1楼 这个问题本来是“浅谈测地线方程的导出http://post.baidu.com/f?kz=289117372”一帖中,在20楼中出的一题,即由场方程导出测地线方程。但无人问津,就自己写出来,另开一贴。不过这儿就涉及到了张量分析、守恒则、发散定律等知识,不懂张量的可能看不太懂。有兴趣的尽管提出问题大家讨论。 |
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度规01 候时空度规的每个元素都是一个“给定”的时空坐标(r, theta, phi, t)的函数(比如g00=),换句话说,对
候时空度规的每个元素都是一个“给定”的时空坐标(r, theta, phi, t)的函数(比如g00=),换句话说,对任意的一个时空点(比如r=1,theta=Pi,phi=0,t=0),你代入时空坐标的数值,就能得到这个点上时空度规的每一个分量的数值(数值,表示是一个具体的实数),这个时候,如果你把这个时空度规代入测地线方程,那么你就能解出在这个时空下的测地线的轨迹。而如果你的时空该变了(比如Kerr时空,简单的讲就是由一个孤立的,质量是M,不带电但是有角动量的黑洞激发的时空),这个时候度规还是时空坐标的函数,但是这些函数的形式该变了
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由场方程导出测地线方程
2楼 呵呵,我觉得在这个推导里最好要说明两点: |
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3楼 谢谢invariant先生的关注。这种水平的帖子让你见笑了。 |
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60.18.42.* |
4楼 2L说的很有道理,在张量学的发展史上,的确是先有测地线,后有黎曼曲率张量,甚至在黎曼几何建立之前,就早已存在测地线的概念了. |
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5楼 三楼: |
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6楼 好像贴图有点问题,Schwarzschild度规的第一个公式应该是 |
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7楼 invariant说的这种情况,与电动力学中求解运动电荷的电磁场是非常相似的,也是只能用逐级近似的方法。 |
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8楼 感谢5楼详细解答,学到了不少东西。 |
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9楼 引力波的理论预测正是用近似的方法,把场方程简化为达朗贝尔方程,比照电磁波得出的结论。但不知invariant他们这些专业人士现在在理论上是如何进行的,研究发展到什么程度?很有兴趣听听。 |
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10楼 有关达朗贝尔方程的问题,首先,如果使用线性化的近似,则可以在特定的gauge下把场方程近似写成达朗贝尔方程(且场源只是能动张量)然后求解,但这导致的结果是粒子的运动是走直线且感觉不到任何引力场的效应(简单来说就是导致原本由“能动张量的协变微分为0”描述的运动方程,在线性化近似下变成了“能动张量的偏微分为0”,即时空弯曲的效应不影响粒子的运动,换句话说,原本场方程所描述的物质和时空相互影响这一点,在线性化近似下少了一半,即这种近似只告诉你物质如何激发场),这显然是不符合实际的情况的。 |
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11楼 在初始条件之外,在数值演化过程里还有很多技术性的问题(比如场方程的协变特性带来的坐标自由度的问题),所以即便是数值求解场方程,都是非常不容易的一件事情,仅仅是从2005年开始,我们才能够在超级计算机上演化双黑洞系统(黑洞的情况最简单,因为它们更像是点粒子,中子星就麻烦很多)超过一个周期(两个黑洞相互绕着走一圈)。 |
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12楼 不错,学习了。 |
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13楼 Florides解简单的来说就是Schwarzschild在星体内部的解,而你说的令能动张量为0的到的是Schwarzschild的外部解,其实最终这两个解是可以写成统一的形式的。 |
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221.214.255.* |
14楼 测地线的特点是轨道的能量和角动量是守恒的,所以就不会激发引力波,所以也不会因为释放引力波而产生轨道衰减 |
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15楼 谢谢13楼的解说。在一般教材中,Birkhoff(伯克霍夫)定理在Schwarzschild外部解之后,都会讲到。它主要证明了球对称引力源不管是否稳定,Schwarzschild外部解都是成立的。换句话说,即使得到Schwarzschild外部解也不知道它的引力源是不是膨胀、收缩或振荡的。也可这样理解,球对称的引力源不管它如何膨胀、收缩或振荡,但不会产生引力波,对吗? |
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16楼 15楼: |
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58.20.233.* |
17楼 测地线方程不是 场方程导出的,但自由粒子在引力场中沿测地线运动是由场方程导出 |
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18楼 16楼的解答清晰明了,受益匪浅。借次机会再请教几个有关引力波的问题。 |
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221.214.247.* |
19楼 回16 |
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