weinberg, 1972). In één dimensie, R_ (1111) = 0. In vier dimensies zijn er 256 componenten. Gebruik maken van de symmetrie relaties,

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

het aantal onafhankelijke componenten wordt teruggebracht tot 36. Met behulp van de voorwaarde

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

het aantal coördinaten daalt tot 21. Tot slot, met behulp van

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

20 onafhankelijke componenten blijven over (Misner et al. 220-221; arfken 1985, blz. 123-124).

in het algemeen wordt het aantal onafhankelijke componenten met n afmetingen gegeven door

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

de “vierdimensionale piramidale getallen,” waarvan de eerste paar waarden zijn 0, 1, 6, 20, 50, 105, 196, 336, 540, 825, … (OEIS A002415). Het aantal scalaren dat kan worden geconstrueerd uit R_ (lambdamunukappa) en g_ (munu) is

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

(Weinberg 1972). De eerste paar waarden zijn dan 0, 1, 3, 14, 40, 90, 175, 308, 504,780, … (OEIS A050297).

in termen van de Jacobi tensor ),

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

laat

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

waarbij de hoeveelheid binnen de {s U; l} een Christoffelsymbool van de tweede soort is. Daarna

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

uitgesplitst in zijn eenvoudigste afbraak in de N afmetingen,

 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)

hier is R_(munu) De Ricci-krommingssensor, R de scalaire kromming en C_(lambdamunukappa) de Weyl-tensor.

You might also like

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.