¿Perturbaciones métricas en relatividad general y modos casi normales?

Estoy familiarizado con las herramientas que aparecen en la teoría de la perturbación (lineal) para la relatividad general, es decir, que uno escribe:

(*) gramo m v = gramo m v ( 0 ) + ϵ gramo m v ( 1 ) + O ( ϵ 2 )

Dónde gramo m v ( 0 ) se asume típicamente, y luego se asume una perturbación de algún tipo y se resuelven algunas ecuaciones. Perturbemos ahora la variedad de espacio-tiempo de fondo, ( METRO , gramo ( 0 ) ) , por un campo escalar (sin masa), tenemos que las ecuaciones de movimiento para el campo escalar Φ vienen dadas por la ecuación de Klein-Gordon:

(**) ( + ξ R ) Φ := ( m m + ξ R ) Φ = 0

Donde la derivada covariante se toma con respecto al tensor métrico de fondo gramo m v ( 0 ) . Supongamos que podemos resolver esto.

¿Cómo se traduce la solución para Φ en términos de los componentes métricos gramo m v ( 1 ) ? En el sentido de que hemos considerado una perturbación física en el espacio-tiempo y ahora el campo del tensor métrico debe modificarse mediante ( ) . ¿Qué pasa si generalizamos un poco y consideramos un giro σ perturbación; electromagnético, Dirac o gravitacional (a través de la ecuación de Teukolsky)? Siguiendo el excelente artículo de revisión de Kokkotas y Schmidt ( http://arxiv.org/abs/gr-qc/9909058 ) dice que (en la página 10): "La variación de las ecuaciones de Einstein:

d GRAMO m v = 4 π d T m v

asumiendo una descomposición en armónicos esféricos tensoriales para cada uno (en mi notación) gramo m v ( 1 ) de la forma x ( t , r , θ , ϕ ) = metro x metro ( r , t ) Y metro ( θ , ϕ ) la perturbación se reduce a una sola ecuación". Creo esto inmediatamente a la luz de la separación de variables y la ecuación ( ) arriba. Pero no describen cómo los componentes métricos en gramo m v ( 1 ) se recuperan. ¿Existe un procedimiento general por el cual puedo igualar un giro? σ solución de perturbación (dado que puedo resolver la EoM para el espín σ campo) con la métrica?

Pregunta: ¿Cómo se empareja Φ en ( ) con gramo m v ( 1 ) ? ¿Cómo funcionan los modos cuasi-normales en términos de ω acoplar explícitamente a la métrica?

Editar: he vuelto a escribir la pregunta ligeramente con la esperanza de que ahora sea más convincente.

¡Gracias!

¿Qué quieres decir con "traducir"? El campo escalar es algo diferente a la métrica, no hay una relación directa entre los dos. En principio, debe resolver las perturbaciones de la métrica y el campo escalar de forma independiente.
El campo escalar que se introduce como perturbación genera tensión-energía para el espacio-tiempo. Las ecuaciones de Einstein perturbadas dicen entonces que la métrica tendrá su comportamiento modificado. Lo que quiero saber es cómo sucede exactamente esto. Claro, el campo escalar se rige por algunas leyes de movimiento (en particular, la ecuación de Klein-Gordon), pero la variedad de espacio-tiempo necesariamente debe modificarse también. De lo contrario, tiene la idea de que la presencia de un campo escalar distinto de cero no perturba las geodésicas asociadas con gramo m v , que es una tontería.
A la luz de sus comentarios, Frederic, ahora he vuelto a escribir la pregunta ligeramente. Gracias por su aporte
¡De nada! Otro comentario: deberías hacer explícito lo que quieres decir con ω . Además, su pregunta parece ser aplicable no solo a los modos cuasinormales, sino también a la gravedad linealizada en general. Si tiene modos cuasinormales o no, depende de la forma precisa del espacio-tiempo y las condiciones de contorno correspondientes que imponga.

Respuestas (1)

Después de buscar un poco, encontré un artículo de Bini et al que explora estas ideas. Se puede encontrar aquí ( http://arxiv.org/abs/gr-qc/0609041 ) en arXiv.

Si bien solo exploran las perturbaciones de espín-1, creo que hay suficiente para continuar.

Para todos aquellos que estén interesados, las ecuaciones principales en Bini et al son eq. (303) y su derivación en la página 34, junto con la ecuación (9) para la motivación y la mecánica del montaje.

¡Cualquier otro comentario sería bienvenido!