引力理论中的渐近对称性

R.萨克斯
物理学。版次。128,2851–1962年12月15日出版

摘要

指出即使在引力的动力学效应完全可以忽略的情况下,非均匀洛伦兹群作为对称群的定义在存在引力场的情况下也会失效。尝试将洛伦兹群重新推导为“渐近对称群”,使边界条件的形式保持不变,适用于渐近平坦的引力场。通过分析Bondi和其他人最近关于引力辐射的工作,表明在边界条件明显合理的情况下,我们得到的不是Lorentz群,而是一个更大的群。建议将这个较大的组命名为“广义Bondi-Metzner组”(“GBM组”)。

证明了GBM群包含一个Abelian正规子群,其因子群与齐次正时Lorentz群同构;GBM群恰好包含一个阿贝尔四维正规子群,可以用刚性平移群来识别;GBM群包含无穷多个与非齐次正时洛伦兹群同构的不同子群;无穷小GBM群代数允许至少一个非平凡表示,这与Lorentz群的rest-mass-zero和spin-zero表示直接类似;在无穷小GBM群代数的任何表示中,都存在一个“静止质量”算子,它与所有其他运算进行交换;而且似乎不存在类似的“自旋”算符。本文认为,GBM群与非均匀Lorentz群非常相似,因此前者可以作为对称群与当前微观物理相容。

给出了两个应用:给出了在GBM变换下协变的某些量子交换关系;导出了经典渐近平坦引力场的无穷积分不变量集。四个最简单的积分不变量构成了引力波辐射到无穷远处的总能量动量。

  • 收稿日期:1962年7月23日

内政部:https://doi.org/10.103/PhysRev.128.2851

©1962美国物理学会

作者和附属机构

R.萨克斯*

  • 美国陆军信号研究与开发实验室,新泽西州蒙茅斯堡

  • *现住址:新泽西州霍博肯史蒂文斯研究所物理系。

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第128卷,第。1962年12月6日

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