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闵可夫斯基度规


闵可夫斯基度规,也称为闵可夫斯基张量或伪黎曼度规,是一个张量 eta_(alphabeta),其元素由矩阵定义

 (eta)_(alphabeta)=[-1 0 0 0; 0 1 0 0; 0 0 1 0; 0 0 0 1],
(1)

其中使用了约定 c=1,且指标 alpha,beta 的取值为 0, 1, 2 和 3,其中 x^0=t 是时间坐标,而 (x^1,x^2,x^3) 是空间坐标。

欧几里得度规

 (g)_(alphabeta)=[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1],
(2)

给出线元素

ds^2=g_(alphabeta)dx^alphadx^beta
(3)
=(dx^1)^2+(dx^2)^2+(dx^3)^2,
(4)

而闵可夫斯基度规给出了其相对论推广,即固有时

dtau^2=eta_(alphabeta)dx^alphadx^beta
(5)
=-(dx^0)^2+(dx^1)^2+(dx^2)^2+(dx^3)^2.
(6)

闵可夫斯基度规是相对论中的基本概念,并在洛伦兹变换的定义中出现,形式为

 Lambda^alpha_gammaLambda^beta_deltaeta_(alphabeta)=eta_(gammadelta),
(7)

其中 Lambda^alpha_beta 是洛伦兹张量。 它也满足

 eta^(betadelta)Lambda^gamma_delta=Lambda^(betagamma)
(8)
 eta_(alphagamma)Lambda^(betagamma)=Lambda_alpha^beta
(9)
 Lambda_alpha^beta=eta_(alphagamma)Lambda^(betagamma)=eta_(alphagamma)eta^(betadelta)Lambda^gamma_delta.
(10)

闵可夫斯基空间的度规是对角化的,且有

 eta_(alphaalpha)=1/(eta_(alphaalpha)),
(11)

因此满足

 eta^(betadelta)=eta_(betadelta).
(12)

度规 g_(munu) 等价于闵可夫斯基度规 eta_(alphabeta) 的充要条件是黎曼张量处处为零(R^lambda_(munukappa)=0)且在某点 g^(munu) 有三个特征值和一个特征值


参见

欧几里得度规, 线元素, 洛伦兹张量, 洛伦兹变换, 闵可夫斯基空间

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参考文献

温伯格,S. 引力与宇宙学:广义相对论的原理与应用。 纽约:Wiley,p. 38, 1972。

在 Wolfram|Alpha 中被引用

闵可夫斯基度规

请引用为

Weisstein, Eric W. “闵可夫斯基度规。” 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/MinkowskiMetric.html

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