Я беру пространство-время формы , с какой-то общий некомпактный -мерное пространство-время и ан -мерная сфера, так что ее метрика имеет следующий вид:
Где зависит только от координаты, то есть не зависит от координат сферы. Действие Эйнштейна-Гильберта в размеры:
С скалярная кривизна метрика и космологическая постоянная. Я хочу сейчас уменьшить действие на сфере . Я понимаю, как сделать первые шаги, то есть написать, проинтегрировать по координатам сферы, отделив , а также упростить определитель до , так что я получаю:
Но я не вижу, как это еще упростить. В частности, я думаю, что должен быть умный способ уменьшить к плюс некоторые члены, пропорциональные и , но я не вижу, как это сделать правильно, и не переделывая с нуля все вычисления для символов Кристоффеля, тензора Римана, тензора Риччи и скалярной кривизны.
Кто-нибудь может мне помочь? Я нашел несколько выводов для одномерной редукции на окружности, но обычно это делается на некотором скалярном поле. показать, что возникает какая-то массивная башня состояний, а не о самом действии Эйнштейна-Гильберта - и я почти ничего не нашел для случая сферы.
РЕДАКТИРОВАТЬ: После некоторых дополнительных исследований я нашел более подробную статью и понял, что прочитал раздел о уменьшении размеров Лагранжиана супергравитации от D=7 до D=11 (примерно на стр. 59 статьи), что люди всегда выполняли КК-редукции для очень общего анзаца метрик с недиагональными членами, которые порождают калибровочные потенциалы в меньших измерениях. Но в моем случае у меня действительно есть блочно-диагональная метрика, которая должна давать лишь некоторую дилатонность. в размеры, к которым я отношусь с помощью . Именно поэтому я решил попытаться выполнить вычисления трудным путем, т.е. путем явного вычисления символов Кристоффеля, компонентов тензора Римана и тензора Риччи, чтобы явно получить зависимость, а потом все подряд. В этом случае я получаю следующее действие:
Где с зависит только от координат .
Действие происходит в струнной рамке, поэтому, чтобы вернуться к обычному кадру Эйнштейна, я выполняю масштабирование по Вейлю.
Чтобы наконец получить:
Где я обозначаю через контравариантный вектор с индексом, поднятым с перемасштабированной метрикой . Кажется, это именно то, что мы искали, так как мы получили кинетический член для с и экспоненциальный потенциал :
Я не уверен на 100%, что это действительно правильные коэффициенты, и я предполагаю, что могут быть некоторые тонкости с кинетическим членом, чтобы получить каноническую нормализацию. Кто-то уже сделал этот расчет, или, может быть, теперь, когда проблема определена более четко, кто-нибудь видел какую-нибудь статью, где это вычисление было сделано для двойной проверки? В противном случае, я думаю, я в основном получил свой ответ.
Это очень интересный вопрос, и хотя ваш ответ в основном верен, помимо отсутствующего концептуального упрощения есть несколько ошибок. Я заберу из Eqn . Начнем с действия для произведения пространство-время где стандарт -сфера деформируется гладкой функцией которая зависит только от некомпактности направления. Действие в этом случае
где я еще не интегрировал угловую зависимость.
Мы можем разложить скалярную кривизну как в силу того, что метрика блочно-диагональная. Чтобы ответить на вопрос Чама, поскольку группа изометрий метрики содержит подгруппу, инвариантную относительно сферических преобразований, у нас есть убивающие векторы вдоль этих сферических направлений. Другими словами, «внутренняя кривизна вдоль -сфера везде одинакова», поэтому никакой особой зависимости от угловых переменных быть не может. Теперь, поскольку лагранжиан не зависит от сферических направлений, это оправдывает выражение действия, исправляя опечатку на , как
Чтобы проиллюстрировать концептуальное упрощение, давайте посмотрим, что происходит со скалярной кривизной вдоль сферических направлений. Предположим на данный момент, что вы рассматриваете стандарт -сфера с соответствующим метрическим элементом , в этом случае скалярная кривизна точно известна:
Для деформированного шара , концептуальное упрощение состоит в том, что кривизна должна быть одинаковой, поскольку сферические метрики конформно эквивалентны с точностью до члена Лапласа. Я нахожу следующее выражение
где - общее количество пространственных измерений. Затем действие становится
В зависимости от поведения падения (наряду с тем, что интеграл действия учитывает динамику в объеме), часть границы можно вычесть, оставив конечный вклад. После того же масштабирования Вейля,
где . Это имеет как кинематику дилатона, так и потенциальный член, как вы отметили ранее.
Дополнительное примечание
Для , перемасштабирование Вейля не работает, но было бы интересно рассмотреть компактификацию -сфера к теория, в которой чистая гравитация уже конформна, и посмотреть, какие геометрии допустимы, когда материя реагирует на фоне. Опять же, отличный вопрос!
Чам
Хаканау
Чам
Хаканау
Косм