2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней. На страницу Пред.  1 ... 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 ... 26  След.
 
 
Сообщение10.03.2009, 12:02 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10983
Утундрий писал(а):
epros, если уж искать подобного рода решения, то переходящие в $\[\frac{{dt^2 }}{{z^{{2 \mathord{\left/ {\vphantom {2 3}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} 3}} }} - z^{{4 \mathord{\left/ {\vphantom {4 3}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} 3}} \left( {dx^2  + dy^2 } \right) - dz^2 \]$ вдали от масс.

Зачем?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.03.2009, 12:31 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
30/12/24
12599
Затем, что только такие решения имеют физический смысл, имхо.

Пусть, к примеру, $\[T_0^0  = \varepsilon ,T_1^1  = T_2^2  = T_3^3  =  - p\]$. Тогда получим систему
\[
\left\{ {\begin{array}{*{20}c}
   {\ddot \mu  + \ddot \nu  + \frac{1}
{2}\dot \nu \left( {\dot \nu  - \dot \mu } \right)} =0 \\
   { - \varepsilon  = \ddot \mu  + \frac{3}
{4}\dot \mu ^2 }  \\
   {p = \frac{{\dot \mu }}
{2}\left( {\frac{{\dot \mu }}
{2} + \dot \nu } \right)}  \\

 \end{array} } \right.
\]

Первое уравнение можно решать отвлекаясь от распределения масс, после чего из второго и третьего получим энергию и давление. Введем новые неизвестные функции $f,h$:
\[
\left| {\begin{array}{*{20}c}
   {f =  - \frac{{2\dot \nu }}
{{\dot \mu }}}  \\
   {h = \frac{2}
{3}\frac{1}
{{\dot \mu  + \dot \nu }}}  \\

 \end{array} } \right.
\]
Если при $\[z \to  + \infty \]$ решение стремится к \[
\frac{{dt^2 }}
{{z^{{2 \mathord{\left/
 {\vphantom {2 3}} \right.
 \kern-\nulldelimiterspace} 3}} }} - z^{{4 \mathord{\left/
 {\vphantom {4 3}} \right.
 \kern-\nulldelimiterspace} 3}} \left( {dx^2  + dy^2 } \right) - dz^2 
\], то $\[f \to 1,h \to z\]$.
Первое уравнение системы дает \[
\dot h = \frac{1}
{3}\frac{{f(2 + f)}}
{{(2 - f)^2 }}
\] после чего для энергии и давления получаем \[
\varepsilon  = \frac{4}
{3}\frac{1}
{{h^2 (2 - f)^2 }}\left\{ {\frac{{(f - 1)(f + 6)}}
{{3(2 - f)}} + h\dot f} \right\},p = \frac{4}
{9}\frac{{1 - f}}
{{h^2 (2 - f)^2 }}
\]. И давление и энергия должны быть неотрицательны, следовательно \[
f \leqslant 1,h\dot f \geqslant \frac{{(f - 1)(f + 6)}}
{{3(2 - f)}}
\].
Посмотрим, чему теперь равен тензор Римана:
\[
R_{ \cdot  \cdot 01}^{01}  = R_{ \cdot  \cdot 02}^{02}  = \frac{1}
{4}\dot \mu \dot \nu  =  - \frac{2}
{9}\frac{f}
{{h^2 (2 - f)^2 }}
\]
\[
R_{ \cdot  \cdot 03}^{03}  = \frac{1}
{2}\left( {\ddot \nu  + \frac{1}
{2}\dot \nu ^2 } \right) = \frac{2}
{9}\frac{1}
{{h^2 (2 - f)^3 }}\left[ {2f^2  - 3h(2 - f)\dot f} \right]
\]
\[
R_{ \cdot  \cdot 12}^{12}  = \frac{1}
{4}\dot \mu ^2  = \frac{4}
{9}\frac{1}
{{h^2 (2 - f)^2 }}
\]
\[
R_{ \cdot  \cdot 13}^{13}  = R_{ \cdot  \cdot 23}^{23}  = \frac{1}
{2}\left( {\ddot \mu  + \frac{1}
{2}\dot \mu ^2 } \right) = \frac{2}
{9}\frac{1}
{{h^2 (2 - f)^3 }}\left[ {4 - 4f - f^2  + 3h(2 - f)\dot f} \right]
\]
Отсюда видно, что по крайней мере если $h$ нигде не обращается в нуль, то это уже то, что нам нужно. Можно попытаться искать такие $f$ и $h$, чтобы $\[h(0) > 0,h( - z) =  h(z),f( - z) = - f(z)\]$ и при этом не нарушались неравенства. Получится какое-то неособое решение.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.03.2009, 12:59 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10983
Утундрий писал(а):
Затем, что только такие решения имеют физический смысл, имхо.

Это сильно сказано. А решение, когда "вдали от масс" имеем
$ds^2 = dt^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2$
уже физического смысла не имеют?

Т.е., например, пространство Минковского - физически бессмысленно?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.03.2009, 13:05 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
30/12/24
12599
epros писал(а):
Утундрий писал(а):
Затем, что только такие решения имеют физический смысл, имхо.

Это сильно сказано. А решение, когда "вдали от масс" имеем
$ds^2 = dt^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2$
уже физического смысла не имеют?

Т.е., например, пространство Минковского - физически бессмысленно?

Искривленное решение тоже в Минковского на бесконечности переходит.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.03.2009, 13:56 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10983
Утундрий писал(а):
Искривленное решение тоже в Минковского на бесконечности переходит.

Какое решение? Ваша метрика от Лоренцевой отличается. И я не понимаю, почему она "физична", а Риндлеровская, например
$ds^2 = z^2 dt^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2$,
"нефизична", хотя последняя - уж точно для пространства Минковского.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.03.2009, 14:50 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
30/12/24
12599
epros писал(а):
Какое решение? Ваша метрика от Лоренцевой отличается.

Нет, при $\[z \to \infty \]$ не отличается. Посмотрите к чему стремится Риман в этом пределе.

epros писал(а):
И я не понимаю, почему она "физична", а Риндлеровская, например
$ds^2 = z^2 dt^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2$,
"нефизична", хотя последняя - уж точно для пространства Минковского.

Потому что склейка физически бессмысленна. Впрочем, может я чего-то не понимаю? Уточните как именно склеиваются два куска плоскости Минковского по гиперболам равноускоренного движения и что при этом происходит со световыми конусами?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.03.2009, 15:33 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10983
Утундрий писал(а):
Нет, при $\[z \to \infty \]$ не отличается. Посмотрите к чему стремится Риман в этом пределе.

Только не говорите мне, что при $z \to \infty$ имеем $z^{2/3} \to 1$ и $z^{4/3} \to 1$.

Утундрий писал(а):
epros писал(а):
И я не понимаю, почему она "физична", а Риндлеровская, например
$ds^2 = z^2 dt^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2$,
"нефизична", хотя последняя - уж точно для пространства Минковского.

Потому что склейка физически бессмысленна. Впрочем, может я чего-то не понимаю?

Это точно. Во-первых, не понимаете что склейка не имеет отношения к тому, какая метрика должна быть на бесконечности. Во-вторых, очевидно, не поняли физического смысла склейки.

Утундрий писал(а):
Уточните как именно склеиваются два куска плоскости Минковского по гиперболам равноускоренного движения

Обыкновенно. Знаете, как бумажные стаканчики делают? Вырезают из бумаги кружок, а другой кусок бумаги сворачивают в трубочку. А потом край одного скрепляют с краем другого.

Утундрий писал(а):
и что при этом происходит со световыми конусами?

А что с ними должно происходить? Образующие светового конуса спокойно переходят с одного листа на другой, оставаясь образующими светового конуса.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.03.2009, 17:05 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
30/12/24
12599
epros писал(а):
Только не говорите мне, что при $z \to \infty$ имеем $z^{2/3} \to 1$ и $z^{4/3} \to 1$.

Включите думалку уже!

epros писал(а):
Утундрий писал(а):
...склейка физически бессмысленна. Впрочем, может я чего-то не понимаю?

...не поняли физического смысла склейки.

Это при условии, что он есть. Как раз против этого я и возражаю.

epros писал(а):
Знаете, как бумажные стаканчики делают? Вырезают из бумаги кружок, а другой кусок бумаги сворачивают в трубочку. А потом край одного скрепляют с краем другого.

Образующие светового конуса спокойно переходят с одного листа на другой, оставаясь образующими светового конуса.

Отвлечемся пока от скруглений. В координатах $\[\tau  - \zeta \]$ что вы с чем склеиваете? Верхний правый горизонт с верхним левым и точно так же для нижних? И как же, позвольте узнать, ведет себя мировая линия покоящейся в этой с.к. частицы при переходе через вашу склейку? Насколько я в состоянии понять, меняет знак дзеты и шпарит назад по тау до пересечения с нижним горизонтом, после чего перебрасывается назад и повторяет свой же путь еще раз... Вы сами-то понимаете, какого монстра своими бездумными склейками сотворили? Хотя, если вас не смущают замкнутые времениподобные траектории, то ради бога...

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.03.2009, 17:40 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10983
Утундрий писал(а):
epros писал(а):
Только не говорите мне, что при $z \to \infty$ имеем $z^{2/3} \to 1$ и $z^{4/3} \to 1$.

Включите думалку уже!

См. выше моё сообщение (от Вт Мар 10, 2009 13:59:38). Тут думать не о чем. Или Вы будете мне доказывать, что когда на бесконечности - Лоренцева метрика, то это "нефизично"?

Утундрий писал(а):
epros писал(а):
...не поняли физического смысла склейки.

Это при условии, что он есть. Как раз против этого я и возражаю.

А может у Вас вообще представления о "физическом смысле" какие-то экзотические?

Утундрий писал(а):
Отвлечемся пока от скруглений. В координатах $\[\tau  - \zeta \]$ что вы с чем склеиваете?

Это что за координаты?

Утундрий писал(а):
Верхний правый горизонт с верхним левым и точно так же для нижних?

Где Вы видели, чтобы я склеивал горизонты?

Утундрий писал(а):
И как же, позвольте узнать, ведет себя мировая линия покоящейся в этой с.к. частицы при переходе через вашу склейку?

Я уже объяснял несколько раз: Переходит без изменения направления.

Утундрий писал(а):
Насколько я в состоянии понять, меняет знак дзеты и шпарит назад по тау до пересечения с нижним горизонтом, после чего перебрасывается назад и повторяет свой же путь еще раз... Вы сами-то понимаете, какого монстра своими бездумными склейками сотворили? Хотя, если вас не смущают замкнутые времениподобные траектории, то ради бога...

Я понимаю, что Вы в этом примере со склейкой ничегошеньки не поняли.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение10.03.2009, 22:12 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
30/12/24
12599
epros писал(а):
Утундрий писал(а):
Отвлечемся пока от скруглений. В координатах $\[\tau  - \zeta \]$ что вы с чем склеиваете?

Это что за координаты?

Листать назад, читать буквы...

epros писал(а):
Утундрий писал(а):
Верхний правый горизонт с верхним левым и точно так же для нижних?

Где Вы видели, чтобы я склеивал горизонты?

И тем не менее это так. Вы этого просто не видите.

epros писал(а):
Утундрий писал(а):
И как же, позвольте узнать, ведет себя мировая линия покоящейся в этой с.к. частицы при переходе через вашу склейку?

Я уже объяснял несколько раз: Переходит без изменения направления.

Ну и совершенно не верно.

epros писал(а):
Утундрий писал(а):
Насколько я в состоянии понять, меняет знак дзеты и шпарит назад по тау до пересечения с нижним горизонтом, после чего перебрасывается назад и повторяет свой же путь еще раз... Вы сами-то понимаете, какого монстра своими бездумными склейками сотворили? Хотя, если вас не смущают замкнутые времениподобные траектории, то ради бога...

Я понимаю, что Вы в этом примере со склейкой ничегошеньки не поняли.

Еще раз повторяю, делая склейку на плоскости $t-z$ вы фактически замыкаете друг на друга две причинно не связанные без этой вашей склейки области. В результате получается ерунда. Чтобы таких проблем не возникало, работайте с координатами $\[\tau  - \zeta \]$.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение11.03.2009, 07:09 


16/03/07
827
Утундрий писал(а):
Листать назад, читать буквы...


Воспользуйтесь своим ответом и может быть Вы поймете, что никто никаких горизонтов сшивать не предлагает. Пока Вы боритесь с "ветрянными мельницами".

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение11.03.2009, 09:52 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10983
Утундрий писал(а):
Еще раз повторяю, делая склейку на плоскости $t-z$ вы фактически замыкаете друг на друга две причинно не связанные без этой вашей склейки области.

Бессмысленный набор слов. Как из кусочков Евклидовой плоскости можно склеить нечто, обладающее кривизной в местах склейки, так же и из кусочков псевдоеклидового пространства можно склеить нечто, не являющееся глобально плоским. А со своими рассуждениями про причинность ступайте на философский форум, ибо Ваш уровень знаний, как я вижу, для понимания примера со склейкой явно недостаточен.

Утундрий писал(а):
В результате получается ерунда. Чтобы таких проблем не возникало, работайте с координатами $\[\tau  - \zeta \]$.

Не хотите говорить что за координаты - не надо. Я никакой предыстории Ваших сообшений изучать не собираюсь - в примере со склейкой я про оба вида координат (Лоренцевы и Риндлеровы) уже сказал всё что нужно.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение11.03.2009, 10:50 
Аватара пользователя


22/10/08
1286
Ммда, похоже с плоскостью дело труба. А вот такая конструкция-задача на мысль пришла:определить поле тяготеющего цилиндра, тогда внутри гравитация видимо отсутствует,предположим что да. Потом прейти к пределу бесконечно большого радиуса - останется только внешнее поле плоскости, с одной стороны? Значит должны быть такие решения! Кто против, прошу раскритиковать.

Добавлено спустя 7 минут 40 секунд:

Возможно в пределе возникнет две плоскости - конденсатор с нулевым полем внутри...

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение11.03.2009, 11:04 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10983
ИгорЪ писал(а):
А вот такая конструкция-задача на мысль пришла:определить поле тяготеющего цилиндра, тогда внутри гравитация видимо отсутствует,предположим что да. Потом прейти к пределу бесконечно большого радиуса - останется только внешнее поле плоскости, с одной стороны? Значит должны быть такие решения!

Цилиндром не интересовался, но для жёсткой сферы решение расписывал. Там снаружи получается - Шварцшильд, а внутри - пространство Минковского. В пределе бесконечно большого радиуса оно в решение для плоскости не переходит, ибо наличие у поверхности кривизны в сочетании с требованием статичности решения вносит в решение неустранимую специфику. Но об этом всём на пальцах я уже не возьмусь рассуждать.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение12.03.2009, 00:22 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
17989
Москва
VladTK в сообщении #193538 писал(а):
Поздравляю, Вы доказали что в Меллеровской СО существует горизонт
...
Поэтому Ваш вывод о непринадлежности плоскости к пространству-времени не верен.


Вы ничего не поняли из того, что я писал.

"Плоскость" $z=0$, которая в координатах $t,z$ изображается прямой, не принадлежит пространству-времени Риндлера. На самом деле это пространство-время содержит только область $z>0$. Вторая область $z<0$ с первой вообще никак не связана. Метрика $ds^2=z^2dt^2-dx^2-dy^2-dz^2$ при $z=0$ вырождается. Не имеет никакого значения, как ведёт себя преобразование координат при $z=0$. Если сделать преобразование
$$\begin{cases}\tau=|z|\sh t\text{,}\\ \zeta=z\ch t\text{,}\end{cases}$$
то можно увидеть, что вся прямая $z=0$ превращается в одну точку $\tau=\zeta=0$. Метрика $ds^2=d\tau^2-dx^2-dy^2-d\zeta^2$ нигде не вырождается и описывает геодезически полное пространство-время, поэтому есть основания считать, что именно она описывает истинный вид "плоскости" $z=0$. Заметьте, что ни одна изотропная или времениподобная геодезическая, начинающаяся внутри двух углов $-|\zeta|<\tau<|\zeta|$, не проходит через точку $\tau=\zeta=0$. Все эти геодезические покидают углы Риндлера через прямые $\tau=\pm\zeta,\zeta\neq 0$, которым не соответствуют никакие точки в пространстве-времени Риндлера.

Кстати, точно такая же ситуация с горизонтом чёрной дыры: то, что в координатах Шварцшильда изображается как "сфера" $r=r_g$, при переходе к координатам Крускала - Шекерса превращается в одну точку, через которую не проходит ни одна времениподобная или изотропная геодезическая, начинающаяся вне чёрной дыры.

Утундрий в сообщении #193584 писал(а):
Если речь здесь о $\[z^2 dt^2 - dz^2 \]$, гравитации нет вообще, есть только корявое преобразование координат. Вы же сами об этом уже говорили!


Да, говорил. Но я не физик, а ОТО интересуюсь на уровне праздного любопытства. В данном вопросе я окончательно ещё не определился. Munin в этом вопросе вроде бы поддерживает eprosа и VladTK, а я его воспринимаю как квалифицированного физика. Но мне кажется очень странным, когда мне заявляют, что гравитационное поле может появиться от того, что из пространства-времени Минковского вырезали какие-то куски и как-то их склеили. Ведь никаких изменений вдали от склейки не произошло.
Наверное, результат может имитировать "притяжение" к плоскости, но сама постановка задачи о статической гравитирующей плоскости вызывает у меня сомнения. В качестве аналогии приводят задачу из электростатики о заряженной плоскости, но физически эти задачи отличаются. Электрические заряды удерживаются на плоскости силами, которые не влияют на электрическое поле. В случае ОТО эти силы сами должны создавать гравитационное поле. Не факт, что при физически разумных предположениях плоскость может оставаться статической.

epros в сообщении #193596 писал(а):
Ну, если не лень, можно проделать вычисления для случая плоского слоя конечной толщины.


Попробовал я прокрутить Вашу идею. Поскольку вычисление тензора Эйнштейна $G_{ik}=R_{ik}-\frac 12g_{ik}R$ у меня запрограммировано в пакете Mathematica, это не занимает много времени. Я взял Вашу сглаживающую функцию и получил в переходной зоне метрику $ds^2=(1+h)\left(1+\frac{z^2}h\right)dt^2-dx^2-dy^2-dz^2$. Вычисление тензора Эйнштейна, который пропорционален тензору энергии-импульса, даёт $G_{00}=G_{33}=0,G_{11}=G_{22}=\frac h{(h+z^2)^2}$. Если Вы считаете, что анизотропное давление, не обращающееся в $0$ на границе с пустым пространством, и при нулевой плотности энергии - это очень физично, то у меня нет слов.

Я также разобрался с решением Тауба для несжимаемой жидкости с плотностью $\rho>0$. Поскольку статья Тауба мне недоступна, пришлось считать самому (с помощью пакета Mathematica). Уравнения Эйнштейна для метрики
$ds^2=c^2e^{\lambda}dt^2-e^{\mu}(dx^2+dy^2)-dz^2$
имеют вид
$$\begin{cases}-\frac 14c^2e^{\lambda}(3(\mu')^2+4\mu'')=\frac{8\pi k}{c^4}\cdot c^2e^{\lambda}\rho c^2\text{,}\\ \frac 14e^{\mu}((\lambda')^2+\lambda'\mu'+(\mu')^2+2\lambda''+2\mu'')=\frac{8\pi k}{c^4}\cdot e^{\mu}p\text{,}\\ \frac 14\mu'(2\lambda'+\mu')=\frac{8\pi k}{c^4}\cdot p\end{cases}$$
(специально написал уравнения без упрощений; штрих означает производную по $z$). Уравнение $T^i_{k;i}=0$, следующее из уравнений Эйнштейна, имеет вид
$$-\frac 12(2p'+(p+\rho c^2)\lambda')=0\text{.}$$
После тривиальных сокращений получаем
$$\begin{cases}3(\mu')^2+4\mu''=-\frac{32\pi k\rho}{c^2}\text{,}\\ (\lambda')^2+\lambda'\mu'+(\mu')^2+2\lambda''+2\mu''=\frac{32\pi k}{c^4}p\text{,}\\ \mu'(2\lambda'+\mu')=\frac{32\pi k}{c^4}p\text{,}\\ p'+\frac 12\lambda'p=-\frac 12\lambda'\rho c^2\text{.}\end{cases}$$
Вычитая третье уравнение из второго, получим
$(\lambda')^2-\lambda'\mu'+2\lambda''+2\mu''=0\text{.}$
Все уравнения с точностью до обозначений совпадают с уравнениями, которые написал Утундрий, поэтому есть надежда, что все они правильные.
Поскольку $\rho$ предполагается постоянным, первое уравнение можно решить:
$$\mu=\frac 43\ln\left|\cos\frac{\sqrt{6\pi k\rho}}c(z-z_0)\right|+\ln C_1^2\text{.}\eqno{(1)}$$
Видим, что в качестве независимой переменной лучше принять
$$Z=\frac{\sqrt{6\pi k\rho}}c(z-z_0)\text{.}\eqno{(2)}$$
Далее штрих будет обозначать производную по новой переменной $Z$. Тогда уравнения примут вид
$$\begin{cases}3(\mu')^2+4\mu''=-\frac{16}3\text{,}\\ (\lambda')^2+\lambda'\mu'+(\mu')^2+2\lambda''+2\mu''=\frac{16}{3\rho c^2}p\text{,}\\ \mu'(2\lambda'+\mu')=\frac{16}{3\rho c^2}p\text{,}\\ p'+\frac 12\lambda'p=-\frac 12\lambda'\rho c^2\text{,}\\ (\lambda')^2-\lambda'\mu'+2\lambda''+2\mu''=0\text{.}\end{cases}\eqno{(3)}$$
Из четвёртого уравнения, если его проинтегрировать как линейное относительно $p$, получим
$$p=C_2e^{-\frac{\lambda}2}-\rho c^2\text{,}\eqno{(4)}$$
а решение (1) с новой переменной примет вид
$$e^{\mu}=C_1^2\sqrt[3]{\cos^4Z}\text{.}\eqno{(5)}$$
Подставляя $p$ и $\mu$ из (4) и (5) в третье уравнение системы (3), можем найти оставшуюся функцию $\lambda$. Если $C_2=0$, то получим
$$e^{\lambda}=C_3^2\frac{\sin^2Z}{\sqrt[3]{\cos^2Z}}\text{,}\eqno{(6)}$$
что даёт вакуумное решение с космологической постоянной. Если же $C_2\neq 0$, то будет
$$e^{\frac{\lambda}2}=\frac{C_2}{\rho c^2}\left(1+\frac{|\sin Z|}{6\sqrt[3]{\cos Z}}\left(\mathbf B\left(\sin^2Z,\frac 12,\frac 16\right)+C_3\right)\right)\text{,}\eqno{(7)}$$
где
$$\mathbf B(x,p,q)=\int\limits_0^xt^{p-1}(1-t)^{q-1}dt$$
есть неполная бета-функция (бета-функция $\mathbf B(p,q)=\mathbf B(1,p,q)$).
Подставляя (7) в (4), найдём
$$p=\frac{\rho c^2|\sin Z|\left(\mathbf B\left(\sin^2Z,\frac 12,\frac 16\right)+C_3\right)}{6\sqrt[3]{\cos Z}+|\sin Z|\left(\mathbf B\left(\sin^2Z,\frac 12,\frac 16\right)+C_3\right)}\text{.}\eqno{(8)}$$
Для возвращения к первоначальной переменной $z$ нужно подставить в формулы (5) - (8) выражение (2).

Плоскостью симметрии решения является $Z=0$. На этой плоскости $p=0$. Из выражения (5) видно, что $-\frac{\pi}2<Z<\frac{\pi}2$. Если $C_3\geqslant 0$, то при возрастании $|Z|$ от $0$ до $\frac{\pi}2$ давление $p$ возрастает до $\rho c^2$. При $-\mathbf B\left(\frac 12,\frac 16\right)<C_3<0$ давление сначала убывает, становясь отрицательным, затем растёт до $\rho c^2$. При $C_3<-\mathbf B\left(\frac 12,\frac 16\right)$ давление становится разрывным. В любом случае нарушается условие энергодоминантности $3p\leqslant\rho c^2$ (кроме $C_3=-\mathbf B\left(\frac 12,\frac 16\right)$, когда давление растёт только до нуля).

Как это применить к задаче о гравитирующей плоскости, не знаю. Хотелось бы иметь решение, симметричное относительно плоскости $z=0$, в котором давление положительно внутри слоя и равно $0$ на границе с вакуумными областями, но, похоже, таких решений не существует. Между тем, если бы задача о статической гравитирующей плоскости была разумной, должно было бы существовать подходящее решение с постоянной плотностью хотя бы для достаточно тонкого слоя.

Поправка от 23/III-2009. С пределом давления в случае $C_3=-\mathbf B\left(\frac 12,\frac 16\right)$ наврал. Он на самом деле равен не $0$, а $-\infty$. Поэтому в этом случае давление при $z\to\frac{\pi}2^-$ не растёт до нуля, а убывает до $-\infty$.

epros в сообщении #193709 писал(а):
Только не говорите мне, что при $z \to \infty$ имеем $z^{2/3} \to 1$ и $z^{4/3} \to 1$.


Нет, конечно. Но компоненты тензора кривизны стремятся к нулю, так что пространство-время асимптотически плоское.
epros в сообщении #194044 писал(а):
Как из кусочков Евклидовой плоскости можно склеить нечто, обладающее кривизной в местах склейки...


Не кривизной, а особенностями. Просто получается нечто не гладкое. Физическая осмысленность априори не ясна, поскольку при склейке должны выполняться определённые условия, которые здесь никто не проверял.

epros в сообщении #194044 писал(а):
Не хотите говорить что за координаты - не надо.


Ну что Вы в позу становитесь. Обсуждались здесь эти координаты.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней.  [ Сообщений: 390 ]  На страницу Пред.  1 ... 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 ... 26  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group