Linealización de la acción de Einstein-Hilbert; atajos?

Me interesa linealizar acciones que se construyen a partir de objetos geométricos. Con esto me refiero a perturbar la métrica (o vielbein) y mantener los términos de acción que son cuadráticos en la perturbación.

Para el propósito de esta pregunta, consideremos la bien conocida acción de Einstein-Hilbert,

S eh = k d 4 X gramo R   .
y perturbar la métrica en torno a un fondo arbitrario,
gramo ~ metro norte = gramo metro norte + h metro norte   ,
dónde gramo metro norte es la métrica de fondo y h metro norte es la perturbación, | h metro norte | 1 .

Como dije, necesitamos mantener los términos cuadráticos en la perturbación. Me parece que esto requeriría que expandiéramos la curvatura escalar R , y por lo tanto el tensor de Riemann R k pag metro norte al orden cuadrático. Expandirse a un orden lineal no es tan malo, pero expandirse a un orden cuadrático (particularmente alrededor de un fondo arbitrario y no plano) es una tarea bastante ardua. Así que me gustaría saber si hay una manera más fácil.

Sabemos que la ecuación de movimiento que debería resultar de la acción linealizada es

R a b Lin. = 0   .
Entonces, al expandir R a b a orden lineal (mucho más fácil que expandir a segundo orden), podemos deducir que la variación de la acción (con respecto a la perturbación) es de la forma
d S eh Lin. = k d 4 X gramo d h a b R a b Lin.   .
Esto ya nos da cierta información sobre cómo debería verse la acción cuando se expande a segundo orden. Pero no estoy seguro de adónde tomarlo desde aquí, o si hay una manera aún más fácil de proceder.

¿Conoces algún atajo para obtener la expansión cuadrática de la acción? ¿Su método es aplicable a una gama más amplia de funcionales de acción (no solo EH)? Para fines ilustrativos, estaría bien si una respuesta se expandiera alrededor de un fondo plano.

Editar: vea los comentarios para obtener un poco más de detalles sobre lo que estoy buscando.

¿Está buscando encontrar el término proporcional a (del h) ^ 2, o variaciones de orden superior en R? Creo que te refieres a lo primero, pero solo quiero estar seguro. ¿Qué espera obtener de la segunda variación? ¿Una medida de la estabilidad del sistema?
Lo siento, intentaré ser más preciso. Si la acción EH para la métrica gramo ~ metro norte es
S ~ eh = k d 4 X gramo ~ R ~   ,
entonces me gustaría expresar esta acción en términos de la métrica de fondo gramo metro norte más términos hasta el orden cuadrático en la perturbación h metro norte . Tales términos vendrían de la expansión R ~ en orden cuadrático en h metro norte , que se verá algo como R ~ = R + O ( h 2 ) .
En cuanto a mi motivación, estoy interesado en aplicar esto a las teorías de espín superior en 3D.
Veo. Entonces, parece una onda gravitatoria de orden superior.
Todavía estoy considerando las ondas gravitacionales; las ecuaciones de movimiento que resultarán son sólo lineales en la perturbación (es decir, es la misma ecuación que describe las ondas gravitatorias). El problema es que si desea derivarlos de un principio de acción (y no solo linealizar la EoM no lineal), entonces su acción debe ser cuadrática en la perturbación.

Respuestas (1)

No estoy al tanto de los atajos, pero las ecuaciones 2.15-2.18 de este documento

https://arxiv.org/abs/hep-th/9411092v1

dé la expansión de la acción de Einstein-Hilbert alrededor de una métrica plana en calibre de Dondeder. A través del orden cuártico, ¡porque quieren calcular la dispersión gravitón-gravitón! En orden cuadrático solo hay dos términos:

1 4 m h m h + 1 2 m h σ v m h σ v

Supongo que los programas de álgebra computacional son imprescindibles para los términos cúbicos y cuárticos, pero parece que los términos cuadráticos se pueden hacer a mano.