¿Por qué la derivada covariante es derivada parcial en SR?

Soy nuevo en estos temas y he estado confundido en algunas relaciones entre el límite de SR para GR.

En coordenadas cartesianas, la base no cambia, por lo que

Γ α β m = 0 ( 1 )
y por lo tanto V α ; β = V α , β .

He visto que las coordenadas polares cambian punto a punto:

| mi θ | 2 = r 2 ( 1.1 ) ,
entonces las coordenadas polares no tienen una base constante y para estas coordenadas, la ecuación (1) no es cierta, ya que al igual que la derivada covariante no es la derivada parcial para ese sistema de coordenadas, es decir
V α ; β V α , β ( 1.2 )

Mi libro Schutz define un marco localmente inercial como un marco en el que todo es localmente como SR, y formalmente mediante un teorema vemos que

Elige cualquier punto PAG de la variedad, se puede encontrar un sistema de coordenadas cuyo origen está en PAG y cuya métrica es la métrica de Minkowski (2)

el tambien dice

En particular, decimos que las derivadas de los vectores base de un sistema de coordenadas localmente inercial son cero en PAG ( 3)

Porque???, el sistema de coordenadas es arbitrario, no puede ser polar o esferico?, entiendo que localmente el marco inercial se comporta como SR pero en SR puedo tener polar, esferico y algun otro sistema de coordenadas que derivadas de base son no es igual a cero.

Esta definición mencionada en (3) lo lleva a concluir que

V α ; β = V α , β  en  PAG  en este marco  ( 4 )

Por qué ?? nuevamente, este marco está en SR, está bien, pero este marco puede asumir muchos sistemas de coordenadas que la derivada de la base no es necesariamente igual a cero, pero si considero este punto PAG como medida instantánea, la derivada de base no constante será cero, pero ¿cómo V α , β existe en medida instantanea??

de lo que sigue con estas conclusiones

gramo α β ; γ = gramo α β , γ = 0  en  PAG ( 5 )
porque la última ecuación es una ecuación tensorial, entonces es válida

gramo α β ; γ = 0 en cualquier base  ( 6 )

esto sera valido en cualquier base en este marco SR ?? en el punto cercano del marco SR PAG , o en todos los marcos ??.

Todas estas dudas me llevan a preguntarme si SR se define solo para coordenadas cartesianas, es decir, cuando hablamos de SR se supone que asume solo coordenadas cartesianas??.

Perdón por la tonelada de preguntas, estoy perdido en estas dudas hace unos días.

Respuestas (1)

Porque???, el sistema de coordenadas es arbitrario, no puede ser polar o esferico?, entiendo que localmente el marco inercial se comporta como SR pero en SR puedo tener polar, esferico y algun otro sistema de coordenadas que derivadas de base son no es igual a cero.

Todas esas afirmaciones de Schultz giran en torno a la idea de un sistema de coordenadas cuyo origen es PAG , y en el que Γ j k i ( PAG ) = 0 ; un gráfico de coordenadas polares (de una variedad suave) ni siquiera puede incluir el origen de coordenadas, por lo que tales sistemas de coordenadas no son adecuados para este tipo de análisis.

Lo admito, Schultz tal vez no sea tan bueno en hacer esta distinción. Lo que dices es esencialmente cierto: las coordenadas polares son tan buenas como cualquier otra coordenada, con la excepción de que se comportan mal en el origen.

¿Por qué un gráfico de coordenadas polares para una variedad suave no puede incluir un punto arbitrario como origen?, y ¿qué pasa con el punto de base de cambio esférico esférico punto a punto también? ¿Cómo concluye Schultz (4) en un marco SR, sabiendo que SR puede admitir mucho de sistemas de coordenadas que Γ α β m 0 ??
(1) Las coordenadas polares son singulares en el origen (cuando r = 0 , θ no se puede definir de una manera suave). De manera similar, las coordenadas esféricas son singulares a lo largo de todo el eje polar. Ninguno de esos sistemas de coordenadas contiene un punto. ( 0 , 0 , 0 ) , entonces hablando de que tienen algún origen PAG no tiene sentido (2) El punto es que siempre puede elegir un sistema de coordenadas para el cual los símbolos de Christoffel desaparezcan en un punto específico . Puede que no desaparezcan en un vecindario de ese punto, pero eso es irrelevante.