Interpretar una solución de las ecuaciones de Einstein para un contenido de materia dado

Siempre me ha confundido la forma en que la gente interpreta las soluciones de las ecuaciones de Einstein para una determinada fuente. He aquí un ejemplo: Dada una solución particular ( gramo , F ) de las ecuaciones de Einstein-Maxwell, vi a personas decir cosas como "esta solución describe la propagación de ondas electromagnéticas en el fondo de AdS". Pero, ¿es realmente posible determinar cuál es exactamente la métrica de fondo, en la que se propaga la onda elmag?

También cabe preguntarse con qué precisión se define la noción de "métrica de fondo" en tales casos: se define simplemente poniendo F = 0 ? Esto no parece correcto, ya que gramo podría ser entonces cualquier espacio-tiempo vacío.

EDITAR: Parece que tales interpretaciones siempre están vinculadas a una forma de coordenadas específica de la solución en cuestión. Por ejemplo, si el elemento de línea de la solución se puede escribir en la forma

{ algún vacío conocido  d s 2 } + { términos adicionales relacionados con la presencia del campo electromagnético } ,
entonces es razonable concluir que tal solución representa una onda electromagnética que se propaga en el espacio-tiempo de fondo conocido con d s 2 . ¿Bien?

¿Vio en una referencia?
Por ejemplo, el segundo párrafo en la página 10 de este documento. Los autores hablan sobre la transformación de Kerr-Schild de cierto espacio-tiempo de Einstein que da como resultado una solución de radiación pura: "La solución resultante describirá un campo en forma de p VSI similar a una onda que se propaga en el espacio-tiempo de Kundt Einstein elegido".

Respuestas (1)

En general, es difícil separar sin ambigüedades el espacio-tiempo de fondo de la solución completa. Sin embargo, cuando las personas usan frases como "la solución describirá un campo <...> que se propaga en <...> espacio-tiempo", de lo que realmente están hablando es de una familia de soluciones. ( gramo α , F α ) parametrizado por un conjunto de variables. Este α podría ser un conjunto finito de valores reales o podría contener funciones arbitrarias de varios argumentos (como en la solución de ondas pp, por ejemplo).

El espacio-tiempo de fondo sería una solución correspondiente a α que luego poseería algunas propiedades especiales: simetrías mejoradas, ausencia de singularidades, etc. Para soluciones en las que se propagan ondas EM, el fondo de selección de condiciones podría ser la desaparición del tensor de tensión-energía.

El ejemplo de OP donde la métrica contiene términos separados correspondientes al campo EM es, de hecho, un caso en el que es bastante fácil extraer la métrica de fondo. Sin embargo, dado que EFE no es lineal, generalmente no se puede esperar que la parte de fondo de la métrica esté presente como un término separado. Además, en algunos casos este fondo sería una especie de límite singular de una solución genérica.