Verallgemeinerte Divergenz des Tensors in GR

Obwohl ich den Beweis vergessen habe (und ihn beispielsweise in Carrolls Buch nicht finden kann), gilt die folgende Formel für die kovariante Divergenz in der Allgemeinen Relativitätstheorie:

μ A μ = 1 | G | μ ( | G | A μ ) ,

Wo G = det ( G a β ) . Ich habe mich gefragt, ob diese Formel gilt, wenn A μ wird durch einen allgemeinen Rang ersetzt ( N , M ) Tensor

T v 1 v M μ μ 1 μ 2 μ N 1 ?

Wenn nicht, könnten Sie mich auf Referenzen verweisen, die Divergenzformeln für Tensoren mit höherem Rang enthalten?

Es tut nicht. Es gilt wann A μ wird durch einen General ersetzt P -Form (die eine völlig antisymmetrische ist ( P , 0 ) Tensor.

Antworten (1)

Nein, das gilt im Allgemeinen nicht für höherrangige Tensoren. Die allgemeine Gleichung für die Divergenz eines vollständig kontravarianten Tensors in Bezug auf einen Koordinatenableitungsoperator μ Ist

μ T μ v 1 v N = μ T μ v 1 v N + Γ μ μ ρ T ρ v 1 v N + ich = 1 N Γ v ich μ ρ T μ v 1 ρ v N .
Wir haben auch die Tatsache, dass
Γ μ μ ρ = 1 | G | μ | G | .
Daher,
μ T μ v 1 v N = 1 | G | μ ( | G | T μ v 1 v N ) + ich = 1 N Γ v ich μ ρ T μ v 1 ρ v N .
Diese letzte Summe wird für einen allgemeinen Tensor nicht verschwinden. Einige oder alle Terme können jedoch für Tensoren mit einer bestimmten Symmetriestruktur verschwinden. Insbesondere wenn T μ v 1 v N in allen seinen Indizes antisymmetrisch ist, dann verschwindet jede Kontraktion von zwei seiner Indizes mit den symmetrischen Indizes der Christoffel-Symbole automatisch; und damit geht die ganze Summe weg.

Für Hinweise, wie man die kovariante Ableitung eines allgemeinen Tensors nehmen kann, siehe Kapitel 5 von Schutzs A First Course in General Relativity für einen koordinatenbasierten Ansatz oder Kapitel 3 von Walds General Relativity für einen allgemeineren Ansatz.

Ich glaube, dass für allgemeine Christoffel-Symbole und Nicht-Null T , totale Antisymmetrie ist der einzige Fall, in dem die Extrasumme verschwindet.