 <<  4.1 Fiksirovannye fony v OTO
| Oglavlenie |
 4.3 Problemy polevoi formulirovki OTO  >>
 <<  4.1 Fiksirovannye fony v OTO
| Oglavlenie |
 4.3 Problemy polevoi formulirovki OTO  >> 
- 4.2.1 Obobshenie modeli Dezera
- 4.2.2 Principy postroeniya oboshennoi polevoi formulirovki OTO
- 4.2.3 Postroenie oboshennoi polevoi formulirovki OTO s pomosh'yu razdeleniya na fon i dinamicheskie polya
4.2 Obobshennaya polevaya formulirovka OTO
4.2.1 Obobshenie modeli Dezera
V rabotah [13] [16]
my obobshili podhod predlozhennyi Dezerom [11].
Prezhde vsego, vmesto prostranstva Minkovskogo v lorencevyh koordinatah
my predlagaem ispol'zovat' proizvol'no iskrivlennyi fon s
zadannoi metrikoi
[16]
my obobshili podhod predlozhennyi Dezerom [11].
Prezhde vsego, vmesto prostranstva Minkovskogo v lorencevyh koordinatah
my predlagaem ispol'zovat' proizvol'no iskrivlennyi fon s
zadannoi metrikoi 
 i zadannymi
fonovymi material'nymi polyami
 i zadannymi
fonovymi material'nymi polyami 
 , udovletvoryayushimi
fonovym uravneniyam Einshteina:
, udovletvoryayushimi
fonovym uravneniyam Einshteina:
 . Estestvenno, nasha polevaya formulirovka s fonom
(4.8) yavlyaetsya kovariantnoi.
. Estestvenno, nasha polevaya formulirovka s fonom
(4.8) yavlyaetsya kovariantnoi.
Kak okazalos', ispol'zovanie formalizma 1-go poryadka vovse ne obyazatel'no dlya postroeniya polnoi i zamknutoi (bez beskonechnyh razlozhenii) teorii. Teriya mozhet byt' postroena tak, chto nekotorye funkcii ne budut imet' yavnogo vyrazheniya cherez dinamicheskie peremennye, no uravneniya, kotorym oni udovletvoryayut dostatochno prosty i issledovanie ne vyzyvaet trudnostei. Chasto takoi formalizm 2-go poryadka bolee udoben i zdes' my ispol'zuem imenno ego dlya predstavleniya rezul'tatov.
Poka zapishem deistvie, kotoroe obobshaet deistvie Dezera bez konkretnogo
vida lagranzhianov (ih my opredelim pozzhe) dlya gravitacionnogo polya
 i nabora material'nyh polei
 i nabora material'nyh polei
 :
:
 yavlyayutsya proizvol'nymi tenzornymi plotnostyami.
Var'irovanie (4.9) po gravitacionnym peremennym
 yavlyayutsya proizvol'nymi tenzornymi plotnostyami.
Var'irovanie (4.9) po gravitacionnym peremennym
 daet uravnenie
 daet uravnenie
gde kovariantizovannyi operator bezmassovogo polya spina 2, obobshayushii operator v (4.1), est'
Operator
 opredelim pozzhe, no zametim, chto
dlya Richchi-ploskogo fona
 opredelim pozzhe, no zametim, chto
dlya Richchi-ploskogo fona 
 on ischezaet i
(4.10) preobrazuetsya v
 on ischezaet i
(4.10) preobrazuetsya v
Pravaya chast' v uravneniyah (4.10) i (4.12) yavlyaetsya simmetrichnym (metrichesmkim) tenzorom energii-impul'sa sistemy, sootvetstvuyushim deistviyu (4.9):
Okazyvaetsya, chto dlya Richchi-ploskogo fona divergenciya ot levoi chasti uravnenii (4.12) obrashaetsya tozhdestvenno v nul':
a eto vedet k zakonu sohraneniya
Takoi zakon ne vypolnyaetsya dlya obshego fona v uravneniyah (4.10) i eta problema budet obsuzhdat'sya pozzhe.
Analogichno tomu kak postroeny gravitacionnye uravneniya (4.10) stroyatsya material'nye uravneniya, gde levaya chast' lineina po dinamicheskim peremennym, a pravaya predstavlyaet nekotoryi ,,tok''.
Ekvivalentnost' OTO ustanavlivaetsya posle otozhdestvlenii
V sravnenii s rabotoi Dezera nami [13] [16] byla podrobno ,,oboznachena'' i issledovana
kalibrovochnaya (tak nazyvaemaya vnutrennyaya) invariantnost'. To
est' invariantnost' otnositel'no preobrazovanii, kotorye ne zatragivayut ni
koordinat, ni fonovoi metriki s fonovymi polyami.
Eti preobrazovaniya vyglyadyat tak
[16] byla podrobno ,,oboznachena'' i issledovana
kalibrovochnaya (tak nazyvaemaya vnutrennyaya) invariantnost'. To
est' invariantnost' otnositel'no preobrazovanii, kotorye ne zatragivayut ni
koordinat, ni fonovoi metriki s fonovymi polyami.
Eti preobrazovaniya vyglyadyat tak
gde, voobshe govorya, ne predpolagaetsya ni malosti polei, ni malosti kalibrovochnyh funkcii (konechno, bez predpolozhenii o malosti neobhodimo uchityvat' vse poryadki v beskonechnyh ryadah). Invariantnost' sostoit v sleduyushem. Lagranzhian v (4.1) invarianten dlya preobrazovanii (4.17) s tochnost'yu do divergencii na fonovyh uravneniyah dvizheniya. Takim obrazom, samo deistvie (4.1) invariantno s tochnost'yu do poverhnostnyh chlenov. Uravneniya dvizheniya yavlyayutsya kalibrovochno invariantnymi na nih samih (to est', esli oni udovletvoreny) i na fonovyh uravneniyah. Tenzor energii-impul'sa kalibrovchno invarianten, no s tochnost'yu do divergencii:
gde operator
 opredelen v (4.11) i yavlyaetsya 4-kovariantnoi divergenciei.
Podrobnee svoistva i nekotorye prilozheniya kalibrovochnyh preobrazovanii
v polevom podhode budut dany v sleduyushei lekcii 5.
opredelen v (4.11) i yavlyaetsya 4-kovariantnoi divergenciei.
Podrobnee svoistva i nekotorye prilozheniya kalibrovochnyh preobrazovanii
v polevom podhode budut dany v sleduyushei lekcii 5.
4.2.2 Principy postroeniya oboshennoi polevoi formulirovki OTO
Razvivaya polevuyu formulirovku OTO (sm. uravneniya (4.8) - (4.18)), dlya postroeniya my [13] ispol'zovali princip predlozhennyi Dezerom:
- I.Istochnikom lineinogo bezmassovogo polya spina 2 v gravitacionnyh uravneniyah dolzhen byt' simmetrichnyi tenzor energii-impul'sa vseh dinamicheskih polei, vklyuchaya gravitacionnoe pole.
Drugoi princip, ispol'zuetsya v rabote Grishuka [17] i mozhet byt' sformulirovan kak
- II.Ot gravistatiki (ot zakona N'yutona) k gravidinamike (k uravneiyam Einshteina).
Sposob postroeniya po etomu principu zaklyuchaetsya v
obobshenii zakona Nyutona
 na sluchai special'noi teorii otnositel'nosti:
 na sluchai special'noi teorii otnositel'nosti:
(i)
Snachala odna komponenta plotnosti  zamenyaetsya
na 10 komponent material'nogo tenzora energii-impul'sa
 zamenyaetsya
na 10 komponent material'nogo tenzora energii-impul'sa
 .
.
(ii) Iz etogo sleduet, chto odnu komponentu
gravitacionnogo potenciala  nuzhno zamenit' 10-yu
gravitacionnymi potencialami
 nuzhno zamenit' 10-yu
gravitacionnymi potencialami  .
.
(iii) Dalee neobhodimo laplasian  zamenit' na
dalambertian, kak eto dolzhno byt' v special'noi teorii otnositel'nosti:
 zamenit' na
dalambertian, kak eto dolzhno byt' v special'noi teorii otnositel'nosti:
 
 .
.
(iv) Sleduyushii shag -- eto vklyuchenie samodeistviya:
 .
.
(v) I, nakonec, dobavlenie k levoi chasti chlenov
 vostanavlivaet kalibrovochnuyu
invariantnost' teorii.
 vostanavlivaet kalibrovochnuyu
invariantnost' teorii.
V rezul'tate poluchayutsya uravneniya
 , kotorye est'  uravneniya (4.12)
i est' tochno uravneniya Einshteina.
, kotorye est'  uravneniya (4.12)
i est' tochno uravneniya Einshteina.
Tretii princip osnovyvaetsya na kalibrovochno invariantnyh svoistvah polevoi formulirovki [16] i blizok k tomu kak mogut byt' postroeny mnogie iz kalibrovochnyh teorii. Etot princip postroeniya zaklyuchaetsya v lokalizacii parametrov nekotoroi gruppy preobrazovanii, otnositel'no kotoroi ishodnaya teoriya invariantna. Lokalizaciya zaklyuchaetsya v tom, chto postoyannye parametry stanovyatsya zavisimymi, skazhem, ot koordinat. Voznikshaya neinvariantnost' kompensiruetsya kak raz vnov' vvedennymi kallibrovochnymi (kompensiruyushimi) polyami. Nash princip zvuchit kak
- III. ,,Lokalizaciya'' fonovyh vektorov
Killinga 
 , ,
i svoditsya k sleduyushemu:
(i) Rassmotrim sistemu dinamicheskih polei  na zadannom fone (s
metrikoi
 na zadannom fone (s
metrikoi 
 i obladayushim vektorami Killinga
 i obladayushim vektorami Killinga  
 )
 s lagranzhianom
)
 s lagranzhianom  
 .
.
(ii) Otnositel'no ,,kalibrovochnyh'' preobrazovanii
 , v lineinom priblizhenii po
, v lineinom priblizhenii po 
 ,
 uravneniya sistemy invariantny na samih sebe,
a lagranzhian invarianten s tochnost'yu do divergencii.
,
 uravneniya sistemy invariantny na samih sebe,
a lagranzhian invarianten s tochnost'yu do divergencii.
(iii) Teper' ,,lokalizuem'' kakoi libo iz vektorov
 , zdes' pod lokalizaciei my ponimaem zamenu vektora
Killinga na proizvol'nyi vektor
, zdes' pod lokalizaciei my ponimaem zamenu vektora
Killinga na proizvol'nyi vektor
 .
.
(iv) Posle etogo trebuem sohraneniya prezhnei invariantnosti.
Chtoby udovletvorit' etomu trebovaniyu neobhodimo vvesti
kompensiruyushee (gravitacionnoe) pole  takim obrazom, chto
 takim obrazom, chto
 .
Posledovatel'noe postroenie teorii polei
.
Posledovatel'noe postroenie teorii polei  privodit k obobshennoi polevoi formulirovke OTO.
privodit k obobshennoi polevoi formulirovke OTO.
4.2.3 Postroenie oboshennoi polevoi formulirovki OTO s pomosh'yu razdeleniya na fon i dinamicheskie polya
Chetvertyi princip postroeniya oboshennoi polevoi formulirovki
my vydelyaem v otdel'nyi podpunkt, poskol'ku udelim emu bol'she vnimaniya.
Imenno takoe postroenie daet bolee naglyadnuyu svyaz' mezhdu polevoi
formulirovkoi i obychnoi geometricheskoi formulirovkoi OTO. Deistvitel'no,
esli eto est' vsego lish' razlichnye predstavleniya odnoi i toi zhe teorii
i perehod ot polei formulirovki k geometricheskoi dostigaetsya s pomosh'yu
otozhdestvlenii (4.16), to veroyatno, chto perehod ot geometricheskoi
formulirovki k polevoi
mog by osushestvlyat'sya s pomosh'yu razbieniya tipa (4.16).
Deistvitel'no, chasto  po tem ili inym prichinam v OTO
delayut razbienie einshteinovskoi metriki na fonovuyu i dinamicheskuyu
chasti:
V takom podhode net nichego protivorechivogo. Odnako samo postroenie yavlyaetsya evristicheskim i mnogie ego svoistva ne tak uzh prosto vyyasnit'. My [15] razvili podhod (4.19) - (4.20) kak polevuyu teoriyu so vsemi ee atributami. To est' predstavlen lagranzhian, iz kotorogo sleduyut uravneniya i tenzor energii-impul'sa, sleduyut kalibrovochnye svoistva. Zdes' my predstavlyaem osnovnye elementy etogo podhoda. Snachala sformuliruem sam princip postroeniya:
- IV. Polevaya formulirovka OTO stroitsya s pomosh'yu razbienii peremennyh obychnoi geometricheskoi formulirovki OTO na fonovye i dinamicheskie chasti.
Rassmotrim obychnoe destvie OTO:
gde fonovye peremennye yavlyayutsya resheniyami fonovyh uravnenii Einshteina:
Razbieniya (4.22) tochno obratny otozhdestvleniyam (4.16) i obobshayut (4.19), a uravneniya (4.23) -- eto uravneniya (4.8). Postroenie dinamicheskogo lagranzhiana [15]:
-- eto est' oboshenie konstrukcii Dezera [11]. Lagranzhian (4.25) -- eto lagranzhian v deistvii (4.9):
|  | 
gde
 ,
,
 proporcionalen uravneniyam (4.23) i
(4.24), a
 proporcionalen uravneniyam (4.23) i
(4.24), a 
 c
c 
 i
 i
 , takaya zhe kak v KBL modeli.
Konkretno gravitacionnaya i material'nye chasti  imeyut sleduyushee
yavnoe vyrazhenie:
, takaya zhe kak v KBL modeli.
Konkretno gravitacionnaya i material'nye chasti  imeyut sleduyushee
yavnoe vyrazhenie:
Var'irovanie deistviya (4.9) so znacheniyami lagranzhianov
(4.26) i (4.27)
po gravitacionnym peremennym daet uravnenie (4.10):
|  | 
gde gravitacionnaya lineinaya chast' (4.11) mozhet byt' zapisana kak
a lineinaya material'naya chast' kak
Polnyi tenzor energii-impul'sa sootvetstvuyushii (4.9) i po chastyam predstavlenyi v (4.13) est'
V sleduyushei lekcii 5, ispol'zuya obshekovariantnye svoistva sistemy (4.21) i razbieniya (4.22), my pokazhem kak poluchit' vse kalibrovochnye svoistva polevoi formulirovki.
<< 4.1 Fiksirovannye fony v OTO | Oglavlenie | 4.3 Problemy polevoi formulirovki OTO >>
| Publikacii s klyuchevymi slovami:
zakony sohraneniya - Obshaya teoriya otnositel'nosti - gravitaciya Publikacii so slovami: zakony sohraneniya - Obshaya teoriya otnositel'nosti - gravitaciya | |
| Sm. takzhe: Vse publikacii na tu zhe temu >> | |


























 
 
