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One-forms en variedades diferenciables y diferenciales en cálculo

Supongamos que tenemos esta métrica y quiere encontrar null caminos:

$$ds^2=-dt^2+dx^2$$

Fácilmente podemos tratar a $dt$ $dx$ "como" las diferencias en el cálculo y obtener para $ds=0$

$$dx=\pm dt \to x=\pm t$$

Ahora cambie a la más abstracta y rigurosa de una de las formas en diferenciables colectores.

Aquí $$\mathrm{d}t (v)$$ is a one-form that takes a tangent vector from $T_p$ and returns a real number, $\mathrm {d}t(v) \in \mathbb {R}$.

El vector tangente a una curva $x^{\mu}(\lambda)$ en base a la $\partial_\mu$ es

$$v=\frac {dx^\mu}{d\lambda}\partial_\mu$$

Ahora aplicar el formulario para este vector

$$\mathrm {d}t(\frac {dx^\mu}{d\lambda}\partial_\mu)=\frac{dx^\mu}{d\lambda}\mathrm {d}t(\partial_\mu)$$ $$ =\frac{dx^\mu}{d\lambda}\frac {\partial t}{\partial x^\mu}$$ $$=\frac {dt}{d\lambda}$$

Ahora por encima de la métrica, en términos de las formas de leer

$$0=-\mathrm {d}t^2(v,v)+\mathrm {d}x^2(v,v)=-\mathrm {d}t(v)\mathrm {d}t(v)+\mathrm{d}x(v)\mathrm {d}x(v)$$

$$=-(\frac {dt}{d\lambda})^2+(\frac {dx}{d\lambda})^2$$

Si utilizamos la regla de la cadena $$\frac {dx}{dt}=\frac {dx}{d\lambda}\frac {d\lambda}{dt}$$

Tenemos, finalmente, obtener $$dx=\pm dt \to x=\pm t$$

El de arriba es de Carroll en la página 77. Él nos recuerda que debemos atenernos a la segunda más formal-formas, que no es el uso de diferenciales como en el cálculo, porque en el primer acceso directo que hemos "descuidadamente" no hacer la distinción entre"$\mathrm {d}t^2(v)$$dt^2$.

Ahora mi pregunta es que por favor alguien puede dar un ejemplo que a diferencia del ejemplo anterior, el tratamiento de la uno-la forma en la diferenciable colectores como un diferencial en el cálculo de hecho va a producir resultados incorrectos o conclusiones.

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VictorVMotti Puntos 209

Creo que he encontrado un contraejemplo donde no se puede pasar por alto la diferencia entre una forma y un diferencial. Considere la posibilidad de un clásico de la teoría de campo. Cuando se aplique el mínimo de la acción veo que un término es considerado el total de derivados. Decimos que $$\int \partial_\mu (\frac {\partial L}{\partial(\partial_\mu \phi)}\delta \phi) d^4x= \int d(\frac {\partial L}{\partial(\partial_\mu \phi)}\delta \phi)= (\frac {\partial L}{\partial(\partial_\mu \phi)}\delta \phi)$$ Y, a continuación, debido a que la variación en el espacio infinito se desvanece estos términos es igual a cero. No me hago el cálculo de $$\partial_\mu (\frac {\partial L}{\partial(\partial_\mu \phi)}\delta \phi) d^4x=\frac {\partial (\frac {\partial L}{\partial(\partial_\mu \phi)}\delta \phi)}{\partial x^\mu} dtdxdydz$$ a $$d(\frac {\partial L}{\partial(\partial_\mu \phi)}\delta \phi)=\frac {\partial (\frac {\partial L}{\partial(\partial_\mu \phi)}\delta \phi)}{\partial t}dt+\frac {\partial (\frac {\partial L}{\partial(\partial_\mu \phi)}\delta \phi)}{\partial x}dx+\frac {\partial (\frac {\partial L}{\partial(\partial_\mu \phi)}\delta \phi)}{\partial y}dy+\frac {\partial (\frac {\partial L}{\partial(\partial_\mu \phi)}\delta \phi)}{\partial z}dz$$ $$\neq \frac {\partial (\frac {\partial L}{\partial(\partial_\mu \phi)}\delta \phi)}{\partial x^\mu} dtdxdydz$$ Se puede ampliar esta para llenar el hueco para mí. También, ¿por qué necesitamos espacial infinito" aquí, ¿no es también cierto que $$\delta \phi$$ in the $$\frac {\partial L}{\partial(\partial_\mu \phi)}\delta \phi$$ se desvanece en cualquiera de los dos extremos de los eventos de ruta, pero ¿por qué requerimos infinito aquí?

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