کاربرد روش توزیع برای مطالعه لایه های نور گونه در نسبیت عام

Authors

صمد خاکشورنیا

samad khakshournia nuclear research center, atomic energy organization of iran, tehran, iranمرکز تحقیقات هسته ای، سازمان انرژی اتمی، تهران- ایران رضا منصوری

reza mansouri department of physics, sharif university of technology, tehran, iranدانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران- ایران

abstract

اتصال دو متریک فضا - زمان مختلف از طریق یک مرز مشترک یا ابر سطح, کاربردهای فراوانی در نسبیت عام و کیهانشناسی دارد. به طور نمونه می توان از مطالعه روی ساختار داخلی سیاهچاله ها, دینامیک حبابها و دیواره های حوزه که دو فاز همزیست مختلف را در مدلهای تورمی کیهانشناسی از یکدیگر جدا می سازند, کرم چاله ها و تغییر نشانگان در نسبیت عام, دینامیک نواحی فروچگال و فراچگال در ساختار بزرگ مقیاس عالم, و بالاخره نظریه اخیر که عالم ما یک شامه (3+1) بعدی واقع در یک فضا - زمان با ابعاد بالاتر است, نام برد. اتصال دو متریک در این نوع مسایل اغلب با ناپیوستگی مشتقات متریک در دو طرف مرز یا ابر سطح جداکننده همراه است. این ناپیوستگی به نوبه خود منجر به تکینگی از نوع تابع دلتا در تانسور انحنای ریمانی بر روی مرز می شود. اگر مرز جداکننده دو متریک یک ابر سطح زمان گونه (یا فضا گونه) باشد, تنها بخش ریچی از تانسور انحنای ریمانی تکین است و این تکینگی به تانسور انرژی - تکانه ماده روی ابرسطح ارتباط داده می شود. در این صورت مرز جداکننده دو متریک لایه نازک نامیده می شود. اما اگر ابرسطح جداکننده نورگونه باشد, هر دو بخش ریچی و وایل تانسور انحنای ریمان روی مرز تکین هستند. در حالی که تکینگی در تانسور ریچی همچنان با تانسور انرژی - تکانه ماده روی ابرسطح نورگونه مرتبط است, تکینگی در تانسور وایل به وجود امواج گرانشی ضربه ای تعبیر می شود. روش استاندارد برای شرح لایه های زمان گونه (یا فضا گونه) استفاده از تقریب لایه نازک ایسراییل است که در آن پرش در تانسور انحنای عرضی از میان لایه با محتویات انرژی - تکانه روی لایه متناسب است. در این روش معادله اتصال دو متریک از طریق لایه, برحسب مختصات ذاتی روی لایه داده می شود و لذا می توان مختصات در فضا - زمان دو طرف لایه را به دلخواه مستقل از یکدیگر, و به طور طبیعی منطبق بر تقارنهای خاص هر فضا - زمان اختیار نمود. چنین آزادی در انتخاب مختصات دو طرف لایه کاربرد وسیع این روش را که فرمولبندی نهایی آن توسط ایسراییل انجام گردید, سبب شده است. بعدها بارابس و ایسراییل این فرمولبندی را برای لایه های نورگونه توسعه دادند. رهیافت معادل دیگری موسوم به روش توزیع برای مطالعه لایه های نازک وجود دارد که به خصوص برای هندسه های پیچیده توصیه شده است. اما این روش مستلزم پیش ساخت مختصات سراسری فضا - زمان به طور پیوسته روی لایه است, آن چنان که در آن چهار - متریک فضا - زمان روی لایه پیوسته شود. تاکنون از این روش برای بررسی دینامیک لایه های زمان گونه (یا فضا گونه) با تقارنهای کروی و استوانه ای استفاده شده است. در این مقاله در چارچوب روش توزیع برای یک لایه نور گونه غوطه ور در فضا - زمان با تقارن کروی یک تبدیل مختصات که در آن چهار متریک فضا - زمان پیوسته شود, جستجو شده و نشان داده می شود که معادلات اتصال حاصله با نتایج حاصل از روش بارابس-ایسرائیل همانند هستند.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

کاربرد روش توزیع برای مطالعه لایه‌های نور گونه در نسبیت عام

  A null thin shell immersed in a generic spherically symmetric space-time is studied within the distributional formalism. It has been shown that the distributional formalism leads to the same result as the conventional Barrabes-Israel formalism.

full text

انقباض گرانشی یک لایه نور گونه با تقارن کروی در نسبیت عام

In this work, the gravitational collapse of a spherically symmetric null shell with the flat interior and a charged Vaidya exterior spacetimes is studied. There is no gravitational impulsive wave present on the null hypersurface which is shear-free and contracting. It follows that there is a critical radius at which the shell bounces and starts expanding.

full text

انقباض گرانشی یک لایه نور گونه با تقارن کروی در نسبیت عام

اتصال دو متریک به یکدیگردر نسبیت عام، اغلب با ناپیوستگی مشتقات متریک در دو طرف مرز یا ابر سطح جداکننده، همراه است. این ناپیوستگی به نوبه خود منجر به تکینگی از نوع تابع دلتا در تانسور انحنای ریمانی بر روی مرز می شود. اگر مرز جداکننده دو متریک یک ابر سطح زمان گونه (یا فضا گونه) باشد، تنها بخش ریچی از تانسور انحنای ریمانی تکین است و این تکینگی به تانسور انرژی- تکانه ماده روی ابرسطح ارتباط داده می ...

full text

منحنی های زمان گونه ی بسته در نسبیت عام

نظریه ی نسبیت عام انیشتین ، نظریه ی موفقی بوده و حداقل برای میدانهای گرانشی ضعیف دارای تأیید های تجربی فراوانی می باشد. پیش بینی های این نظریه از امکان وجود سیاه چاله ها و امواج گرانشی گرفته تا مدل های کیهانشناختی که شروعی نخستین به نام انفجار بزرگ را برای جهان پیش بینی می کنند، گسترده می باشد. از طرفی دیگر، مشاهده می شود که می توان به سهولت جواب هایی از معادلات میدان انیشتین را پیدا کرد که شام...

15 صفحه اول

مطالعه فرمول بندی متریک-آفین نسبیت عام

نظریه ی نسبیت عام آینشتاین گرانش نیوتونی را با چالش های جدی روبرو نمود. این نظریه به عنوان یکی از موفق ترین و قدرتمند-ترین نظریه های عصر حاضر است که موفقیت چشم گیری در توضیح مشاهدات داشته است. این نظریه فرض می کند فضا زمان کاملا توسط متریک به تنهایی توصیف می شود. محدویت های ذاتی منجر به ناکارآمدی این نظریه در توجیه برخی مشاهدات کیهان شناسی از جمله انبساط شتا ب دار عالم، انگیزه ی برخی مطالعات شد...

15 صفحه اول

My Resources

Save resource for easier access later


Journal title:
پژوهش فیزیک ایران

جلد ۵، شماره ۳، صفحات ۱۵۸-۱۵۸

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023