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Fuente de energía de las ondas gravitacionales en teoría linearizada

Alineando la métrica de la siguiente manera (enfoque en la mayoría de los libros de texto):

$g_{\mu\nu}=\eta_{\mu\nu}+h_{\mu\nu}\text{ with } |h_{\mu\nu}|\ll 1$

y la elección de la transversal-traceless estimar la ecuación de onda para la perturbación $h_{\mu\nu}^{TT}$ se obtiene (con $\Box=\eta_{\mu\nu}\partial^{\mu}\partial^{\nu}$:

$\Box h_{\mu\nu}=0$

Por lo tanto, las posibles soluciones a las perturbaciones $h_{\mu\nu}$ son ondas con $+$- resp. $\times$-polarización. Estas ondas tienen un efecto sobre la prueba de masas, por ejemplo. deformación de un anillo de acuerdo a la polarización de la onda. Así, mediante la introducción de pequeños manantiales entre la prueba de masas de la onda gravitacional debe llevar la energía (almacenado en los muelles por la fricción). Pero ¿cuál es la fuente de esta energía?

En Las Ondas Gravitacionales Vol. Yo por Michele Maggiore, el estrés de la energía tensor de GWs $T_{\mu\nu}^{\text{GW}}$ se deriva alineando la métrica como este:

$g_{\mu\nu}=g_{\mu\nu}^B+h_{\mu\nu}$

Donde $g_{\mu\nu}^B$ es la curva de fondo. Esto tiene sentido para mí, porque GWs en sí mismas son fuentes de curvatura.

Estoy confundido por el primer enfoque: La GWs parecen llevar la energía, pero en las ecuaciones de campo de $T_{\mu\nu}$ se establece en cero. Entonces, ¿dónde está la energía que proviene de? Cómo deben ser las ondas de interpretar físicamente?

EDITAR:

Después de pensar en ello de nuevo: $T_{\mu\nu}$ se establece en cero, porque nos fijamos en una región en el espacio-tiempo, donde no hay materia/densidad de energía y describir cómo la perturbación $h_{\mu\nu}$ se comporta (como una ola). Pero la perturbación debe ser causado algún lugar por alguna fuente. De modo que la onda viene de una región con una fuente (similar a la de vacío solución de onda en la electrodinámica).

Todavía estoy un poco confundido lo que la interpretación física de estas ondas es.

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Joe Liversedge Puntos 2134

Alguien más probablemente puede responder a esto con más disciplina y con la mejor técnica de las instalaciones, pero aquí está mi idea aproximada de lo que está pasando. Yo creo que hay dos conjuntos separados de temas a tratar en esta interpretación.

Una serie de cuestiones que tiene que ver con el hecho de que linealizado de la gravedad es incompleta e inconsistente. Por ejemplo, lineal gravedad no puede describir obligado sistemas, por lo que no se puede describir una fuente realista como dos estrellas que orbitan mutuamente.

Los otros problemas que surgen debido a la forma de energía está representada en el GR. GR (a) no tiene un conservaba, escalar medida de la masa-energía que se aplica a todos los spacetimes, o (b) tiene una medida local de la energía del campo gravitacional. Emitir una surge del hecho de que la energía-momentum es un vector, y no se puede comparar vectores que vinieron de diferentes lugares, excepto a través de transporte paralelo, que es dependiente del recorrido. Tema b viene desde el principio de equivalencia. Debido a estos problemas, usted no debe esperar a tener una densidad de energía local, tal como un período en el que el estrés, la energía del tensor, que representa la energía de la gravitatioal olas.

En asintóticamente plana spacetimes, tenemos varias conservado medidas del total de la masa-energía del espacio-tiempo, tales como el Bondi de la energía y de la ADM de la energía. El ADM de energía, por ejemplo, no incluye la energía que se irradia a null infinito por las ondas gravitacionales.

Una forma simple para convencerse de que las ondas gravitacionales que realmente llevan la energía, considere la posibilidad de que éstas se manifiestan en los experimentos como fuerzas de marea, exactamente igual que cualquier otras fuerzas de marea, como las que crean los océanos de la tierra de las mareas. Tales fuerzas de marea son, sin duda, capaz de hacer el trabajo.

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