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
 
gを掛ける
g(∇γRkm,αβ + ∇αRkm,βγ + ∇βRkm,γα)
= ∇γgRkm,αβ + ∇αgRkm,βγ + ∇βgRkm,γα 
= ∇γRkα - ∇αgRkm,γβ - ∇βgRmk,γα 
= ∇γRkα - ∇αR - ∇βRβk,γα = 0
 
gを掛ける
g(∇γRkα - ∇αR - ∇βRβk,γα)
= ∇γgRkα - ∇αgR - ∇βgRβk,γα 
= ∇γR - ∇αRαγ - ∇βRβγ 
= ∇γR - ∇αRαγ - ∇αRαγ 
= ∇γR - 2∇αRαγ 
= ∇αδαγR - 2∇αRαγ 
= ∇ααγR - 2Rαγ) = 0
 
α{Rαγ - (1/2)δαγR} = 0
 
gγβを掛ける
gγβα{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
 

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