Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Сборник лекций по общей теории относительности(С. Н. Вергелес)

.pdf
Скачиваний:
51
Добавлен:
27.03.2016
Размер:
552.22 Кб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gµν

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−ggµν

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1√

 

 

 

 

µν

 

 

 

 

 

 

 

 

λρ

 

 

 

 

 

λµ

ρν

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ −g =

 

 

 

 

−gg

 

 

 

δgµν ,

δg

 

=

−g

 

g

 

δgµν −→

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−→ δ −ggλρ =

−g

2gλρgµν − gλµgρν δgµν .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gµν

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

δgSg =

 

 

 

 

 

Z d(4) x−g Rµν

 

gµν R δgµν .

 

 

 

 

16πG

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Λ =

1

εabcd Rab ωc ωd

 

 

 

(13.17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

εabcd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε0123 = 1

 

Rab = Rab dxµ

dxν

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωab dxµ

 

ω

a

µν a

µ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

µ

 

 

= eµ dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

εabcd eλc eρd = (det eσc ) εµνλρ eaµebν

 

 

 

 

 

 

 

gµν = ηab eµa eνb

 

 

 

 

 

 

 

 

g = (det ηab)(det eµa )2 = −(det eµa )2

 

det ea

> 0

det ea

=

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

µ

 

µ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

εabcd eλc eρd = Eµνλρ eaµebν

 

 

 

 

 

(13.18)

 

 

Eµνλρ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Λ =

1

dxµ dxν dxλ dxρ Eστλρ eaσebτ Rµνab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

eaσebτ Rµνab = Rµνστ ,

 

dxµ dxν dxλ dxρ = dx0 dx1 dx2 dx3 · εµνλρ

 

 

 

 

1

 

 

0

 

 

 

1

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

στ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Λ =

 

 

 

 

−g dx dx dx

dx

 

· εµνλρεστλρ Rµν

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

εµνλρ εστλρ = 2 (δσµδτν − δτµδσν ) ,

 

 

 

 

 

 

 

Λ = dV · R ,

 

 

 

R = Rµνµν ,

 

dV =

 

d4x

 

 

 

 

 

 

 

 

−g

(13.19)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sg = −

 

Z

d4x −g R

 

 

 

(13.20)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gµν

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sg = −

 

Z

Λ = −

 

 

 

Z

 

d4x −g eaµebν Rµνab

(13.21)

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ ( Sg + S ) = 0

(13.22)

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωab

, ea

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

µ

µ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δΛ = d

2 εabcdωc ωd δωab 2

εabcd T c ωd δωab + 2 εabcd Rab ωc δωd

(13.23)

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

T c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωab = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

d δωab =

1

δRab ,

c =

1

T c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

εabcd δRab ωc

ωd =

 

εabcd ωc ωd dδωab =

 

 

 

 

4

2

 

 

 

= d

 

2 εabcd ωc ωd

δωab 2 εabcd T c ωd δωab

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωab = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δωab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

εµνλρεabcd eνc Tλρd

= 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

ea(µ Tνλb ) − eb(µ Tνλa ) = 0

(µ ν λ)

 

 

 

 

eλ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tµνa

= (eµa Tνλb − eνa Tµλb ) ebλ

 

 

 

(13.24)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

eν

 

 

 

 

 

 

 

 

T a

eν

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

µν

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

µeνa − ∂ν eµa + ωµabe− ωνabe= 0

 

 

 

(13.25)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∂xµ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

µν

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

µν

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

a

ν

λ ν

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−g g

 

δ gµν = δ

 

−g ,

δ gµν = eδeν + eδeµ , δeb

= −eb ec

δeλ

(13.26)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δSg

 

 

 

δeµa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

4

 

 

 

 

 

µ

 

ν

 

 

 

1 µ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

x

−g (Rν

ea

 

 

 

ea R )

 

 

 

(13.27)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

κ2

2

 

 

 

 

δgµν

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δeµa

 

δS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

4

 

 

 

 

µν

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

x

 

−g T

 

 

 

e

 

 

 

(13.28)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

κ2

Rµν − 2 gµν R − c T µν e= 0 ,

 

(13.29)

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δSg = −

 

Z

 

d (εabcd ωc ωd δωab )+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

Z

d4x −g (Rµν

 

gµν R ) δgµν

 

(13.30)

 

 

 

 

 

 

2

2

 

ηµν ∂xµ ∂xν + m2

φ = 0

 

∂ ∂

 

(− + m2 ) φ = ζ δ(3)(x)

φ(r−1) (exp −m r )

Lint φ Tµµ

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Λ

 

Λ

 

 

 

 

 

Rµν

1

gµν R =

8π G

Tµν + Λ gµν

(13.31)

 

 

2

c4

Λ

 

 

 

 

−2

 

 

 

 

 

Λ → 0

Sg = −

c3

Z

d4x −g ( R + 2Λ )

(13.32)

16π G

δ( Sg + S ) = 0