讨论会·加速度的定义   9 comments

前面有开讨论会了,到现在才搞定…………

这几个礼拜一直被一个问题困扰,那就是怎么定义弯曲时空上的加速度。显然,用协变微分是不行的,因为那样“引力加速度”这项将很为0。而用普通微分(梁灿彬《微分几何入门与广义相对论》第七章第四节)的方法也不行,因为在Schwarzschild度规下的远场弱场近似下得不到Newton结果。而Landau的度规空间诱导的方法又很难理解——联络的作用就是将一个矢量在弯曲时空中“平移”到另一位置,而只有这样才能把两个矢量移到同一个切空间进行比较,这样才能定义张量的减法,乃至定义微分(协变微分,普通微分不需要平移),而Landau的做法是诱导时空度规的空间投影,这样定义的克氏符应该只能做到把瞬间未来的速度矢量在其自身所在的空间超曲面上进行平移,平移到观者(静止)下一时刻落在该超曲面上时的位置,再来做普通微分的减法操作和微分定义。这样的做法让我感觉有点不伦不类——既不是协变微分也不是普通微分,而且这样做的物理意义也不明朗。

因而,今后的一个礼拜的主要工作就是搞清楚普通微分导致反常的起源,以及空间诱导度规及其克氏符作为微分定义的合理性——从而得到这样定义加速度的合理性。

此后师兄将了关于量子力学的东西,这让我感到Landau的书的特点就是过长省略(相对中国人的书),物理过程没讲清楚,而总体的思想的把握倒很到位——关键就在于物理过程没讲清楚的话让我有点看不懂……

原本以为已经把Landau的书上的过程都搞懂了,现在才发现还是有很多没明白——关键是他也没说…………

 

几句题外话:

1,MSN的Calender和Google的Calender居然完全无法沟通!而我的笔记本上用MSN的Calender方便(有Live的程序),而寝室电脑上则用Google方便(Google的速度明显比MSN快,而且操作方便),直接导致同样的计划和记录我要写两遍……

2,QQ居然听大家意见了,修改签名后会询问是否保存到QZONE,奇特。

3,MSN Marketplace很有趣,不过似乎一定要正版验证的,这个有点不是很爽。不过,它提供的“Digital Locker”和相应的下载功能实属多余,或者说就像他的反盗版一样,软肋加无用。

4,Space经常发生的情况就是:题目也写了,内容也写了,都准备好了,突然发现“发布日志”按钮无法按,一看IE,说是脚本错误…………

5,今天开始打算下VS.NET 2008,希望能有新突破。

Posted October 24, 2007 by LostAbaddon in Uncategorized

9 responses to “讨论会·加速度的定义

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  1. 4,Space经常发生的情况就是:题目也写了,内容也写了,都准备好了,突然发现“发布日志”按钮无法按,一看IE,说是脚本错误…………我在Linux下用火狐也经常发生。。好象是中英文标题的问题。。。有一次把中文标题换成英文,它就自动能按了。……不知道怎么的突然睡不着。。。。本来12点睡的结果。。。哎,盯着英语书看就是不打瞌睡,见鬼了!

  2. “弯曲时空上的加速度”的定义前人有研究过吗?虽然你讲的我基本上看不懂,但还是想问两个问题:1.协变微分是不行的,因为那样“引力加速度”这项将恒为0;普通微分也不行。为什么这两种方法不行呢?对于后者,你说清楚了:“因为在Schwarzschild度规下的远场弱场近似下得不到Newton结果。”“协变微分为什么不行”的问题是不是更加本质一点?究竟是“协变微分”的错还是Schwarzschild度规的错?如果度规空间诱导的方法能够解决而“协变微分”不能,那么是这两种方法不相容吗?

  3. 抱歉。。。我虽然说“两个问题”,但是好像只打了一个“1.”而且问了不止两个问题。。。晕

  4. “原本以为已经把Landau的书上的过程都搞懂了,现在才发现还是有很多没明白——关键是他也没说…………”恩。。。有些东西他觉得太复杂了,不高兴说呢……

  5. 协变微分不行的理由:从物理上说,协变微分可以理解为“将弯曲时空拉直后时空的微分”,而自由落体的物理本质就是“弯曲时空中的直线运动”,或者说“将弯曲时空拉直以后的自由落体就是匀速直线运动”,因而显然协变微分作用在测地线上的结果必然为0。这也是“引力不是力”的一个理由。从数学上说,协变微分需要把一个矢量沿着流形平移到另一个矢量(两者的仿射参数差一个无穷小)上以后做微分操作,但这种“平移”是随着流形的弯曲而改变的。对测地线来说,这种改变正好使得测地线上切矢量场的两个矢量(仿射参数差一个无穷小)便得相同。这个也是测地线的定义。因而,这里不可能直接做协变微分。
    而普通微分现在只能说其效应与事实不符,但是这种反常的起源我还没搞清楚。
     
    这个问题应该是已经有人研究清楚了,只不过我看的书中都是直接给了个定义而没有给予具体的数学或者物理上的说明。
    从加速度的经典定义上来看,直接做微分就可以了,但是关键就是这个微分到底是什么微分,是普通微分,还是协变微分;是时空中的微分,还是诱导空间中的微分。这个都没说——Landau中这个问题是出现在习题中的,但是之前都没讨论过这个问题,而其在习题解答中直接给出了公式而没有给理由(这个情况在Landau的《非相对论量子力学》中也出现过,什么说明都没有直接蹦出一个公式);俞允强的《广义相对论引论》中给了一点启发性的说明,但是没有讨论过加速度到底应该如何操作(这个是今天研究的主题);梁灿彬的《微分几何入门与广义相对论》中则采用了两次时间切矢的做法,但没有给出这种做法的合理性——倒是可以从后来说費移的部分来推出。事实上,梁的做法我倒是用许多不同的方法验证过了,如果想法正确的话,至少有三种不同的方法可以得到相同的加速度公式,所以估计还是想法问题。今天看下来俞允强的方法和梁灿彬的方法应该是等价的,而Landau的方法中出现了“沿观者世界线的协变微分”这么个东西,又牵扯到了空间诱导度规是否合理这个问题了。

  6. 我建议你开一个专门的知识讨论板块算了

  7. 倒晕

  8. 哎,我在网上搜索“加速度”的时候竟然百度到你这里来了。。。。呵呵。看看名字,这么面熟,再一看,原来是您老人家的空间呢。。。

  9. 偶都成老人家了……

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