Вот формула для тензора энергии напряжения:
и, используя приведенную выше формулу, мы получаем для тензора энергии напряжения:
где рассматривается как плотность тока (и, следовательно, не зависит от при изменении), однако ясно, что соответствующий этому тензор энергии напряжения будет:
Кто-нибудь знает, что здесь не так?
Комментарии Джерри Ширмера раскрывают вам основную идею, но я хотел бы изложить их более подробно и в форме ответов. Когда вы варьируете действие по отношению к , вариант метрики не дает упомянутого вами нежелательного термина. Но если вы меняетесь относительно , вы получаете этот член, и он не должен появляться в правой части уравнений Эйнштейна, поскольку мы уже знаем эти уравнения из версии вариации в форме A 1.
Но уравнения движения не должны заботиться о том, решите ли вы варьировать относительно или относительно , вы должны получить те же уравнения. Формально
А уравнения Эйнштейна — это коэффициенты , а (векторный потенциал непустых) уравнения Максвелла являются коэффициентами .
Вариации в может быть легко выражено через вариации ,
Что при выражении полной вариации действия линейно смешивает части Эйнштейна и Максвелла:
Где вариационные производные - это все старые вариационные производные по паре удерживая другую фиксированной. Эти линейные комбинации дают новые вариации. Легко увидеть, что новые уравнения движения удовлетворяются тогда и только тогда, когда удовлетворяются старые, так что ничего не изменилось.
Новые уравнения Максвелла после умножения на обратную метрику остаются такими же, как и старые. Но в новом уравнении Эйнштейна есть дополнительный исходный член:
Этот дополнительный исходный член, очевидно, равен нулю согласно уравнениям Максвелла, но включает термин , поэтому термин, который вас беспокоил, появляется здесь. Этот вариант дает правую часть уравнений Эйнштейна, которая включает дополнительное напряжение, которое включает исходный член, в форме уравнения Максвелла, умноженного на векторный потенциал.
Но теперь очевидно, что вклад напряжения исчезает (как это всегда было, потому что это всего лишь вариация по разным переменным одного и того же действия).
Ответ Джона вычисляет дополнительный член из различных , но этого термина нет. Это по причине, объясненной в ответе на этот вопрос: Лагранжиан для вопросов о выводе релятивистской пыли .
Когда вы меняете метрику с помощью ЭМ и, скажем, заряженного источника пыли, вы держите зафиксированный. По той же причине, по которой плотность импульса остается фиксированной, вы сохраняете число мировых линий постоянным, когда меняете g, так что сохраняющиеся токи и заряды сохраняются при метрических вариациях.
Я думаю, что в выражении
На самом деле ваша исходная формула неверна: должно быть , где (лагранжиан) — это то, что интегрируется по пространству, чтобы получить действие .
Дело в яблоках и апельсинах: действие есть интеграл лагранжиана, (действие) остается числом, а не функцией пробела, как требуется.
Интересно, что и в книге Уолда, и в книге MTW это неправильно, как и у вас, так что это понятно. Если вы посмотрите на другие источники по лагранжевой теории поля или даже на статью в Википедии о тензоре энергии-импульса при тензоре энергии-импульса Гильберта, то увидите, что они верны, принимая дельту функции плотности L, а не ее интеграл, S, при определении тензора энергии-импульса (который является пространственной функцией).
Это не влияет на вашу работу над задачей, но примечательно, что эти два широко используемых учебника по ОТО написали эту вещь, которая не имеет смысла, и все просто принимают это и продолжают действовать так, как будто это имеет смысл. Студенты очень приветливые люди.
Джерри Ширмер
Ондржей Чертик
Джерри Ширмер
Джерри Ширмер
Ондржей Чертик
Ондржей Чертик
Рон Маймон
Джерри Ширмер
Феде Л.А.