Tomo un espacio-tiempo de la forma , con algunos genéricos no compactos -espacio-tiempo dimensional y un -esfera dimensional, por lo que su métrica tiene la siguiente forma:
Dónde depende solo de coordenadas, es decir no depende de las coordenadas de la esfera. La acción de Einstein-Hilbert en dimensiones es:
Con la curvatura escalar de la métrico, y la constante cosmológica. Quiero ahora reducir la acción en la esfera. . Entiendo como hacer los primeros pasos, es decir escribir, integrar sobre las coordenadas de la esfera separando , y también simplificar el determinante a , de modo que obtengo:
Pero no veo cómo simplificar esto más. En particular, creo que debería haber una forma inteligente de reducir a más algunos términos proporcionales a y , pero no veo cómo hacerlo correctamente, y sin rehacer desde cero todos los cálculos para los símbolos de Christoffel, el tensor de Riemann, el tensor de Ricci y la curvatura escalar.
¿Puede alguien por favor ayudarme? He encontrado algunas derivaciones para la reducción unidimensional en un círculo, pero generalmente se hace en algún campo escalar. para mostrar que surge una enorme torre de estados, y no sobre la acción de Einstein-Hilbert en sí misma, y no he encontrado casi nada para el caso de la esfera.
EDITAR: Después de investigar un poco más, encontré un documento más detallado y me di cuenta de leer la sección sobre la reducción dimensional del lagrangiano de supergravedad de D=7 a D=11 (alrededor de la página 59 del artículo) que la gente siempre estaba haciendo la reducción KK para ansatz muy generales de métricas, con términos fuera de la diagonal que dan lugar a los potenciales de calibre en dimensiones más bajas. Pero en mi caso, realmente tengo una métrica de bloque diagonal que debería dar solo algo de dilatación. en dimensiones, con las que me relaciono a través de . Es por eso que decidí tratar de hacer los cálculos de la manera difícil, es decir, calculando explícitamente los símbolos de Christoffel, el tensor de Riemann y los componentes del tensor de Ricci para obtener explícitamente el dependencia, y luego contrajo todo. La acción que obtengo en este caso es entonces:
Dónde desde depende solo de las coordenadas de .
La acción está en el marco de la cuerda, así que para volver al Einstein Fram habitual, hago un cambio de escala de Weyl
Para finalmente obtener:
Donde denoto por un vector contravariante con un índice elevado con la métrica reescalada . Eso parece ser exactamente lo que estábamos buscando, ya que obtenemos un término cinético para con y un potencial exponencial :
No estoy 100% seguro de que esos sean realmente los coeficientes correctos, y supongo que puede haber algunas sutilezas con el término cinético para obtener la normalización canónica. ¿Alguien ya ha hecho este cálculo, o tal vez ahora que el problema se identifica más claramente, alguien ha visto algún artículo donde se hizo este cálculo para verificar? De lo contrario, supongo que en su mayoría obtuve mi respuesta.
Esta es una pregunta muy interesante, y aunque su respuesta es mayormente correcta, hay algunos errores además de una simplificación conceptual que falta. Recogeré de Eqn . Empezamos con la acción para el producto espacio-tiempo donde la norma -la esfera es deformada por una función suave que depende sólo de los no compactos direcciones. La acción en este caso es
donde aún no he integrado la dependencia angular.
Podemos descomponer la curvatura escalar como debido al hecho de que la métrica es diagonal de bloque. Para responder a la pregunta de Cham, dado que el grupo de isometría de la métrica contiene un subgrupo que es invariante bajo transformaciones esféricas, tenemos vectores letales a lo largo de estas direcciones esféricas. En otras palabras, "la curvatura intrínseca a lo largo de la "la esfera es la misma en todas partes", por lo que no puede haber ninguna dependencia especial de las variables angulares. Ahora, dado que el Lagrangiano es independiente de las direcciones esféricas, esto justifica expresar la acción, corrigiendo el error tipográfico en , como
Para ilustrar la simplificación conceptual, veamos qué sucede con la curvatura escalar a lo largo de las direcciones esféricas. Supongamos por el momento que estamos considerando un estándar -esfera, siendo el elemento métrico relevante , en ese caso la curvatura escalar se conoce exactamente:
Para una esfera deformada , la simplificación conceptual es que la curvatura debe ser la misma ya que las métricas esféricas son conformemente equivalentes hasta un término laplaciano. encuentro la siguiente expresion
dónde es el número total de dimensiones espaciales. La acción se convierte entonces
Dependiendo del comportamiento de caída de (junto con el hecho de que la integral de acción considera la dinámica en general), la pieza límite se puede sustraer dejando una contribución finita. Después del mismo cambio de escala de Weyl,
dónde . Esto tiene tanto la cinemática del dilatón como un término potencial, como ha señalado anteriormente.
Una nota al margen
Para , el cambio de escala de Weyl se rompe, pero podría ser interesante considerar la compactación de la -esfera a un teoría donde la gravedad pura ya es conforme y ver qué geometrías son permisibles cuando la materia reacciona en el fondo. De nuevo, ¡gran pregunta!
Cham
Hakanaou
Cham
Hakanaou
Kosmo