¿Existe un teorema similar al de Birkhoff para campos de gravedad axialmente simétricos?

Como sabemos, para derivar la solución de Schwarzschild en GR queremos determinar las funciones desconocidas a , b (a veces C ) de

( d s ) 2 = a ( r , t ) d t 2 b ( r , t ) d r 2 r 2 d Ω 2
o
( d s ) 2 = a ( r , t ) d t 2 + 2 b ( r , t ) d r d t C ( r , t ) d r 2 r 2 d Ω 2
dónde d Ω 2 = d θ 2 + pecado 2 θ d ϕ 2 es el elemento de línea habitual de la 2-esfera. Cuando se aplica a las ecuaciones de campo de espacio vacío donde GRAMO a b 0 , el teorema de Birkhoff dice que cualquier solución estática y esféricamente simétrica de las ecuaciones del vacío de la relatividad general es necesariamente la solución de Schwarzschild hasta una transformación de coordenadas. Eso básicamente concluye buscando soluciones exteriores esféricamente simétricas en GR. El siguiente paso lógico es buscar soluciones interiores, que es un juego de pelota completamente diferente.

Estoy interesado en considerar espaciotiempos axialmente simétricos en GR. El enfoque habitual es mirar las métricas de Weyl (como se menciona en los comentarios a continuación) e ir a por todas.

Lo que me confunde es tratar de considerar uno de los siguientes elementos de línea

( d s ) 2 = a ( r , θ ) d t 2 + 2 b ( r , θ ) d r d t C ( r , θ ) d r 2 r 2 d Ω 2 .

¿El elemento de línea anterior es axialmente simétrico también es correcto? En términos de coordenadas esféricas polares, es simétrica con respecto a la coordenada del ángulo polar.

En términos de un espacio-tiempo que modela un cuerpo simétrico no esférico para, por ejemplo, un planeta, habría pensado que este elemento de línea es más adecuado que la métrica general de Weyl. Sin embargo, nunca he visto un método que comience con el elemento de línea anterior.

Pregunta ¿Es la solución de Weyl para campos gravitatorios axialmente simétricos como las soluciones de Schwarzschild para campos gravitatorios esféricamente simétricos? En otras palabras, ¿existe un teorema tipo Birkhoff para soluciones axialmente simétricas de las ecuaciones de campo de GR?

Consulte las métricas de Weyl: en.wikipedia.org/wiki/Weyl_metrics
@Void: ¿las métricas de Weyl no son asimétricas?
@KyleKanos Sí, es cierto que las métricas de Weyl se refieren solo a la "dependencia angular" (en θ ) pero no específicamente el ϕ -dependencia como se propone aquí.
Eso fue solo un ejemplo, la dependencia no está escrita en piedra, por ejemplo, podría ser ( r , θ ) , ( r , ϕ ) o cualquier variación de las coordenadas. ¡Lo que me interesa es alejarme de la solución estándar de Schwarzschild y la solución RN y ese molesto teorema de Birkhoff!

Respuestas (1)

Se han encontrado muchas soluciones exactas a EFE (ecuaciones de campo de Einstein) con diversos grados de simetría.

Este artículo de Wikipedia y las referencias que contiene son una excelente introducción a este campo.

Como referencia de libro, el estándar es: H. Stephani, D. Kramer, M. MacCallum, C. Hoenselaers, E. Herlt, “Exact Solutions of Einstein's Field Equations: 2nd Edition”, (2003), Cambridge University Press.

Vale, me aseguraré de echarles un vistazo pero más concretamente a lo que preguntaba ¿tenéis alguna experiencia con soluciones a los EFE de este tipo?