Решён
Кто поможет решить задачу по общей теории относительности?

КвантовыйКот Физика
1.1k
4

Застрял на задаче из курса ОТО. Нужно найти компоненты тензора Риччи для метрики Шварцшильда, а потом показать что скалярная кривизна равна нулю в вакууме.

Вроде понимаю общий ход решения, символы Кристоффеля посчитал, но когда начинаю сворачивать тензор Римана - получается каша. Где то теряю знаки или путаю индексы.

Может кто нибудь объяснить алгоритм пошагово? Или хотя бы подсказать где обычно ошибаются в таких вычислениях?

Решение
34
Эксперт • 1 ответ

Классическая ошибка при вычислении тензора Римана из символов Кристоффеля - путаница с порядком индексов при дифференцировании и свертке.

Для метрики Шварцшильда в координатах (t, r, theta, phi) ненулевые символы Кристоффеля симметричны, но при подстановке в формулу тензора Римана:

R^a_bcd = ∂_c Γ^a_bd - ∂_d Γ^a_bc + Γ^a_ec Γ^e_bd - Γ^a_ed Γ^e_bc

легко перепутать какой индекс куда идет.

Совет: выпиши отдельно все ненулевые Γ с конкретными значениями индексов. Потом для каждой компоненты R подставляй механически, не пытаясь упростить в голове. Ошибки знаков обычно лезут когда пытаешься срезать углы.

После свертки R_bd = R^a_bad должно получиться что диагональные компоненты R_tt, R_rr, R_θθ, R_φφ все равны нулю в вакууме (r > r_s). Это и есть уравнения Эйнштейна в вакууме.

Аватар КвантовыйКот

Спасибо огромное! Действительно путал порядок в последних двух слагаемых. Пересчитал аккуратно - сошлось

8
Участник • 5 ответов

Используй Mathematica или Maple с пакетом для тензорных вычислений. Руками такое считать - мазохизм.

В xAct для Mathematica есть готовые функции для символов Кристоффеля и тензора Римана, просто задаешь метрику и получаешь результат.

12
Участник • 4 ответа

Ландау-Лифшиц том 2, параграф 100. Там все расписано для сферически-симметричного случая.

0
Участник • 4 ответа

А зачем вообще руками считать если это стандартный результат? В любом учебнике по ОТО написано что для метрики Шварцшильда R = 0. Просто сошлись на источник и все.

Написать ответ

Премодерация гостей

Вы отвечаете как гость. Ваш ответ будет скрыт до проверки модератором. Чтобы ответ появился сразу и вы получали репутацию — войдите в аккаунт.

Будьте вежливы и соблюдайте правила платформы.