Métrica de Schwarzschild
1 Inicializar Coordenadas esféricas para el espacio-tiempo:
--> |
load(ctensor)$ ct_coords:[ct,r,theta,phi]$ ct_coords; dim; |
2 Introducir métrica de Schwarzschild
Métrica lg (l, lower indices) y su inversa ug (u, upper indices).
Se simplifica con la notación en base al radio de Schwarzschild:
--> |
a=2·GM/c^2; lg:ident(4)$ lg[1,1]:−(1−a/r)$ lg[2,2]:1/(1−a/r)$ lg[3,3]:r^2$ lg[4,4]:r^2·sin(theta)^2$ lg; |
Cálculo de la métrica inversa:
--> |
cmetric()$ ug; |
3 Símbolos de Christoffel
Cálculo de símbolos de Christoffel de primera especie lcs y de segunda especie mcs (m, mixed indices, el tercer índice es el superior). Se muestran los términos no nulos y omitiendo los simétricos:
--> | christof(all)$ |
La correspondencia de subíndices es, dado mcs x,y,z es:
x = 1 + 1er subíndice de Christoffel (?)
y = 1 + 2er subíndice de Christoffel (?)
z = 1 + superíndice de Christoffel
4 Tensor de Riemann:
--> | riemann(true),ratriemann=true$ratsimp(%); |
Usando los índices de los Riemann del Capítulo 33:
(ver fórmulas 16.4)
--> |
riem[1,1,2,2]; riem[1,1,3,3]; riem[1,1,4,4]; riem[2,1,2,1]; riem[2,3,2,3]; riem[2,4,2,4]; riem[3,1,3,1]; riem[3,3,2,2]; riem[3,4,3,4]; riem[4,1,4,1]; riem[4,4,2,2]; riem[4,4,3,3]; |
Para algún caso hay que indicar ratsimp(%) si queremos ver la versión simplificada:
--> | riem[1,1,2,2]$ratsimp(%); |
5 Tensor de Ricci
La solución de Schwarzschild es para el vacío, debe anularse:
--> | ricci(true)$ |
--> | ric[1,1]; ratsimp(%); |
--> | ric[2,2]; ratsimp(%); |
Con parámetro "ratfac" para simplificar directamente:
--> | ricci(true),ratfac=true$ |
(Dice que es un espacio-tiempo plano o vacío. En este caso está vacío, fuera de la distribución con simetría esférica de masa se entiende, que es donde es aplicable la métrica de Schwarzschild, pero sólo es plano para M=0)