Na FreeHostingu Endora běží desítky tisíc webů. Přidejte se ještě dnes!

Vytvořit web zdarma

Na FreeHostingu Endora běží desítky tisíc webů. Přidejte se ještě dnes!

Vytvořit web zdarma

Úvod Teorie relativity Matematické dodatky FAQ Ke stažení Napište mi

Metrický tenzor

Metrický tenzor popisuje geometrii daného prostoru - jeho pomocí můžeme určit délky úseček, velikosti úhlů apod. Je definován vztahem

gij = ei ej

kde ei jsou bázové vektory prostoru (které obecně nemusí být konstantní). Je zřejmé, že takový tenzor je symetrický: gij = gji, protože ei.ej = ej.ei. V nejjednodušším případě - plochém časoprostoru - má metrický tenzor tvar

Tento konkrétní tenzor popisuje nezakřivený vesmír, neboli prostředí speciální teorie relativity. Jsou-li nediagonální elementy tenzoru nulové, jako v tomto případě, jedná se o ortogonální bázi. Případné nenulové složky mimo diagonálu tedy představují odchylky od ortogonality. Délku úsečky (časoprostorový interval) určíme vztahem

ds2 = gμν dxμ dxν

kde sčítáme přes všechny indexy vyskytující se dvakrát (Einsteinova sumační konvence). Vektor xμ = (x0, x1, x2, x3), přičemž indexem 0 označujeme čas t, indexy 1, 2, 3 pak prostorové souřadnice x, y, z. Tedy pro plochý prostor: ds2 = -c2.dt2 + dx2 + dy2 + dz2. Protože nediagonální elementy jsou všechny nulové, zbyly v součtu pouze druhé mocniny jednotlivých souřadnic (násobené jedničkou nebo -c2). Je zřejmé, že ds2 (kde dvojka tentokrát označuje mocninu, nikoli index!) může vyjít kladné, záporné nebo i nulové, ačkoli všechny vzdálenosti dt, dx, dy, dz jsou kladné. Nulový časoprostorový interval obdržíme, pokud popisujeme pohyb rychlostí světla, kladný při překročení rychlosti světla, záporný pro rychlosti podsvětelné. V "podsvětelném" případě označujeme časoprostorový interval za vlastní čas... V obecném případě křivočarých souřadnic se komponenty metrického tenzoru mohou měnit s polohou: nastává to, pokud popisujeme geometrii časoprostoru z hlediska neinerciální soustavy, nebo pokud je přítomno gravitační pole (časoprostor je zakřiven). Metrický tenzor má význam gravitačního potenciálu.

Zde je příklad vesmíru, který obsahuje jediné kulové těleso v klidu s hmotností M. Je výsledkem tzv. Schwarzschildova řešení Einsteinových rovnic a je provedeno ve sférických souřadnicích t, r, Θ, φ. Je vidět, že složky metrického tenzoru už nejsou konstantní, v každém bodě je tedy jiná geometrie časoprostoru.