曲率テンソル (5回目)
2023/8/8(火)
曲率テンソル (5回目)
(Curvature tensor)
アインシュタイン・テンソルの導出
■ 定義
▼ ビアンキの恒等式
曲率テンソル (3回目)より
Rkm,αβ + Rkα,βm + Rkβ,mα = 0
Rnm,αβ + Rnα,βm + Rnβ,mα = 0
∇γRkm,αβ + ∇αRkm,βγ + ∇βRkm,γα = 0
∇γRnm,αβ + ∇αRnm,βγ + ∇βRnm,γα = 0
▼ 曲率テンソルの反対称性
Rnm,αβ = -Rnm,βα
Rnm,αβ = -Rmn,αβ
■ 導出
▼ アインシュタインテンソルを求める
∇μGμν = 0
となる
Gμν
を求める
∇γRkm,αβ + ∇αRkm,βγ + ∇βRkm,γα = 0
gmβを掛ける
gmβ(∇γRkm,αβ + ∇αRkm,βγ + ∇βRkm,γα)
= ∇γgmβRkm,αβ + ∇αgmβRkm,βγ + ∇βgmβRkm,γα
= ∇γRkα - ∇αgmβRkm,γβ - ∇βgmβRmk,γα
= ∇γRkα - ∇αRkγ - ∇βRβk,γα = 0
gkαを掛ける
gkα(∇γRkα - ∇αRkγ - ∇βRβk,γα)
= ∇γgkαRkα - ∇αgkαRkγ - ∇βgkαRβk,γα
= ∇γR - ∇αRαγ - ∇βRβγ
= ∇γR - ∇αRαγ - ∇αRαγ
= ∇γR - 2∇αRαγ
= ∇αδαγR - 2∇αRαγ
= ∇α(δαγR - 2Rαγ) = 0
∇α{Rαγ - (1/2)δαγR} = 0
gγβを掛ける
gγβ∇α{Rαγ - (1/2)δαγR}
= ∇α{Rαγgγβ - (1/2)δαγgγβR}
= ∇α{Rαβ - (1/2)gαβR} = 0
アインシュタイン・テンソル
Gμν = Rμν - (1/2)gμνR
∇μGμν = 0
■ 結果
▼ アインシュタイン・テンソル
Gμν = Rμν - (1/2)gμνR
∇μGμν = 0
曲率テンソル (5回目)
(Curvature tensor)
アインシュタイン・テンソルの導出
■ 定義
▼ ビアンキの恒等式
曲率テンソル (3回目)より
Rkm,αβ + Rkα,βm + Rkβ,mα = 0
Rnm,αβ + Rnα,βm + Rnβ,mα = 0
∇γRkm,αβ + ∇αRkm,βγ + ∇βRkm,γα = 0
∇γRnm,αβ + ∇αRnm,βγ + ∇βRnm,γα = 0
▼ 曲率テンソルの反対称性
Rnm,αβ = -Rnm,βα
Rnm,αβ = -Rmn,αβ
■ 導出
▼ アインシュタインテンソルを求める
∇μGμν = 0
となる
Gμν
を求める
∇γRkm,αβ + ∇αRkm,βγ + ∇βRkm,γα = 0
gmβを掛ける
gmβ(∇γRkm,αβ + ∇αRkm,βγ + ∇βRkm,γα)
= ∇γgmβRkm,αβ + ∇αgmβRkm,βγ + ∇βgmβRkm,γα
= ∇γRkα - ∇αgmβRkm,γβ - ∇βgmβRmk,γα
= ∇γRkα - ∇αRkγ - ∇βRβk,γα = 0
gkαを掛ける
gkα(∇γRkα - ∇αRkγ - ∇βRβk,γα)
= ∇γgkαRkα - ∇αgkαRkγ - ∇βgkαRβk,γα
= ∇γR - ∇αRαγ - ∇βRβγ
= ∇γR - ∇αRαγ - ∇αRαγ
= ∇γR - 2∇αRαγ
= ∇αδαγR - 2∇αRαγ
= ∇α(δαγR - 2Rαγ) = 0
∇α{Rαγ - (1/2)δαγR} = 0
gγβを掛ける
gγβ∇α{Rαγ - (1/2)δαγR}
= ∇α{Rαγgγβ - (1/2)δαγgγβR}
= ∇α{Rαβ - (1/2)gαβR} = 0
アインシュタイン・テンソル
Gμν = Rμν - (1/2)gμνR
∇μGμν = 0
■ 結果
▼ アインシュタイン・テンソル
Gμν = Rμν - (1/2)gμνR
∇μGμν = 0