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¿Qué es el tensor de energía de estrés?

Estoy tratando de entender la ecuación de Campo de Einstein equipado sólo con la formación en geometría de Riemann. Mi pregunta es muy simple aunque yo cant extracto de la respuesta de la página de la wikipedia:

Es la "tensión-energía", algo que puede ser derivado de la pseudo-métrica de Riemann (como el tensor de Ricci, el escalar de curvatura, y, obviamente, la métrica de los coeficientes que aparecen en la ecuación) o es empírico de física de la cosa como el "constantes de la naturaleza" que aparecen en la ecuación? O ¿necesita algo extra matemáticos gadget para especificar? Gracias y disculpas de antemano si esto es absolutamente absurdo. También, como un no-físicos no estoy seguro de cómo etiquetar esta bien así que lo siento por que así.

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Daniel Broekman Puntos 1951

Buena pregunta! Desde un punto de vista físico, el estrés de la energía tensor es el término fuente para la ecuación de Einstein, como la carga eléctrica y corriente es el término fuente para las ecuaciones de Maxwell. Representa la cantidad de energía, el impulso, la presión y el estrés en el espacio. Más o menos:

$$T = \begin{pmatrix}u & p_x & p_y & p_z \\ p_x & P_{xx} & \sigma_{xy} & \sigma_{xz} \\ p_y & \sigma_{yx} & P_{yy} & \sigma_{yz} \\ p_z & \sigma_{zx} & \sigma_{zy} & P_{zz}\end{pmatrix}$$

Aquí $u$ es la densidad de energía, la $p$'s son el impulso de las densidades, $P$'s son presiones, y $\sigma$'s son las tensiones de corte.

En su forma más "natural" física de interpretación, la ecuación de Einstein $G^{\mu\nu} = 8\pi T^{\mu\nu}$ (en unidades apropiadas) representa el hecho de que la curvatura del espacio es determinado por el material en él. Para poner esto en práctica, medir la cantidad de cosas en el espacio, lo cual nos indica que los componentes de la tensión tensor de energía. A continuación, intenta encontrar una solución para la métrica $g_{\mu\nu}$ que da el buen $G^{\mu\nu}$ tales que la ecuación se satisface. (El tensor de Einstein $G$ es una función de la métrica.) En otras palabras, se trata de medición de $T$ y tratando de resolver la ecuación resultante para $G$.

Pero también puede, en principio, medir la curvatura del espacio, el cual le dice $G$ (o se podría recoger algunos métrica y obtenga $G$ a partir de que), y el uso que para la determinación de $T$, lo cual nos indica la cantidad de cosas en el espacio. Esto es lo que los cosmólogos hacer cuando tratan de averiguar cómo la densidad del universo se compara con la densidad crítica, por ejemplo.

Vale la pena señalar que $T$ es una dinámica variable (como la carga eléctrica), no una constante (como la velocidad de la luz).

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