您当前位置:首页-物理空间-详情

罗杰·彭罗斯对广义相对论的贡献是什么?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-10-20 08:54:30

彭罗斯在广义相对论的数学方面是不可或缺的,特别是:
  • 当奇点的形式
  • 零结构/因果结构/保形结构
  • 旋量技术
  • 渐近的结构
彭罗斯最著名的贡献之一是彭罗斯-霍金奇点定理,该定理基本阐述了GR中奇点是不可避免的(只要物质服从一定的“能量条件”)。这意味着黑洞不是某种奇怪的人工数学解,而是GR!

在时空中,空方向是类光方向;也就是光移动的方向。因为光以尽可能快的速度运动,研究零结构可以让你研究因果关系;也就是说,哪些时空区域可以影响其他区域。这里的一个重要工具是使用null四值。一个空四分体是一个由四个向量场组成的集合,每个向量场都是空的:两个真实的面向未来的向量和两个复向量,它们的实部和虚部都是类空间的。这是在用数学形式来适应眼前的问题。

与之相关的保角结构研究的是时空的保角变换,即尺度的局部变化。正形变换不会改变因果结构,因为零向量仍然是零。这揭示了一个强大的工具,保角图或彭罗斯图。取一个时空,通过保角变换使它紧化。然后你就能看到一幅关于时空的哪些部分可以影响其他部分的全局图,事件视界在哪里,时空的边界是什么,等等。这项研究揭示了很多关于黑洞和时空边界的信息。

当它发生时,旋光器有一个非常接近的零结构。关于GR中旋量结构的许多基础性工作是由T.以斯拉纽曼和罗杰彭罗斯完成的,现在被称为纽曼-彭罗斯形式主义或简称NP。这里你使用一个复旋量二元,而不是一个复零四分体,并分解所有类型的物体——连接、曲率、麦克斯韦张量等等——到它们的不可约分解。使用旋转器很方便,因为SL(2,C)比GL(4,C)简单得多。例如,在Teukolsky发现克尔时空上的标量、中微子、电磁和引力扰动是可分离和可积的情况下,NP形式是积分的。NP形式主义也使彼得罗夫的分类更加简单。

同时使用旋量结构和共形结构是研究时空渐近结构的一种强有力的方法,也就是说,当你远离万有引力源(走向“无限”)时会发生什么。这就产生了著名的“剥离”定理,它精确地描述了引力场是如何远离强场区域的(除了许多其他重要的结果之外)。
D相关下载
Z最新攻略更多+
热门文章更多+
近期大作更多+