Независимая от времени метрика Керра

Метрика Керра, выраженная через полярные координаты р , θ , ф , такой, что Икс "=" р грех ( θ ) потому что ( ф ) , у "=" р грех ( θ ) грех ( ф ) , г "=" р потому что ( θ ) . Тогда метрика Керра задается как

д с 2 "=" ( 1 2 г М р р 2 + а 2 потому что 2 ( θ ) ) д т 2 + ( р 2 + а 2 потому что 2 ( θ ) р 2 2 г М р + а 2 ) д р 2 + ( р 2 + а 2 потому что ( θ ) ) д θ 2 + ( р 2 + а 2 + 2 г М р а 2 р 2 + а 2 потому что 2 ( θ ) ) грех 2 ( θ ) д ф 2 ( 4 г М р а грех 2 ( θ ) р 2 + а 2 потому что 2 ( θ ) ) д ф д т
где а С / М - угловой момент объекта на единицу массы, а г — гравитационная постоянная. Это точное решение уравнения Эйнштейна для пустого пространства.

Скажем, если мы будем рассматривать метрику за постоянное время, т 0 . Можно ли тогда определить метрику Керра на подмногообразии пространства-времени, скажем, только в пространстве? Если да, то как я могу это сделать? Это так же просто, как отбрасывание условий, зависящих от времени, т.е.

д с 2 "=" ( р 2 + а 2 потому что 2 ( θ ) р 2 2 г М р + а 2 ) д р 2 + ( р 2 + а 2 потому что ( θ ) ) д θ 2 + ( р 2 + а 2 + 2 г М р а 2 р 2 + а 2 потому что 2 ( θ ) ) грех 2 ( θ ) д ф 2
или мне нужно использовать индуцированную метрику для описания метрики на подмногообразии?

Изменить: я решил геодезические дифференциальные уравнения, используя «независимую от времени» метрику Керра, с a = 0(т.е. это уменьшает метрику Керра до метрики Шварцшильда) и радиус Шварцшильда для определения других параметров:

Геодезические для не зависящей от времени метрики Керра

Большинство сюжетов, которые я получил, вращались вокруг сингулярности в ориго.

Вот сюжет, где я поставил ф к константе, ось z становится «временем»:

Геодезические для $phi$ независимой метрики Керра

Обновление: я нашел следующую цифру, которая, похоже, подтверждает мою первую цифру.введите описание изображения здесь

Стратегии прямой визуализации тензорных полей второго ранга Вернера Бенгера и Ханса-Кристиана Хеге

По сути, что-то подобное следует правильно понимать как разложение пространства-времени 3+1, которое можно понять с помощью разложения ADM: en.wikipedia.org/wiki/ADM_formalism . радикально разные 3-геометрии.

Ответы (1)

Метрика говорит вам, как рассчитать правильное время на выбранном вами пути. Если вы выберете путь, где время везде постоянно, то при интегрировании по этому пути г т "=" 0 и любые условия, связанные г т пропадать. Это так просто.

Приятно это знать. Это многое упрощает для меня. Я намерен визуализировать метрику, решая геодезические дифференциальные уравнения. И это значительно упрощает задачу, если я могу просто рассматривать проблему в 3D.
@imranal: я не думаю, что вы действительно можете это сделать. Геодезические в пространстве — это не то же самое, что геодезические в пространстве-времени.
@imranal: я думаю, что то, что вы описываете, немного отличается от того, что я думал, что вы имели в виду. Гиперповерхность постоянного времени представляет собой риманово многообразие с метрикой, полученной установкой д с "=" 0 . Вы можете решить геодезическое уравнение для этого многообразия, и, возможно, это хороший способ понять форму многообразия. Однако кривые, которые вы получаете, не имеют физического значения в том смысле, что они не являются физически значимыми траекториями.
@javier: Могу ли я вместо этого отбросить один из космических компонентов, скажем ф ?