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3-4テンソルの共変微分
- テンソルの共変微分 まとめてみると大した事ない話だ。 概要説明 測地線についての話が一通り終わった。 この勢いに乗って次は重力場の方程式の核心部分を一気に攻め落としたいところだが、そのための道具がまだ足りない。 すぐに必要になるわけではないのだがここまでの知識ですでに説明できそうなことは今の内に話しておこう。 その方...
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全体公開 2007/12/26- 閲覧 (2,100)
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3-3局所直線座標系
- 局所直線座標系 一般相対論の思想に関わる話。 接続係数は０にできる 接続係数すなわちクリストッフェル記号は、テンソル量ではないが故に、少し特別な性質を持っている。 それは座標の取り方によって、ある地点での値を０にできるということだ。 しかしあらゆる地点での値を同時に０に出来るというのではない。 どんなにうまく座標...
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- 全体公開 2007/12/26
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2-7アインシュタインの解決法
- アインシュタインの解決法 2種類の質量が区別できないなら、同じものだと考えよう。 偶然は必然だ 前回は慣性質量と重力質量が物理的に全く違う概念であるにも関わらず、両者に違いが見出せないことの不思議さを説明した。 実はこのことがアインシュタインが一般相対性理論を導くきっかけになったのである。 二つの全く違う概念とし...
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- 全体公開 2007/12/26
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2-6質量は２種類ある
- 質量は２種類ある 二つの概念の奇妙な一致。 ２通りの質量 「質量」には二通りの定義が存在する。 一つは「慣性質量」、もう一つは「重力質量」と呼ばれている。 「重力質量」というのは物体が重力によって引かれる力の強さを基にして定義される質量である。 簡単に言えば、物を持ち上げるときに感じる「重さ」のことである。 しか...
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- 全体公開 2007/12/26
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2-4重力場の方程式の展開
- 重力場の方程式の展開 初心者の甘い考えを打ち砕く！ 重力場の方程式は測地線の方程式よりはるかに複雑だ。 測地線の方程式の場合はすでに定まっている計量に従って計算すれば良かったが、重力場の方程式は計量の１０個の成分を定めるための微分方程式である。 見た目は次のような非常に簡単な一つの式で表されている。 しかしこ...
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- 全体公開 2007/12/26
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2-3測地線の方程式の展開
- 測地線の方程式の展開 機械いじりのように分解を楽しんでみよう。 測地線の方程式というのは、ほとんどリーマン幾何学の結論をそのまま持ってきたものであって、一般相対論に特有な思想というのはあまり入っていない。 詳しい意味の説明は第３部のリーマン幾何学の説明の中で行うことにする。 簡単そうに見えるこの方程式がどれくらい...
- 全体公開 2007/12/26
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2-2代表的な二つの公式
- 代表的な二つの公式 「重力場の方程式」で空間の曲がりを計算してやれば、 あとは「測地線の方程式」で物体の軌道を知ることが出来る。 大切な式はただ二つ 一般相対論から導かれる基本公式は二つある。 一つは「測地線の方程式」である。 ここでは表面上の説明だけを軽くしておこう。 この式の中に出てくる Γ 記号は「クリ...
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- 全体公開 2007/12/26
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2-1結論から始めよう
- 結論から始めよう 目標が見えなければ・・・自分が何をやっているのか、 何に力を入れていいのかが見えなくなるから。 目標を提示しよう 一般相対性理論の敷居が高いのは、そこにたどり着くまでにリーマン幾何学という数学を学ばなければならないからである。 もしこのリーマン幾何学が会得できたなら、一般相対性理論はあっけないほど簡...
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- 全体公開 2007/12/26
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1-18エネルギー運動量テンソル
- エネルギー運動量テンソル みんなテンソルになっちゃえ！ 質点のエネルギーと運動量 ある点に質量 m の静止した質点が存在する時、相対論的にはそこに mc2 のエネルギーが存在していると解釈できる。 ところが、それに対して速度 v で運動する人がこれを見れば、同じ点に γmc2 のエネルギーが存在していると解釈できるこ...
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- 全体公開 2007/12/26
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1-17相対論的なマクスウェル方程式
- 相対論的なマクスウェル方程式 なんと！式が一つになってしまう。 相対論的表現への書き換え さあ、ようやく数学的な話を離れて物理的な話に戻ることができる。 ここまで用意してきた道具を使って、電磁気のマクスウェル方程式をエレガントに書き直すことを考えてみよう。 電磁気学のページの「 ゲージ変換 」の記事の頭の部分にま...
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- 全体公開 2007/12/26
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1-15計量とは何か
- 計量とは何か 脇道へ逸れてるようだが、この後で必要なのだ。 計量の意味 微小な距離 ds だけ離れた２点を考える。 一方の点の位置をデカルト座標で ( x , y ) と表したとすると、もう一方の点は ( x + dx , y + dy ) と表せるだろう。 このとき、ds、dx、dy の間には次の関係が成り立ってい...
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- 全体公開 2007/12/26
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