Ньютоновский калибр

В общей теории относительности ньютоновская калибровка является возмущенной формой элемента линии Фридмана–Леметра–Робертсона–Уокера . Калибровочная свобода общей теории относительности используется для устранения двух скалярных степеней свободы метрики, так что ее можно записать как:

г с 2 = ( 1 + 2 Ф ) г т 2 + а 2 ( т ) ( 1 2 Ψ ) δ а б г х а г х б , {\displaystyle ds^{2}=-(1+2\Phi )dt^{2}+a^{2}(t)(1-2\Psi )\delta _{ab}dx^{a}dx^{b},}

где латинские индексы a и b суммируются по пространственным направлениям и является дельтой Кронекера . Вместо этого мы можем использовать конформное время как компонент времени, получая продольную или конформную ньютоновскую калибровку : δ а б {\displaystyle \delta _{ab}}

г с 2 = а 2 ( τ ) [ ( 1 + 2 Ф ) г τ 2 + ( 1 2 Ψ ) δ а б г х а г х б ] {\displaystyle ds^{2}=a^{2}(\tau)[-(1+2\Phi)d\tau ^{2}+(1-2\Psi)\delta _{ab}dx^ {a}dx^{b}]}

которая связана простым преобразованием . Они называются ньютоновскими калибровками, потому что — это ньютоновский гравитационный потенциал классической ньютоновской гравитации , который удовлетворяет уравнению Пуассона для нерелятивистской материи и в масштабах, где расширением Вселенной можно пренебречь. Он включает только скалярные возмущения метрики: по скалярно-векторно-тензорному разложению они развиваются независимо от векторных и тензорных возмущений и являются преобладающими, влияющими на рост структуры во Вселенной в космологической теории возмущений . Векторные возмущения исчезают в космической инфляции , а тензорные возмущения — это гравитационные волны , которые оказывают пренебрежимо малое влияние на физику, за исключением так называемых B-мод поляризации космического микроволнового фона . Тензорное возмущение действительно не зависит от калибровки, поскольку оно одинаково во всех калибровках. г т = а ( т ) г τ {\displaystyle dt=a(t)d\tau } Ψ {\displaystyle \Пси} 2 Ψ = 4 π G ρ {\displaystyle \nabla ^{2}\Psi =4\pi G\rho }

Во Вселенной без анизотропного напряжения (то есть, где тензор энергии-импульса инвариантен относительно пространственных вращений или три главных давления идентичны) уравнения Эйнштейна задают . Φ = Ψ {\displaystyle \Phi =\Psi }

Ссылки

  • C.-P. Ma & E. Bertschinger (1995). "Космологическая теория возмущений в синхронных и конформных ньютоновских калибровках". The Astrophysical Journal . 455 : 7– 25. arXiv : astro-ph/9401007 . Bibcode : 1995ApJ...455....7M. doi : 10.1086/176550. S2CID  14570491.
  • VF Mukhanov; HA Feldman & RH Brandenberger (1992). "Теория космологических возмущений". Physics Reports . 215 ( 5– 6): 203– 333. Bibcode :1992PhR...215..203M. doi :10.1016/0370-1573(92)90044-Z.


Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Newtonian_gauge&oldid=1253339857"