Bewegungsgleichung für ein geladenes Teilchen

Um die Bewegungsgleichungen eines neutralen Testteilchens im Gravitationsfeld zu berechnen, benötigt man den metrischen Tensor G μ v Und G μ v um die Christoffel-Symbole zu berechnen

Γ J k ich = S = 1 4   G ich S 2 ( G S J X k + G S k X J G J k X S )

und erhalte die Koordinatenbeschleunigung des Testteilchens:

X ¨ ich = J = 1 4 k = 1 4   X ˙ J   X ˙ k   Γ J k ich

Aber in der Nähe einer Ladung gibt es nicht nur den metrischen Tensor, der so aussehen könnte

G μ v = ( G T T 0 0 G T ϕ 0 G R R 0 0 0 0 G θ θ 0 G T ϕ 0 0 G ϕ ϕ )

bei dem die G -Komponenten sind Funktionen der Koordinaten und Masse, Ladung und Spin, aber auch ein Coulomb-Potential, wie es aussieht

A a = ( Q / R , 0 , 0 , 0 )

Wie wird das Coulomb-Potential in die geodätische Gleichung eingesetzt? Der metrische Tensor ist a 4 × 4 Matrix, aber das Coulomb-Potential scheint zu sein 1 × 4 , wie wird dies addiert, um die Geodäten zu finden X ¨ ich eines geladenen Ladungsteilchens Q in der Nähe einer dominanten Ladungsmasse Q ?

Auf Wikipedia habe ich die Gleichung gefunden

X ¨ ich = Γ J k ich X ˙ J X ˙ k   + Q M   F ich k   X ˙ J   G J k

aber es gibt keine Definition von F ich k , der, wie Chrisoph und Eddy erwähnt haben, der elektromagnetische Tensor ist. Aber was ist der elektromagnetische Tensor für die Kerr-Newman-Metrik in Kugelkoordinaten (Boyer Lindquist)?

Bearbeiten: Danke für die Antworten, das ist, was ich bisher bekommen habe: Screenshot

Ich habe den Titel bearbeitet: Die Bewegungsgleichung ist keine Geodäte, wenn ein EM-Feld vorhanden ist und das Testteilchen geladen ist
Da Sie ein Mathematica-Benutzer zu sein scheinen, schlage ich vor, dass Sie die [xAct]( xact.es )-Suite von Paketen für Tensorkalküle herunterladen.

Antworten (2)

Du hast zu früh aufgehört zu lesen. Zitieren Sie die Wikipedia-Seite, auf die Sie verlinkt haben:

Die resultierende Bewegungsgleichung lautet wie folgt:

D 2 X μ D S 2 = Γ μ a β D X a D S D X β D S   + Q M F μ β D X a D S G a β .

mit

G a β D X a D S D X β D S = 1.

Hier, F μ v bezeichnet den durch gegebenen elektromagnetischen Feldtensor

F μ v = μ A v v A μ

in seiner Inkarnation mit gesenkten Indizes.

In Bezug auf Ihre Bearbeitung in Boyer-Lindquist-Koordinaten, A wird von gegeben

A = Q R ρ 2 ( D T A Sünde 2 θ D ϕ ) + 1 ρ 2 P cos θ ( A D T ( R 2 + A 2 ) D ϕ )

Wo

ρ 2 ( R , θ ) = R 2 + A 2 cos 2 θ

nach diesem Papier habe ich gerade gegoogelt.

Der erste Teil dieser Antwort ist veraltet, da OP seine Frage heimlich bearbeitet hat, während ich meinen Beitrag schrieb ...
Ich habe Ihren Kommentar erwähnt, danke bisher, aber wie sieht der elektromagnetische Tensor in sphärischen Koordinaten aus, Wikipedia gibt nur die Minkowski-Form an
Ich denke, es gibt einen Fehler auf Wikipedia, die Indizes von F und g müssen in der Gleichung für x verschoben werden, wenn sie das Coulomb-Gesetz auf große Entfernungen geben, sonst erhalten Sie einen bösen Csc[2θ]-Term in der Gleichung für φ " (was am Äquator unendlich ist)

F ist der elektromagnetische Tensor

Bearbeiten: Diese Antwort wurde als Antwort auf die ursprüngliche Frage gepostet, die wie folgt umschrieben werden kann: "Ich habe diese Gleichung auf Wikipedia gefunden, was bedeutet dieser Begriff", und aus der nachfolgenden Bearbeitung des OP geht hervor, dass dies dazu beigetragen hat, das einzugrenzen, was sie eigentlich wollten wissen.

Damit ist die Frage nicht beantwortet. Um einen Autor zu kritisieren oder um Klärung zu bitten, hinterlassen Sie einen Kommentar unter seinem Beitrag. - Aus Bewertung
Es war eine Antwort auf die Frage, als ich sie gepostet habe. Die Frage wurde am Ende schön zusammengefasst mit „Ich habe dieses Ding im Wiki gefunden, aber ich weiß nicht, was dieses Bit ist“, also sagte ich ihm, was dieses Bit war. Die damalige Frage definitiv beantwortet. Wenn das sein Problem gelöst hätte, dann wäre die Frage, wenn ich es in den Kommentaren gepostet hätte, unbeantwortet geblieben und nicht mehr benötigt worden.
Hallo Eddy, in der Tat denke ich über die aktuelle Frage nach.
Es ist unvernünftig von Ihnen zu erwarten, dass ich eine Frage beantworte, die nicht vorhanden ist ... Wenn Sie meine Antwort jetzt notieren wollen, hat sich die Frage geändert, seien Sie mein Gast.
Ich stimme zu. Jemand anderes hat Ihre Antwort markiert und ich habe basierend auf der aktuellen Situation abgestimmt (Frage & Antwort). Ich bin kein Moderator, also entscheide ich nichts. Wenn Sie die Wahrscheinlichkeit erhöhen möchten, dass Ihre Antwort nicht gelöscht wird, können Sie sie bearbeiten, um entweder klarzustellen, dass es eine Änderung gab, oder um die "neue" Frage zu beantworten.
Sie haben Recht, ich habe nach der Definition in Bezug auf die Komponenten gesucht, aber ich habe gefragt, als ob ich nach dem Wort suchen würde. Sie haben also auch eine gültige Antwort auf meine Frage gegeben, auch wenn sie nicht sehr detailliert war, erhalten Sie trotzdem eine +1. Aber die andere Antwort ist ausführlicher, da ich also nur 1 als Lösung akzeptieren kann, könnte es der andere Typ sein (;