Relativitätstheorie - Fakultät für Physik und Astronomie - Universität ...

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190 Hamiltonsche Formulierung Krümmung Die Krümmung ist eine Lorentz-Algebra-wertige 2-Form definiert durch R a b = Ra bµν dxµ ∧ dx ν (9.25) R a b = dωab + ωac ∧ ω c b . (9.26) Diese Abbildung bildet zwei Richtungsvektoren (via µ,ν) auf eine 4 × 4-Matrix ab. Diese Matrix beschreibt, mit welcher Rate sich ein Tangentialvektor dargestellt in der Vierbeinbasis ändert, wenn er auf einem geschlossenen Weg aufgespannt durch die beiden Richtungsvektoren transportiert wird. Bemerkung: Als Übung zeige man, dass D 2 u a = R a b ∧ ub ist und dass aus der Torsionsfreiheit R a b ∧ eb = 0 folgt. Wirkung und Feldgleichungen im Vakuum Für verschwindende kosmologische Konstante lautet die Wirkung im Vierbeinformalismus S[e,ω] = 1 � 16πG εabcde a ∧ e b ∧ R cd wobei R implizit vom Spinor-Zusammenhang ω abhängt. Die 4 Feldgleichungen lauten dann (9.27) εabcd e a ∧ R bc = 0 (9.28) Die Feldgleichungen lassen sich in eine traditionellere Form bringen durch Definition des Ricci- Tensors R a µ = R ab µνe ν b (9.29) und des Ricci-Skalars Damit erhält man R = R a µe µ a . (9.30) R a µ − 1 2 Rea µ = 0. (9.31) Haye Hinrichsen — Allgemeine Relativitätstheorie

Anhang: Symbole ◦ Hintereinanderausführung ∼= isomorph zu ιXω Kontraktion von X mit ω in der äußeren Algebra ⊳ Normalteiler von ⊕ direkte Summe ⊗ Tensorprodukt (äußeres Produkt) ⋆ Hodge-Stern-Operator ∗ zum Dualraum gehörig ♭ Isomorphismus V → V ∗ , Index senken ♯ Isomorphismus V ∗ → V , Index heben × kartesisches Produkt ∧ Keilprodukt (antisymmetrisches Tensorprodukt) A Vektorpotential des elektromagnetischen Feldes ART Allgemeine Relativitätstheorie C Kontraktion eines Tensors d Äußere Ableitung einer Differentialform D Kovariante äußere Ableitung einer Differentialform F Feldstärketensor des elektromagnetischen Feldes g metrischer Tensor g∗ metrischer Tensor im Dualraum g Determinante des metrischen Tensors G Newtonsche Gravitationskonstante J Stromdichte des elektromagnetischen Feldes O(n) Orthogonale Gruppe in n Dimensionen Pn Gruppe der Permutationen von n Objekten SO(n) Spezielle orthogonale Gruppe in n Dimensionen SRT Spezielle Relativitätstheorie s Vorzeichen der Determinante des metrischen Tensors ω Volumenform ⋆(1) Z2 Gruppe der Spiegelungen Zyklische Gruppe von n Objekten Zn Haye Hinrichsen — Allgemeine Relativitätstheorie

Anhang: Symbole<br />

◦ Hintereinanderausführung<br />

∼= isomorph zu<br />

ιXω Kontraktion von X mit ω in der äußeren Algebra<br />

⊳ Normalteiler von<br />

⊕ direkte Summe<br />

⊗ Tensorprodukt (äußeres Produkt)<br />

⋆ Hodge-Stern-Operator<br />

∗ zum Dualraum gehörig<br />

♭ Isomorphismus V → V ∗ , Index senken<br />

♯ Isomorphismus V ∗ → V , Index heben<br />

× kartesisches Produkt<br />

∧ Keilprodukt (antisymmetrisches Tensorprodukt)<br />

A Vektorpotential des elektromagnetischen Feldes<br />

ART Allgemeine <strong>Relativitätstheorie</strong><br />

C Kontraktion eines Tensors<br />

d Äußere Ableitung einer Differentialform<br />

D Kovariante äußere Ableitung einer Differentialform<br />

F Feldstärketensor des elektromagnetischen Feldes<br />

g metrischer Tensor<br />

g∗ metrischer Tensor im Dualraum<br />

g Determinante des metrischen Tensors<br />

G Newtonsche Gravitationskonstante<br />

J Stromdichte des elektromagnetischen Feldes<br />

O(n) Orthogonale Gruppe in n Dimensionen<br />

Pn<br />

Gruppe der Permutationen von n Objekten<br />

SO(n) Spezielle orthogonale Gruppe in n Dimensionen<br />

SRT Spezielle <strong>Relativitätstheorie</strong><br />

s Vorzeichen der Determinante des metrischen Tensors<br />

ω Volumenform ⋆(1)<br />

Z2 Gruppe der Spiegelungen<br />

Zyklische Gruppe von n Objekten<br />

Zn<br />

Haye Hinrichsen — Allgemeine <strong>Relativitätstheorie</strong>

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