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如何理解爱因斯坦的引力场方程?

2024-08-31 05:46:18 编辑:join 浏览量:577

爱因斯坦场方程就是引力场方距草厂程,是用来计算时空曲率与能量动量的对应关系。

如何理解爱因斯坦的引力场方程?

方程最左边的Gμv是爱因斯坦张量,是描述时空曲率的,也可沉导谁单马师断械宜以说是描述引力的,因为爱因斯坦认为引力其实只是时空弯曲的表现,因此引力场方程也称为爱因来自斯坦场方程。事实上在引力场方程发表以前,爱因斯坦已经明确了两者的关系。

Rμv是代表曲率的里奇张量,它是由四阶的黎曼击技角赶上展似北张量压缩得到的一个预先日二阶张量。大家都坏置带激否注知道广义相对论所用攻进构占静的是黎曼几何,所以描述时空曲率的张量应该是黎曼张量,然而描述时空的黎曼张量是一个四阶张量,而与其对360问答应的能量动量张量却是一个一阶张量,这样两者无法建立对应关系,后来爱因斯己读袁往坦把能量动量张量插值成二阶张量,结果一个四阶一个二阶,还是无法建立对应关系,玉静怀所以决定压缩黎曼张量,但爱因斯改守式卷顾掌右镇短输坦自己搞不定,刚好有个数学家里奇帮他完成了这项工作。(◔◡◔)

gμv是度规张量,是定义时空度规的。这里可以设置时空的维数,序介当然默认就是四维。要解引力广乱精场方程必须先设置合适的时空度规。

R是里奇曲率标量,就是二阶里奇张量的再度压缩得到的。

方程最右边π是圆周率,G是万有引力常数,c是光速常数。

Tμv是能量动量张量,按照E=mc²,这里就是平常说的物质了。它本身只是一个矢量,相当于一个一阶张量,这是没法与曲率张量形成对应关系的,前面说了查乱土客材搞雷业,爱因斯坦通过插值把它弄成二阶毛期排田江张量了。

在一开始,广义相对论除了有引力场方程,其实还有一个运动方程。所以有一句总结相对论的话:物质告诉时空怎样弯曲,时空告诉物质怎样运动。但后督肉创来爱因斯坦发现运动方程其实也能直接从引力场方程导出,所以现在广义相对论只有一个方程——引答房宪力场方程。

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不过只有一个方程很容易让人对它产生误会,以为它很简单,像狭义相对论方程一样简单。然而我们不要忘记这是一个以张量形式写成的送内艺伤搞拿方程,它实际上包含了10个二阶非线性偏微分方程,急含有16个自变量,要求解是文点现站附异常困难的。所以早期基本都是采用简化条件和弱场近似来求解。比如史瓦西解就是设置为静态引力场得到的,而引力波方程也是设置为弱引力场下得到的,正因如此爱因斯坦认为引力波是不可能探测到的,因为前提就被他弱化了╮(╯_╰)╭所以他认为引力波是炒鸡弱鸡的←_←他没想到宇宙中还有黑洞这种变态_(:D)∠)_

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标签:引力场

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