埃里克·居里 在几何物体上,引力应力能张量的不存在,以及爱因斯坦场方程的唯一性。 (英语) Zbl 1414.83009号 研究历史。菲洛斯。科学。,B部分,学生历史。菲洛斯。国防部。物理学。 66, 90-102 (2019). 摘要:广义相对论中引力应力能的存在问题自该理论诞生以来就一直困扰着该领域的研究人员。民间传说,无法给出局部重力应力-辐合量的适当定义。大多数这方面的论据都引用了等效原则的一个或另一个版本。我认为,这种必要性的论点不仅含糊其辞,而且更糟糕的是,它们离题了,没有解决问题的核心。基于对一个张量以适当方式依赖于另一张量可能意味着什么的新分析,顺便,提供了“几何物体”概念的精确表征,我证明,在某些自然条件下,不可能存在张量,其解释可能是它代表广义相对论中的重力应力-能量。由此可见,引力能量,如广义相对论中的引力能量,必然是非局部的。在这一过程中,我证明了对洛伦兹度量束在时空中的相关喷流束的结构感兴趣的一个结果。我的结论是,我的结果还表明,在一些自然条件下,爱因斯坦场方程是将引力现象与时空结构联系起来的唯一方程,并讨论了这与引力应力能量的非局域化的关系。证明了所有论点背后的主要定理要比用于相同目的的文献中的标准结果强得多(1972年洛夫洛克定理):它适用于所有维度(不仅仅是四个维度);它不需要假设度量的期望伴随物的微分阶;它有更自然的物理解释。 引用于6文件 MSC公司: 83立方厘米05 爱因斯坦方程(一般结构、正则形式主义、柯西问题) 83立方厘米 引力能与守恒定律;运动组 58A20型 全球分析中的喷气式飞机 58Z05个 全球分析在科学中的应用 00A79号 物理 关键词:广义相对论;引力能;应力能张量;伴随物;喷射束;等效原则;几何对象;爱因斯坦场方程 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{E.Curiel},历史研究。菲洛斯。科学。,B部分,学生历史。菲洛斯。国防部。物理学。66、90-102(2019年;Zbl 1414.83009) 全文: 内政部 arXiv公司 参考文献: [1] Aczél,J.,Ein allgemeines Prinzip bezüglich Komitanten,Differential Komitanten、kovarianten Ableitungen und Algebren vonäequivalenten geometrischen Objekten、Acta Classica Universitas Scientiarum Debrecenensis,6、2、5-13(1959-1960)·兹比尔0234.53018 [2] Aldersley,S.,相对论引力理论中的量纲分析,《物理评论D》,15,2,370-376(1977年1月) [3] Anderson,J.,《广义相对论的绝对变化》,(广义相对论最新发展(1962),佩加蒙出版社:牛津佩加蒙出版公司),121-126,纪念利奥波德·因费尔德60岁生日的卷,未提及编辑姓名·Zbl 0119.23302号 [4] 安德森,J.,《相对论物理学原理》(1967),学术出版社:纽约学术出版社 [5] Ashtekar,A。;Penrose,R.,《聚焦的质量积极性和(i ^o)的结构》,《扭曲新闻稿》,31,1-5(1990年10月),免费阅读: [6] Belot,G.,背景相关性,广义相对论和引力,43,10,2865-2884(2011年10月)·兹比尔1228.83103 [7] Bondi,H.,《引力波的物理特性》(1962年),见Lichnerowicz和Tonnelat(1962) [8] 邦迪,H。;麦克雷亚,W.,《牛顿理论中引力的能量传递》,剑桥哲学学会数学论文集,56,410-413(1960年10月)·Zbl 0097.2003号 [9] Brading,K.,关于广义相对论、能量守恒和Noether定理的注释,(Kox,A.;Eisenstaedt,J。,广义相对论宇宙,《爱因斯坦研究》(2005)第11位,Birkhäuser:Birkháuser Boston),125-135·Zbl 1138.83302号 [10] Cartan,E.,《爱因斯坦引力方程》,《数学与应用杂志》,第141-203页(1922年),第9页 [11] Choquet-Bruhat,Y.,《关于引力能的两个观点》(Daruelle,N.;Piran,T.,《引力辐射》(1983),北荷兰出版社:北荷兰出版社阿姆斯特丹),399-406,《北约高级研究所学报》,Les Houches引力辐射暑期学校;Les Houches(法国),1982年6月2日至21日 [12] Curiel,E.,《关于时空结构的存在》,《英国科学哲学杂志》(2016年),一份包含技术附录的手稿,其中列出了一些构造和论点的细节,并进一步讨论了不同类型时空结构的可能可观测性,可在以下网址获得: [13] Curiel,E.,《宇宙学中的测量、拓扑和概率推理》(2017) [14] Eddington,A.,相对论数学理论(1923),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社 [15] A.爱因斯坦,《论广义相对论》(阿尔伯特·爱因斯坦的论文集(柏林年:写作,1914-1917),第6卷(1915),普林斯顿大学出版社:普林斯顿大学出版),98-108,最初出版为“Zur allgemeinen Relativitiätsheorye”,Sitzungsberichte der Königlich Preußische Akademie der Wissenschaften(柏林),Gesamtsitzung 4。1915年11月:778-785 [16] 爱因斯坦,A.,《广义相对论的基础》(相对论原理(1916),多佛出版社:纽约多佛出版社),109-164,最初出版为“Die Grundlage der allgemeinen Relativitiätsheorie”,Annalen der Physik 49(1916,7):769-822 [17] Epstein,D.,黎曼流形上的自然张量,微分几何杂志,10,4,631-645(1975),(可免费下载)·Zbl 0321.53039号 [18] 爱泼斯坦,D。;瑟斯顿,W.,变换群和自然丛,《伦敦数学学会学报》,38,2,219-236(1979年3月),s3·Zbl 0409.58001号 [19] Fatibene,L。;Francaviglia,M.,经典场论的自然和规范自然形式主义:包括旋量和规范理论的几何视角(2003),Kluwer学术出版社:Kluwer学术出版社Dordrecht·Zbl 1138.81303号 [20] 芬克尔斯坦,D。;Misner,C.,《一些新的守恒定律》,《物理学年鉴》,第6、3、230-243页(1959年3月)·Zbl 0085.21902号 [21] Friedman,M.,《时空理论基础:相对论物理学和科学哲学》(1983),普林斯顿大学出版社:普林斯顿大学出版社 [22] García-Parrado Gómez-Lobo,a.,广义相对论中的超重力动力学定律,经典和量子引力,25,1(2008),015006·Zbl 1132.83012号 [23] Garecki,J.,关于Bel-Robinson张量的一些评论,Annalen der Physik,10,11-12,911-919(2001)·Zbl 0994.83008号 [24] Geroch,R.,《能量提取》,《纽约科学院年鉴》,224108-117(1973年12月),第六届德克萨斯州相对论天体物理学研讨会论文集·Zbl 0942.53509号 [25] Goldberg,J.,不变量变换、守恒定律和能量动量,(Held,A.,广义相对论和引力,第1卷(1980年),阻燃出版社:阻燃出版社,纽约),469-489,2卷 [26] Hirsch,M.,微分拓扑。数学研究生文凭排名第33位(1976年),施普林格-弗拉格:纽约施普林格 [27] Kasner,E.,爱因斯坦宇宙学方程的几何定理,美国数学杂志,43217-221(1921) [28] Kolář一世。;Michor,P。;Slovák,J.,微分几何中的自然运算(1993),Springer-Verlag:Springer-Verlag Berlin·Zbl 0782.53013号 [29] Komar,A.,广义相对论中的协变守恒定律,《物理评论》,113934-936(1959)·Zbl 0086.22103号 [30] Landau,L。;Lifschitz,E.,《经典场论》(理论物理课程第2卷(1994年),巴特沃斯·海涅曼:巴特沃斯·黑涅曼-阿姆斯特丹),(M.Hammermesh译自俄语) [31] Levi-Civita,T.,关于爱因斯坦理论中必须给出的引力张量的解析表达式。arXiv:physics/9906004v1。S.Antoci和A.Loinger于1999年出版的原文英译本林西国家学院(Atti della Accademia Nazionale dei Lincei)《自然科学》,26,1,381-391(1917),(第五辑) [32] (Lichnerowicz,A.;Tonnelat,A.,Les Théories Relativistes de la Gravitation(1962),国家科学中心:巴黎国家科学中心),国际学术讨论会91号。1959年6月在罗亚蒙特举行的会议记录 [33] Lorentz,H.,关于爱因斯坦的理论(iii)。Koninklijke Akademie van Wetenschappen te阿姆斯特丹,(Verslagen van de Gewone vergaderingen der Wisen natuurkundige afdeeling,第25卷(1916)),468-486 [34] Lovelock,D.,爱因斯坦张量及其推广,数学物理杂志,12,3,498-501(1971)·Zbl 0213.48801号 [35] Lovelock,D.,《空间的四维性与爱因斯坦张量》,《数学物理杂志》,第13、6、874-876页(1972年)·Zbl 0234.53020号 [36] Malament,D.,《牛顿引力、极限与空间几何》(Colodny,R.,《从夸克到类星体:现代物理学的哲学问题》(1986),匹兹堡大学出版社:匹兹堡市匹兹堡学院出版社),181-201年 [37] Malament,D.,《相对论中关于旋转的一个非go定理》(Malament-D.,《阅读自然哲学:科学和数学的历史和哲学论文》(2002),公开法庭出版社:芝加哥公开法庭出版社),为纪念霍华德·斯坦70岁生日,在费斯特克莱夫1999年5月,以斯坦因在芝加哥大学的荣誉·Zbl 1157.01306号 [38] Malament,D.,《论广义相对论中的相对轨道旋转》,(Ashtekar,A.,《重新审视相对论物理学的基础:约翰·斯泰切尔的Festschrift》(2003),Kluwer:Kluwer-Dordrecht) [39] Malament,D.,《广义相对论和牛顿引力理论基础的主题》(2012),芝加哥大学出版社:芝加哥大学出版社,该书未经修正的最终校样可从以下网址下载:·Zbl 1261.83002号 [40] Maxwell,J.C.,《物质与运动》(1877),多佛出版公司:纽约多佛出版有限公司,最初出版于1877年。这个版本是1920年的1952年原封不动的再版 [41] Maxwell,J.C.,《热量理论》(1888年),多佛出版公司:多佛出版有限公司,纽约州米诺拉,2001年多佛版以未删节的形式重新出版了伦敦朗曼格林公司出版的1888年第九版,还包括瑞利勋爵的更正和注释并入1891年版 [42] 米斯纳,C。;Thorne,K。;惠勒,J.,《引力》(1973),弗里曼出版社:旧金山弗里曼出版社 [43] Möller,C.,广义相对论中的能量-动量复合体及相关问题,15-29(1962),见Lichnerowicz和Tonnelat(1962年) [44] Møller,C.,《相对论》(1972年),克拉伦登出版社:牛津克拉伦登出版社,1952年出版第一版·Zbl 0047.20602号 [45] Nijenhuis,A.,《自然束及其一般性质》(Kobayashi,S.;Obata,M.;Takahashi,T.,《微分几何:为纪念Kentaro yano(1972),Kinokuniya书店公司:Kinokuniia书店公司东京),317-334·兹比尔0242.00016 [46] Padmanabhan,T.,《重力的热力学方面:新见解》,物理学进展报告,73,4(2010年3月),046901 [47] Padmanabhan,T。;Kosawala,D.,Lanczos-Lovelock引力模型,《物理报告》,531,3,115-171(2013)·Zbl 1356.83002号 [48] 帕莱斯,R。;Terng,C.-L.,自然丛具有有限阶,拓扑,16,3,271-277(1977)·Zbl 0359.58004号 [49] Pauli,W.,相对论(1921年),多佛出版公司A:多佛出版有限公司,纽约,1981年,佩加蒙出版社1958年版再版,G.Field翻译的原始“相对论”,收录于Encyklopädie der matematischen Wissenschaften,第V19卷,B.G.Teubner,莱比锡,1921年 [50] 彭罗斯,R.,《广义相对论能流和基本光学》,(霍夫曼,B.,《几何和广义相对论中的透视》(1966),印第安纳大学出版社:印第安纳州布卢明顿大学出版社),259-274 [51] 彭罗斯,R。;Rindler,W.,《自旋与时空:双自旋微积分与相对论场》,第1卷(1984),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社·Zbl 0538.53024号 [52] Pitts,J.,来自所有可能的辅助结构的无限多引力能量的规范-不变局域化,广义相对论与引力,42,3,601-622(2010),3月·Zbl 1186.83052号 [53] du Plessis,J.,张量伴随与守恒定律,张量,20347-360(1969年9月)·Zbl 0169.53502号 [54] Rund,H.,涉及组合张量场的变分问题,汉堡大学Abhandlungen aus dem Mathematischen研讨会,29,3-4,243-262(1966),6月·Zbl 0146.35701号 [55] Schouten,J.,《Ricci-Calculus:张量分析及其几何应用导论》,(《Einzeldarstellung》(1954)中数学数学Wissenschaften中的数字x,Springer-Verlag:Springer-Verlag Berlin),1923年德国第一版。第二版是用英语编写的,其中包含对第一版的重要补充·Zbl 0057.37803号 [56] 薛定谔,E。,时空结构《剑桥科学经典》(1950),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社,1988年再版·Zbl 0041.09601号 [57] Senovilla,J.,超能张量,经典和量子引力,17,14,2799-2842(2000)·Zbl 1040.83015号 [58] Senovilla,J.,超能量张量及其应用。在第一届洛伦兹几何会议上受邀演讲,“贝纳马迪纳2001”(2002) [59] Steenrod,N.,《光纤束的拓扑结构》。普林斯顿数学系列(1951)第14名,普林斯顿大学出版社:普林斯顿大学出版,新泽西州普林斯顿·Zbl 0054.07103号 [60] Szabados,L.,广义相对论中的准对数能量动量和角动量,相对论生活评论,12,4(2009),URL(2015年9月11日在线访问)·Zbl 1215.83010号 [61] Trautman,A.,《广义相对论中的守恒定律》(Witten,L.,《引力:当前研究导论》(1962),威利父子出版社:威利父女出版社,纽约),169-198年·Zbl 0115.43103号 [62] Trautman,A.,能源、引力和宇宙学,(能源与物理学:欧洲物理学会第三届大会论文集(1976年),欧洲物理学会:欧洲物理学会Petit Lancy,瑞士),133-141 [63] Wald,R.,《广义相对论》(1984),芝加哥大学出版社:芝加哥大学出版社·Zbl 0549.53001号 [64] Weyl,H.,《时空事务》(1921),多佛出版社:纽约多佛出版社,1952年重印H.Brose 1921年版1950年译本。第一版出版于1918年·Zbl 0044.22704号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。