Существует ли теорема типа Биркгофа для осесимметричных гравитационных полей?

Как мы знаем, для вывода решения Шварцшильда в ОТО мы хотим определить неизвестные функции а , б (иногда с ) из

( г с ) 2 "=" а ( р , т ) г т 2 б ( р , т ) г р 2 р 2 г Ом 2
или
( г с ) 2 "=" а ( р , т ) г т 2 + 2 б ( р , т ) г р г т с ( р , т ) г р 2 р 2 г Ом 2
где г Ом 2 "=" г θ 2 + грех 2 θ г ф 2 — обычный линейный элемент двумерной сферы. Применительно к уравнениям поля пустого пространства, где г а б 0 , Теорема Биркгофа говорит, что любое статическое, сферически-симметричное решение вакуумных уравнений общей теории относительности обязательно является решением Шварцшильда с точностью до преобразования координат. Это в основном завершает поиск внешних сферически-симметричных решений в ОТО. Следующим логическим шагом будет поиск интерьерных решений, а это совсем другая игра.

Меня интересует рассмотрение осесимметричного пространства-времени в ОТО. Обычный подход — посмотреть на метрики Вейля (как указано в комментариях ниже) и пойти ва-банк.

Что меня смущает, так это попытка рассмотреть один из следующих строковых элементов

( г с ) 2 "=" а ( р , θ ) г т 2 + 2 б ( р , θ ) г р г т с ( р , θ ) г р 2 р 2 г Ом 2 .

Приведенный выше линейный элемент также осесимметричен, верно? В терминах полярных сферических координат он симметричен относительно координаты полярного угла.

С точки зрения пространства-времени, которое моделирует несферически симметричное тело, например планету, я бы подумал, что этот линейный элемент более подходит, чем общая метрика Вейля. Однако я никогда не видел метода, начинающегося с вышеуказанного элемента строки.

Вопрос Является ли решение Вейля для аксиально-симметричных гравитационных полей тем же, чем решения Шварцшильда для сферически-симметричных гравитационных полей? Другими словами, существует ли теорема типа Биркгофа для осесимметричных решений уравнений поля ОТО?

См. метрики Вейля: en.wikipedia.org/wiki/Weyl_metrics .
@Void: разве метрики Вейля не осесимметричны?
@KyleKanos Да, это правда, что метрики Вейля относятся только к «угловой зависимости» (в θ ), но не конкретно ф -зависимость, как предложено здесь.
Это был просто пример, зависимость не высечена в камне, например, это может быть ( р , θ ) , ( р , ф ) или любое изменение координат. Что меня интересует, так это отойти от стандартного решения Шварцшильда, решения RN и надоедливой теоремы Биркгофа!

Ответы (1)

Было найдено много точных решений EFE (уравнения поля Эйнштейна) с различной степенью симметрии.

Эта статья в Википедии и ссылки в ней являются отличным введением в эту область.

В качестве ссылки на книгу стандартным является: Х. Стефани, Д. Крамер, М. МакКаллум, К. Хоэнселерс, Э. Херлт, «Точные решения уравнений поля Эйнштейна: 2-е издание», (2003), издательство Кембриджского университета.

Хорошо, я обязательно проверю их, но более конкретно то, что я спросил, есть ли у вас опыт решения EFE такого типа?