mir.pe (일반/밝은 화면)
최근 수정 시각 : 2024-07-22 00:21:45

스칼라 곡률

리치 스칼라 곡률에서 넘어옴

<rowcolor=#fff> ' 기하학· 위상수학
'
{{{#!wiki style="margin: 0 -10px -5px; min-height: calc(1.5em + 5px)"
{{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ]
{{{#!wiki style="margin: -5px -1px -11px"
평면기하학에 대한 내용은 틀:평면기하학 참고.
기본 대상
공리 유클리드 기하학 · 비유클리드 기하학
도형 기본 도형 평면 · 부피 · 꼬인 위치 · 각기둥 · 각뿔 · 원기둥 · 원뿔 · ( 공 모양) · 전개도 · 겨냥도 · 다면체 ( 정다면체) · 정사영 · 대칭( 선대칭 · 점대칭)
곡면 타원면 · 타원포물면 · 쌍곡포물면 · 원환면
프랙털 도형 시에르핀스키 삼각형 · 시에르핀스키 사각형( 멩거 스펀지) · 망델브로 집합 · 코흐 곡선 · 드래곤 커브
기타 다포체 · 초구 · 준구 · 일각형 · 이각형
다루는 대상과 주요 토픽
대수기하학 대수다양체 · · 스킴 · 에탈 코호몰로지 · 모티브 · 타원곡선
미분기하학 미분다양체 · 측지선 · 곡률( 스칼라 곡률 · 리만-크리스토펠 곡률 텐서 · 리치 텐서) · 열률 · 텐서 · 쌍곡 공간( 쌍곡삼각형 · 푸앵카레 원반) · 타원 공간( 구면삼각형) · 아핀접속
위상수학 위상 공간 유계 · 옹골 집합 · 다양체 · 택시 거리 공간 · 연결 공간 · 위상수학자의 사인곡선
위상도형 사영평면 · 뫼비우스의 띠 · 클라인의 병 · 매듭( /목록)
주요 성질·정리 분리공리 · 우리손 거리화정리( 우리손 보조정리) · 베르 범주 정리
대수적 위상수학 호모토피 · 사슬 복합체 · 호몰로지 이론( 호몰로지 · 코호몰로지) · 사상류 군 · 닐센-서스턴 분류
기타 차원 · 좌표계 · 거리함수 · 그물 · 쾨니히스베르크 다리 건너기 문제 · 사이클로이드
정리·추측
실베스터-갈라이 정리 · 해안선 역설 · 바나흐-타르스키 역설 · 라이데마이스터 변환 · 오일러 지표 · 푸앵카레 정리 · 페르마의 마지막 정리 · 호지 추측미해결 · 버츠와 스위너톤-다이어 추측미해결
분야
논증기하학 · 대수기하학 · 미분기하학 · 해석 기하학 · 매듭이론 · 프랙털 이론 · 정보기하학 · 위상 데이터분석 }}}}}}}}}

1. 개요
1.1. 예시
2. 총스칼라곡률3. 리만 다양체의 곡률4. 에너지-모멘텀 텐서5. 아인슈타인 텐서 행렬
5.1. 리치 텐서 행렬
5.1.1. 리치-쿠르바스트로 텐서
5.2. 계량텐서행렬5.3. 리치 스칼라 곡률
6. 아인슈타인 텐서 계산7. TOV 방정식8. 관련 문서

1. 개요

리치 스칼라 곡률(Ricci scalar curvature), 간단히 스칼라 곡률은 리만 곡률 텐서 주대각합(trace)으로 표현되는 리치 곡률 텐서의 대각합으로 표현될 수 있다. 이로써 스칼라 곡률은 리만 다양체 곡률(curvature)을 표현할 수 있고 따라서 리만다양체의 곡률이 조사될 수 있다.

1.1. 예시

[math( R = R^{\mu}_{\mu} = g^{\mu\nu} R_{\mu\nu} = g^{11}R_{11} +g^{22}R_{22}+g^{33}R_{33} + g^{44}R_{44} )]

2. 총스칼라곡률

스칼라 곡률은 리만 다양체의 한 점에서의 모든 단면 곡률들의 평균값을 나타냄으로써 스칼라 곡률 함수를 주어진 공간에서 적분한 총스칼라곡률(total scalar curvature)을 얻을 수 있다.[1]

3. 리만 다양체의 곡률

리만-크리스토펠 곡률 텐서 [math(R_{321}^{4} = \Gamma^{4}_{32,1} - \Gamma^{4}_{31,2} + \Gamma^{0}_{32} \Gamma^{4}_{01} - \Gamma^{0}_{31} \Gamma^{4}_{02} )]일 때 이것으로부터 4 대신 2를 대입하면

[math(R_{321}^{4} = R_{321}^{2} = \Gamma^{2}_{32,1 } - \Gamma^{2}_{31, 2} +\Gamma^{0}_{32} \Gamma^{2}_{01} - \Gamma^{0}_{31} \Gamma^{2}_{02} = R_{31} =R_{13} )]을 조사할 수 있다.

이것은 대각합(trace)의 텐서축약(tensor contraction)을 보여준다.

리치 텐서[math( R_{13} = \Gamma^{2}_{32,1 } - \Gamma^{2}_{31, 2} +\Gamma^{0}_{32} \Gamma^{2}_{01} - \Gamma^{0}_{31} \Gamma^{2}_{02} =S )]일 때 이것으로부터 거리(계량)함수의 메트릭텐서(metric tensor)가 주어지면

[math( g^{13} R_{13} = R_{1}^{1} = R )]

이 R은 대각합(trace)의 텐서축약(tensor contraction)에서 곡률을 보여준다.

[math( g^{13} R_{13} = R_{1}^{1} = R )]

이 R을 크리스토펠 기호로 표현하면

[math( R = g^{13} R_{13} = g^{13} \left( \Gamma^{2}_{32,1 } - \Gamma^{2}_{31, 2} +\Gamma^{0}_{32} \Gamma^{2}_{01} - \Gamma^{0}_{31} \Gamma^{2}_{02} \right) )]

4. 에너지-모멘텀 텐서

스칼라 곡률(R)은 아인슈타인 장 방정식(Einstein field equations)에서 시공간(spacetime)함수를 담당하는 아인슈타인 텐서에서 뿐만아니라 중력장(gravitational force field)을 담당하는 스트레스-에너지 텐서(stress–energy tensor)또는 에너지-모멘텀 텐서(energy-momentum tensor) [math( kT_{\mu\nu} )]에서 이들을 연결해주는 주요한 성분(component)이다. [2]

5. 아인슈타인 텐서 행렬

슈바르츠실트(Schwarzschild)가 1916년에 발표한 편미분으로 표현되는 아인슈타인 텐서 크리스토펠 기호 대칭행렬 [3][가]

[math( \Gamma _{11}^{1}=-{\dfrac {1}{2}}{\dfrac {1}{f_{1}}}{\dfrac {\partial f_{1}}{\partial x_{1}}},\quad \Gamma _{22}^{1}=+{\dfrac {1}{2}}{\dfrac {1}{f_{1}}}{\dfrac {\partial f_{2}}{\partial x_{1}}}{\dfrac {1}{1-x_{2}^{2}}}, \Gamma _{33}^{1}=+{\dfrac {1}{2}}{\dfrac {1}{f_{1}}}{\dfrac {\partial f_{2}}{\partial x_{1}}}\left(1-x_{2}^{2}\right),\quad \Gamma _{44}^{1}=-{\dfrac {1}{2}}{\dfrac {1}{f_{1}}}{\dfrac {\partial f_{4}}{\partial x_{1}}},)]

[math( \Gamma _{21}^{2}=-{\dfrac {1}{2}}{\dfrac {1}{f_{2}}}{\dfrac {\partial f_{2}}{\partial x_{1}}},\quad \Gamma _{22}^{2}=-{\dfrac {x_{2}}{1-x_{2}^{2}}},\quad \Gamma _{33}^{2}=-x_{2}\left(1-x_{2}^{2}\right),)]

[math( \Gamma _{31}^{3}=-{\dfrac {1}{2}}{\dfrac {1}{f_{2}}}{\dfrac {\partial f_{2}}{\partial x_{1}}},\quad \Gamma _{32}^{3}=+{\dfrac {x_{2}}{1-x_{2}^{2}}},)]

[math( \Gamma _{41}^{4}=-{\dfrac {1}{2}}{\dfrac {1}{f_{4}}}{\dfrac {\partial f_{4}}{\partial x_{1}}})]

5.1. 리치 텐서 행렬

편미분으로 표현되는 크리스토펠 심볼을 사용한 계량텐서함수에 대한 슈바르츠실트(Schwarzschild)의 아인슈타인 장 방정식 대칭행렬로부터 리치 텐서 행렬을 얻을 수 있다.[가]
[math(\Gamma^{1}_{\mu\nu} = \left( \begin{array}{rrrr} \dfrac{\lambda'}{2\lambda} \;\; && 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \\ 0 \;\; && \dfrac{-r}{\lambda} \;\; && 0 \;\; && 0 \\ 0 \;\; && 0 \;\; && \dfrac{-r }{\lambda}sin^2 \theta \;\; && 0 \\ 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \;\; && \dfrac{-v'}{2\lambda} \end{array} \right) )]
[math( \Gamma^{1}_{11} =\dfrac{\lambda'}{2\lambda} , \Gamma^{1}_{22}= \dfrac{-r}{\lambda}, \Gamma^{1}_{33} = \dfrac{-r }{\lambda}sin^2 \theta , \Gamma^{1}_{44}= \dfrac{-v'}{2\lambda} )]
[math(\Gamma^{2}_{\mu\nu} = \left( \begin{array}{rrrr} 0 \;\; && \dfrac{1}{r} \;\; && 0 \;\; && 0 \\ \dfrac{1}{r} \;\; && 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \\ 0 \;\; && 0 \;\; && -\sin \theta \cos \theta \;\; && 0 \\ 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \end{array} \right) )]
[math( \Gamma^{2}_{12}= \Gamma^{2}_{21}= \dfrac{1}{r} , \Gamma^{2}_{33} = -\sin \theta \cos \theta)]
[math(\Gamma^{3}_{\mu\nu} = \left( \begin{array}{rrrr} 0 \;\; && 0 \;\; && \dfrac{1}{r} \;\; && 0 \\ 0 \;\; && 0 \;\; && \cot \theta \;\; && 0 \\ \dfrac{1}{r} \;\; && \cot \theta \;\; && 0 \;\; && 0 \\ 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \end{array} \right) )]
[math( \Gamma^{3}_{13}=\Gamma^{3}_{31}= \dfrac{1}{r} ,\Gamma^{3}_{23}=\Gamma^{3}_{32}= \dfrac{\cos\theta}{\sin\theta}=\cot\theta )]
[math(\Gamma^{4}_{\mu\nu} = \left( \begin{array}{rrrr} 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \;\; && \dfrac{v'}{2v} \\ 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \\ 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \\ \dfrac{v'}{2v} \;\; && 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \end{array} \right) )]
[math( \Gamma^{4}_{14} = \Gamma^{4}_{41} = \dfrac{v'}{2v} )]

5.1.1. 리치-쿠르바스트로 텐서

리치 텐서(리치-쿠르바스트로 텐서)[math(R_{321}^{4} = R_{321}^{2} = \Gamma^{2}_{31,2 } - \Gamma^{2}_{21, 3} + \Gamma^{2}_{20}\Gamma^{0}_{31} - \Gamma^{2}_{30} \Gamma^{0}_{21} = R_{31} =R_{13} )]

5.2. 계량텐서행렬

[math(ds^2 = g_{11}dr^2 + g_{22}d\theta^2 + g_{33}d\phi^2 + g_{44}dt^2 )][나](38.33)
[math(\displaystyle \begin{aligned} g_{\mu\nu} = \left( \begin{array}{rrrr} -\lambda(r) \;\; && 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \\ 0 \;\; && -r^2 \;\; && 0 \;\; && 0 \\ 0 \;\; && 0 \;\; && -r^2\sin^2 \theta \;\; && 0 \\ 0 \;\; && 0 \;\; && 0 \;\; && v(r) \end{array} \right)
\end{aligned})]

계량텐서(메트릭 텐서,metric tentor)행렬 값

[math(g_{11} = -\lambda(r), g_{22} =-r^2,g_{33} =-r^2 sin^2 \theta,g_{44} = v(r))]

5.3. 리치 스칼라 곡률

[math( R = R^{\mu}_{\mu} = g^{\mu\nu} R_{\mu\nu} = g^{11}R_{11} +g^{22}R_{22}+g^{33}R_{33} + g^{44}R_{44} )]

슈바르츠실트 계량텐서[math(g_{11} = \lambda(r), g_{22} =r^2,g_{33} =r^2 sin^2 \theta,g_{44} = v(r))]로부터 계량텐서(metric tentor)의 역원

[math(g^{11} = -\dfrac{1}{\lambda(r)}, g^{22} =-\dfrac{1}{r^2},g^{33} =-\dfrac{1}{r^2 sin^2 \theta},g^{44} = +\dfrac{1}{v(r)} )]를 얻을 수 있다.

6. 아인슈타인 텐서 계산

옙센 정리로부터 얻을수있는 리치텐서 행렬들은
[math( R_{11} = \dfrac{1}{2} v' -\dfrac{1}{4}\lambda ' v' -\dfrac{1}{4} v'' - \dfrac{\lambda '}{r} )] [나]38.61

[math( R_{22} = e^{-\lambda} \left( 1 + \dfrac{1}{2}r(v' - \lambda') \right) -1 )][나]38.62

[math( R_{33} = sin^{2}\theta e^{-\lambda} \left( 1 + \dfrac{1}{2}r(v' - \lambda') \right) -sin^{2}\theta )][나]38.63

[math( R_{44} = e^{v -\lambda }\left( -\dfrac{1}{2} v' +\dfrac{1}{4}\lambda ' v' +\dfrac{1}{4} v'' - \dfrac{v'}{r} \right) )][나]38.64

정리하면

[math( R_{11} = \dfrac{1}{2} v' -\dfrac{1}{4}\lambda ' v' -\dfrac{1}{4} v'' - \dfrac{\lambda '}{r} )]

[math( \lambda' = \dfrac{\lambda'}{\lambda} ,v' = \dfrac{v'}{v})] 로 놓으면

[math( R_{11} = \dfrac{1}{2} \dfrac{v'}{v} -\dfrac{1}{4}\dfrac{\lambda' v'}{\lambda v} -\dfrac{1}{4} \dfrac{v''}{vv} - \dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda '}{\lambda} )]

계속해서

[math( R_{22} = e^{-\lambda} \left( 1 + \dfrac{1}{2}r(v' - \lambda') \right) -1 )]

[math( \lambda' = \dfrac{\lambda'}{\lambda} ,v' = \dfrac{v'}{v} , e^{-\lambda}=\dfrac{1}{\lambda} ,e^{v-\lambda })] 를 [math(\dfrac{v}{\lambda})] 로 놓으면

[math( R_{22} = \dfrac{1}{\lambda} \left( 1 + \dfrac{1}{2}r \left(\dfrac{v'}{v} - \dfrac{\lambda'}{\lambda} \right) \right) -1 )]

[math( R_{33} = sin^{2}\theta e^{-\lambda} \left( 1 + \dfrac{1}{2}r(v' - \lambda') \right) -sin^{2}\theta )]

[math( R_{33} = sin^{2}\theta R_{22} )]

[math( R_{44} = e^{v -\lambda }\left( -\dfrac{1}{2} v' +\dfrac{1}{4}\lambda ' v' +\dfrac{1}{4} v'' - \dfrac{v'}{r} \right) )]

[math( R_{44} = \dfrac{v}{\lambda } \left( -\dfrac{1}{2} \dfrac{v'}{v} +\dfrac{1}{4}\dfrac{\lambda ' v'}{\lambda v} +\dfrac{1}{4} \dfrac{v''}{vv} - \dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{v} \right) )]

이를 정리해보면

[math( R_{11} = \dfrac{v' }{2v} - \dfrac{v'' }{4v^2} -\dfrac{v'\lambda' }{4v \lambda} - \dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda} )]

[math( R_{22} = \dfrac{v' r}{2v \lambda} + \dfrac{1}{\lambda} -\dfrac{\lambda' r}{2\lambda\lambda} - 1 )]

[math( R_{33} = \left( \dfrac{rv' }{2v \lambda} + \dfrac{1}{\lambda} -\dfrac{r\lambda' }{2\lambda^2} - 1 \right) sin^2\theta = R_{22}\, sin^2\theta )]

[math( R_{44} = -\dfrac{v' }{2\lambda} + \dfrac{v' \lambda' }{4\lambda^2} +\dfrac{v'' }{4v \lambda} - \dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda} )]

따라서 리치 스칼라 곡률 R은

[math(R = R^{\mu}_{\mu} = ga^{\mu\nu} R_{\mu\nu} = g^{11}R_{11} +g^{22}R_{22}+g^{33}R_{33} + g^{44}R_{44} )]

[math( R = -\dfrac{1}{\lambda (r)} R_{11} -\dfrac{1}{r^2}R_{22} -\dfrac{1}{r^2 sin^2 \theta}R_{33} +\dfrac{1}{v(r)}R_{44} )]

우선

[math( -\dfrac{1}{r^2}R_{22} - \dfrac{1}{r^2 sin^2 \theta}R_{33} = -\dfrac{1}{r^2}R_{22} - \dfrac{1}{r^2 sin^2 \theta}R_{22}sin^2 \theta = -\dfrac{1}{r^2 }R_{22} -\dfrac{1}{r^2 }R_{22} = -2\dfrac{1}{r^2 }R_{22} )]

또는

[math( -\dfrac{1}{r^2}R_{22} - \dfrac{1}{r^2 sin^2 \theta}R_{33} = - \dfrac{1}{r^2} \left( \dfrac{rv' }{2v \lambda} + \dfrac{1}{\lambda} -\dfrac{r\lambda' }{2\lambda^2} - 1 \right) - \dfrac{1}{r^2 sin^2 \theta} \left( \left( \dfrac{rv' }{2v \lambda} + \dfrac{1}{\lambda} -\dfrac{r\lambda' }{2\lambda^2} - 1 \right) sin^2\theta \right) )]

[math(= -\dfrac{1}{r^2} \left( \dfrac{rv' }{2v \lambda} + \dfrac{1}{\lambda} -\dfrac{r\lambda' }{2\lambda^2} - 1 \right) - \dfrac{1}{r^2 } \left( \dfrac{rv' }{2v \lambda} + \dfrac{1}{\lambda} -\dfrac{r\lambda' }{2\lambda^2} - 1 \right) )]

[math(= - \dfrac{2}{r^2 } \left( \dfrac{rv' }{2v \lambda} + \dfrac{1}{\lambda} -\dfrac{r\lambda' }{2\lambda^2} - 1 \right) )]

[math(= -\dfrac{2}{r^2 } \dfrac{rv' }{2v \lambda} + \dfrac{2}{r^2 } \dfrac{r\lambda' }{2\lambda^2} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) )]

[math(= -\dfrac{1}{r } \dfrac{v' }{v \lambda} + \dfrac{1}{r } \dfrac{\lambda' }{\lambda^2} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) )]

계속해서

[math( g^{11}R_{11}g^{44}R_{44} = -\dfrac{1}{\lambda} \left( \dfrac{v' }{2v} - \dfrac{v }{4v^2} -\dfrac{v'\lambda' }{4v \lambda} - \dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda} \right) + \dfrac{1}{v} \left(-\dfrac{v' }{2\lambda} + \dfrac{v' \lambda' }{4\lambda^2} +\dfrac{v }{4v \lambda} - \dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda} \right) )]

[math( = - \dfrac{v' }{2v\lambda} + \dfrac{v }{4v^2\lambda} + \dfrac{v'\lambda' }{4v \lambda\lambda} + \dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} -\dfrac{v' }{2\lambda v} + \dfrac{v' \lambda' }{4\lambda^2 v} +\dfrac{v }{4v \lambda v} - \dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} )]

[math( = - \dfrac{v' }{2v\lambda} -\dfrac{v' }{2\lambda v} +\dfrac{v }{4v \lambda v} + \dfrac{v }{4v^2\lambda}+ \dfrac{v' \lambda' }{4\lambda^2 v} +\dfrac{v'\lambda' }{4v \lambda\lambda} + \dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - \dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} )]

[math( = -2\dfrac{v' }{2\lambda v} + 2\dfrac{v' }{4v^2\lambda} +2\dfrac{v'\lambda' }{4v \lambda\lambda} + \dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - \dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} )]

[math( = -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v'' }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + \dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - \dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} )]

정리하면

[math(R = -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v'' }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + \dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - \dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} -\dfrac{1}{r } \dfrac{v' }{v \lambda} + \dfrac{1}{r } \dfrac{\lambda' }{\lambda^2} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) )]

[math(R = -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v'' }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) )]

아인슈타인 장 방정식 [math( G_{\mu\nu} = R_{\mu\nu} - \frac{1}{2}g_{\mu\nu}R )] 으로부터 아인슈타인 텐서를 얻을 수 있다.

[math( G_{11} = R_{11} - \frac{1}{2}g_{11}R )] 아인슈타인 텐서를 얻을 수 있다.

[math( G_{11} = \left(\dfrac{v' }{2v} - \dfrac{v }{4v^2} -\dfrac{v'\lambda' }{4v \lambda} - \dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda} \right) - \dfrac{1}{2}- \lambda \left( -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) \right) )]

[math( G_{11} = \dfrac{2}{\lambda} \left(\dfrac{v' }{2v} - \dfrac{v }{4v^2} -\dfrac{v'\lambda' }{4v \lambda} - \dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda} \right) + \left( -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) \right) )]

[math( G_{11} = \dfrac{2v' }{2v\lambda} - \dfrac{2v }{4v^2\lambda} -\dfrac{2v'\lambda' }{4v \lambda\lambda} - \dfrac{2}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda\lambda} + \left( -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) \right) )]

[math( G_{11} = \dfrac{v' }{v\lambda} - \dfrac{v }{2v^2\lambda} -\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda^2} - \dfrac{2}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} + \left( -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) \right) )]

[math( G_{11} = \dfrac{v' }{v\lambda} - \dfrac{v }{2v^2\lambda} -\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda^2} - \dfrac{2}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) )]

[math( G_{11} = \dfrac{v' }{v\lambda}-\dfrac{v }{\lambda v} - \dfrac{v }{2v^2\lambda}+ \dfrac{v'' }{2v^2\lambda} -\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda^2}+\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} - \dfrac{2}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) )]

[math( G_{11} = - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) )]

계속해서
[math( G_{22})] (생략)
[math( G_{33})] (생략)
[math( G_{44} = R_{44} - \frac{1}{2}g_{44}R )]

[math( G_{44} = \left( -\dfrac{v' }{2\lambda} + \dfrac{v' \lambda' }{4\lambda^2} +\dfrac{v }{4v \lambda} - \dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda} \right) - \dfrac{1}{2} v \left( -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) \right) )]

[math( G_{44} = -\dfrac{2}{v}\left( -\dfrac{v' }{2\lambda} + \dfrac{v' \lambda' }{4\lambda^2} +\dfrac{v }{4v \lambda} - \dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda} \right) +\left( -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) \right) )]

[math( G_{44} = -\dfrac{2}{v}\left( -\dfrac{v' }{2\lambda} + \dfrac{v' \lambda' }{4\lambda^2} +\dfrac{v }{4v \lambda} - \dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda} \right) +\left( -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) \right) )]

[math( G_{44} = +\dfrac{2 v' }{2\lambda v} - \dfrac{2 v' \lambda' }{4\lambda^2 v} -\dfrac{2 v }{4v \lambda v} + \dfrac{2}{rv}\dfrac{v'}{\lambda} +\left( -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) \right) )]

[math( G_{44} = +\dfrac{ v' }{\lambda v} - \dfrac{ v' \lambda' }{2\lambda^2 v} -\dfrac{ v }{2v \lambda v} + \dfrac{2}{rv}\dfrac{v'}{\lambda} +\left( -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) \right) )]

[math( G_{44} = +\dfrac{ v' }{\lambda v} - \dfrac{ v' \lambda' }{2\lambda^2 v} -\dfrac{ v }{2v \lambda v} + \dfrac{2}{rv}\dfrac{v'}{\lambda} -\dfrac{v' }{\lambda v} + \dfrac{v }{2v^2\lambda} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) )]

[math( G_{44} = +\dfrac{ v' }{\lambda v}-\dfrac{v' }{\lambda v} - \dfrac{ v' \lambda' }{2\lambda^2 v} +\dfrac{v'\lambda' }{2v \lambda\lambda} -\dfrac{ v }{2v \lambda v}+ \dfrac{v }{2v^2\lambda} + \dfrac{2}{rv}\dfrac{v'}{\lambda} - 2\dfrac{1}{r}\dfrac{v'}{\lambda v} + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) )]

[math( G_{44} = + 2\dfrac{1}{r}\dfrac{\lambda'}{\lambda^2} + \dfrac{2}{r^2 } \left( 1-\dfrac{1}{\lambda} \right) )]

7. TOV 방정식

[math( G_{11},G_{44} )] 값을 사용해서 TOV 방정식 아인슈타인 장 방정식의 값을 조사할 수 있다.

8. 관련 문서


[1] \[Submitted on 3 Aug 2001 (v1), last revised 12 Mar 2002 (this version, v2)\]Constant Scalar Curvature Metrics on Connected Sums Dominic Joyce doi:10.48550/arXiv.math/0108022 https://arxiv.org/abs/math/0108022 [2] Gravitation, Charles W. Misner , Kip S. Thorne, John Archibald Wheeler (1973)W. H. Freeman http://fma.if.usp.br/~mlima/teaching/PGF5292_2021/Misner_Gravitation.pdf [3] (영역 Lluís Bel) Uber das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einstenschen Theorie ,Karl Schwarzschild # [가] 아인슈타인의 이론에 따른 질량 점의 중력장에 대해서 (Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einsteinschen Theorie) Royal Prussian Academy of Science (Reimer, Berlin 1916, pp. 189-196) 저자: 카를 슈바르츠실트(Karl Schwarzschild) # [가] [나] THE MATHEMATICAL THEORY OF RELATIVITY BY A. S. EDDINGTON, M.A., M.Sc., F.R.S. ,PLUMIAN PROFESSOR OF ASTRONOMY AND EXPERIMENTAL PHILOSOPHY IN THE UNIVERSITY OF CAMBRIDGE 1923 # [나] [나] [나] [나]