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¿Cómo podemos ver que el tensor de curvatura de Riemann es covariante?

El Tensor de curvatura de Riemann utilizando las convenciones de wikipedia, se escribe en términos de Símbolos de Christoffel como: $$ \tag{1} R^\lambda_{\,\,\mu \nu \rho} = \partial_\nu \Gamma^\lambda_{\,\,\rho \mu} - \partial_\rho \Gamma^\lambda_{\,\,\nu \mu} + \Gamma^\lambda_{\,\,\nu\sigma} \Gamma^\sigma_{\,\,\rho \mu} - \Gamma^\lambda_{\,\,\rho\sigma} \Gamma^\sigma_{\,\,\nu \mu}.$$

Sabemos que este objeto es un tensor covariante, es decir, que satisface $$ \tag{2} R'^\lambda_{\,\,\mu \nu \rho} = \Lambda^\lambda_{\,\,\dot{\lambda}} \Lambda_\mu^{\,\,\dot{\mu}} \Lambda_\nu^{\,\,\dot{\nu}} \Lambda_\rho^{\,\,\dot{\rho}} R^{\dot{\lambda}}_{\,\,\dot{\mu} \dot{\nu} \dot{\rho}}\,\,, $$ que se ve con relativa facilidad a partir de la identidad de Ricci $$ \tag{3} \nabla_\rho \nabla_\sigma A_\nu - \nabla_\sigma \nabla_\rho A_\nu = A_\mu R^\mu_{\,\, \nu \rho \sigma} \,\,.$$

Pero ahora me pregunto: ¿hay una manera de ver directamente a partir de (1) que esa disposición particular de los símbolos de Christoffel y la primera derivada de los símbolos de Christoffel con esa disposición particular de los índices produce un tensor covariante? Por supuesto que podemos arremangarnos y hacer los (largos) cálculos para comprobarlo; lo que pido es un argumento cualitativo que pueda justificar más o menos por qué debemos esperar (1) como resultado.

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expedient Puntos 554

La única forma que se me ocurre es darse cuenta de que la expresión de la componente del tensor de Riemann viene de escribir $R(x,y)z:=[\nabla_x,\nabla_y]z - \nabla_{\mathcal L_xy}z$ en términos de componentes. El $\Gamma$ s comienzan a aparecer en la definición general de la derivada covariante $\nabla$ como componente de la conexión asociada (a grandes rasgos $\nabla = \partial + \Gamma$ ).

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¿Qué quiere decir con $\nabla_{\mathcal{L}_x y}$ ?

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La derivada covariante a lo largo de $\mathcal L_xy$ , donde $\mathcal L_xy$ denota la derivada de Lie de $y$ a lo largo de $x$ .

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Realmente no estoy muy familiarizado con estos conceptos de geometría diferencial. ¿Hay alguna manera de expresar esto en un lenguaje más cercano al utilizado en la relatividad general "básica"?

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