Una especie de ecuación de conservación

Hasta donde yo sé, en Relatividad General, una expresión del tipo m X m = 0 afirma que, asociado a X m , existe una carga que se conserva. El primer ejemplo que viene a la mente es la conservación de la energía-momento m T m v = 0 , como consecuencia de las identidades de Bianchi contraídas y asumiendo las ecuaciones de campo de Einstein.

Mi pregunta se refiere al significado de la siguiente expresión:

m ( R m v k v ) = 0

dónde R m v es el tensor de Ricci covariante y k v es un campo vectorial genérico .

¿Significa algo esta ecuación tal como está? ¿O tengo que imponer una métrica (y por lo tanto una forma del tensor de Ricci) para encontrar más información?

El hecho es que no entiendo qué tipo de cantidad conservada podría estar relacionada con el vector R m v k v .

La ecuación proviene de una forma bastante peculiar de obtener una teoría de la gravedad modificada. La referencia está aquí , pero la fuente original está allí.

Admito que el procedimiento no está del todo claro para mí, pero básicamente parece apelar a un enfoque similar a la "teoría de calibre" para obtener ecuaciones de campo gravitatorio modificadas. Es algo largo, pero en última instancia consideran conmutadores de derivadas covariantes de órdenes sucesivos para obtener cantidades relevantes, como el tensor de Riemann (conmutador de primer orden) y la materia actual (conmutador de segundo orden). Para esto último, es necesaria la analogía con las teorías gauge. Finalmente obtienen las ecuaciones de campo gravitatorio modificadas, eq.(16) en la primera referencia.

La propia naturaleza del enfoque hace necesario el uso de un campo vectorial k v para llevar a cabo los cálculos, pero nunca se especifica el carácter de dicho campo vectorial (de hecho, no es necesario). Solo después de la ecuación (16) comentan que el caso de Einstein se recupera si m k v = 0 .

Volviendo a la ecuación que publiqué... para tener algunas pistas sobre el significado de todo esto, a partir de la ecuación (16) en el documento, solo impongo la condición de vacío T m v = 0 y mira lo que pasa:

( m R m v ) k v + R m v ( m k v ) = 0

y eso es.

No me convencen en absoluto los comentarios que hacen sobre el campo vectorial (lo llaman "sustrato") pero el procedimiento en general no me parece del todo malo.

Solo una idea, pero m R m v = 1 2 v R (dado que el tensor de Einstein tiene divergencia cero).
¿Dónde encontraste tu expresión? Solo es válido para un genérico. k v si R m v = 0 !

Respuestas (1)

Hay una gran discusión sobre este tipo de cosas en las primeras páginas de un artículo de Penrose . Básicamente, para obtener una ley de conservación integral , necesitas que la divergencia de un vector sea cero. El tensor de energía-momento satisface una ley de conservación diferencial , por supuesto. Pero no hay una cantidad asociada que generalmente pueda integrar sobre un volumen en un segmento de tiempo y decir: esa es una carga conservada de algún tipo.

Como señaló Michael Brown, m ( R m v k v ) siendo cierto para todos los campos vectoriales (genéricos) k v más o menos significa R m v = 0 (y presumiblemente lo mismo para el tensor de energía-momento). Así que tal vez esa no sea la interpretación más interesante.

Por otro lado, si k es un campo de vector Killing, es posible que tenga algo. En ese caso, su ecuación es equivalente a m R m v = 0 . Y, como señaló Vibert, esto significa que el escalar de Ricci es constante.

Una nota relacionada interesante es algo que discutió Penrose. De nuevo suponiendo que k es un campo de vector Killing, entonces la ley de divergencia que citó anteriormente ( m T m v = 0 ) implica que

m ( T m v k v ) = 0   .
Penrose señala que entonces tienes varias cantidades conservadas en T m v k v , como energía-momento y momento angular, dependiendo del campo de Killing particular. Además, esta ecuación implica su ecuación ( m ( R m v k v ) = 0 ) si asume la compatibilidad métrica y las ecuaciones de Einstein (sin constante cosmológica).

Gracias, Mike. Estoy editando mi pregunta para explicar mejor la situación.