Предположим, я даю вам следующий элемент строки:
Ничего не говоря, вы можете подумать, что это просто еще один линейный элемент, подобный линейному элементу в сферических координатах; Вы можете подумать, что я просто выполняю очередное преобразование координат в системе, наделенной определенной диаграммой в многообразии. .
Но, если я скажу вам, что линейный элемент описывает ньютоновскую гравитацию, и, кроме того, символы являются именно ньютоновским потенциалом гравитации, то вы можете спросить: "почему?" Я бы дал вам следующее объяснение:
Затем движение свободно падающей частицы в искривленном пространстве-времени определяется следующим вычислением абсолютной или внутренней производной:
Если вы рассматриваете линейный элемент и нерелятивистских скоростях, то уравнение движения сводится к (пространственным составляющим):Что после расчетов сводится к:Теперь, учитывая, что мы находимся в режиме низких скоростей, справедливо уравнение Ньютона:Тогда, поскольку согласно специальной теории относительности также верно, что:Затем,Подразумевает, чтоИ линейный элемент действительно описывает ньютоновскую гравитацию.
Теперь, при разумном объяснении, что , можно было бы также сказать, что по принципу эквивалентности также описывает в локальной области релятивистскую форму гравитации.
Но вот мое сомнение, я знаю, что геодезическое отклонение дает вам тензор Римана, а для метрики Вы можете заключить, что общая величина, которая кодирует понятие «гравитация как кривизна», очень хорошо подходит для тензора Риччи, потому что следующее выражение дает вам возможность говорить о приливных эффектах:
Где называется ускорением между геодезическими, заданным геодезическим отклонением .
А теперь сомнения: почему приливные эффекты нелокальны? Поскольку мы можем описать приливные эффекты линейным элементом к
Общий вопрос, по-видимому, заключается в том, почему гравитационные приливные эффекты часто описываются как «нелокальные», хотя предполагается, что они описываются тензором кривизны, который зависит только от локальной информации.
Дело в том, что приливные эффекты труднее измерить, чем статическое гравитационное поле, если вы проводите эксперименты в небольшой области, потому что приливные эффекты соответствуют различиям в гравитационном поле. Другими словами, приливные эффекты зависят от второй производной (как и тензор кривизны), а статические поля зависят только от первой производной. Члены с более высокими производными всегда «нелокальны» в том смысле, что их труднее измерить небольшим аппаратом, но всегда локальны в том смысле, что производные определяются в точках. Между этими утверждениями нет противоречия.
Чтобы немного расширить ответ knzhou. Под «нелокальным» (или, наоборот, под «локальным») подразумевают то, что, как бы точно вы ни измеряли кривизну, существует некоторая шкала, на которой пространство-время является плоским, и вы также можете измерить его. Эта шкала является «местной», и в ней вы не наблюдаете приливных эффектов. Критически эта шкала конечна: это не просто точка.
Это на самом деле не зависит от ОТО: любой метрическое поле на коллекторе локально плоская , а значит, для любой точки можно выбрать систему координат, на основе которой метрические компоненты удовлетворить:
МНРая
Кнчжоу
МНРая
Кнчжоу