В «Релятивистских космологиях» (Эллис, Мартенс, МакКаллум) авторы утверждают, что (стр. 86, раздел 4.7)
юя; я¯¯¯¯¯¯¯"="юяты˙я.(А)
Здесь
тыя
времяподобное векторное поле,
ты˙я: =тыя ; ДжтыДж
есть ускорение, а завихренность
юя дж: =часякчасДжℓты[ к ; ℓ ]
определено, где
чася дж: =тыятыДж+гя дж
является оператором проектирования относительно
тыя
(соглашение о пространственной подписи), а квадратные скобки указывают на антисимметризацию. Затем
юя: = -12тыℓεℓ j k яюj k
, где
εя j k ℓ
есть тензор Леви-Чивиты (обозначается
ηя j k ℓ
в книге). наконец
юя; Дж¯¯¯¯¯¯¯¯: =часякчасДжℓюкℓ
.
Это уравнение( А )
должно быть получено из тождества Риччи длятыя
, но из-за опечатки мне непонятно как именно. Однако, пытаясь воспроизвести его, я обнаружил, что правая часть должна быть равна нулю. Моя попытка следует ниже.
Из определений, которые мы имеемчасяДжчасяк"="тыДжтык+дельтаДжк"="часДжк
, откуда
юя; я¯¯¯¯¯¯¯"="юя; я+тыятыДжюя; Дж.
Выбрав сопутствующую рамку, получим
тыятыДжюя; Дж"="γДжя ктыДжтыкюя= -юяты˙я
, которое является общековариантным уравнением, откуда
юя; я¯¯¯¯¯¯¯"="юя; я−юяты˙я.(1)
Также из определения имеем
юя; я= -12(тыл ; яεℓ j k яюj k+тыℓεℓ j k яюк ; _ я) ,
где мы использовали тот факт, что тензор Леви-Чивиты имеет исчезающую ковариантную производную. Теперь, так как
тыя ; Дж"="тыя ; Дж¯¯¯¯¯¯¯−ты˙ятыДж
мы должны иметь
тыл ; яεℓ j k яюj k= -ты˙ℓтыяεℓ j k яюj k"="тыяεя j k ℓюj kты˙ℓ
, так
юя; я"="юяты˙я−12тыℓεℓ j k яюк ; _ я(2)
Наконец, из тождества Риччи длятыя
(тыя ; [ й к ]"="12ря ℓ к jтыℓ
) путем заключения договора стыℓεℓ я j k
мы получаем
тыℓεℓ я j kтыя ; [ й к ]"="12тыℓεℓ я j kря м к jтым"="12тыℓεℓ я j kрм я к _тым= 0 ,
циклическим тождеством (первое тождество Бьянки), но
тыℓεℓ я j kтыя ; [ й к ]"="тыℓεℓ я j kты[ я ; дж ] к
и поскольку тензор Леви-Чивиты служит для ортогонального проектирования, мы имеем
тыℓεℓ я j kтыя ; [ й к ]"="тыℓεℓ я j kюя j ; к
откуда
тыℓεℓ я j kюя j ; к= 0.(3)
Объединение( 1 )
,( 2 )
, и( 3 )
мы получаем
юя; я¯¯¯¯¯¯¯= 0.(Б)
Однако,( А )
и( Б )
конечно кажутся противоречивыми. Примиримы ли они или( А )
или( Б )
неправильный? Я не могу найти ошибку в своих расчетах.