物理学 › 一般相対性理論 › 重力波

四重極公式(波の振幅)

定理 5.2(「重力波」§5) ・ ✓公理まで証明済み

TμνT^{\mu\nu} が台のコンパクトな(大きさ dd)、自己重力が弱く(GM/(c2d)≪1GM/(c^2d)\ll1、したがって線形化が使え、TμνT^{\mu\nu} に重力場自身のエネルギーを含めなくてよい)、遅い運動(特徴的な速さ v≪cv\ll c、したがって波長 λ∼cT≫d\lambda\sim cT\gg d)をする孤立した源で、∂μTμν=0\partial_\mu T^{\mu\nu}=0 を満たすとする。源から距離 r≫d,λr\gg d,\lambda の遠方で、ハーモニックゲージの hˉij\bar h_{ij} は

hˉij(t,x)=2Gc4r M¨ij(t−rc)+O(1r2)+(高次の多重極)\bar h_{ij}(t,\boldsymbol{x})=\frac{2G}{c^4r}\,\ddot M_{ij}\Bigl(t-\frac rc\Bigr)+O\Bigl(\frac1{r^2}\Bigr)+(\text{高次の多重極})

で与えられる。さらに、伝播方向 n=x/r\boldsymbol{n}=\boldsymbol{x}/r に対して TT ゲージに移ると(定理 3.2 と同じ変換)、物理的な波は

hijTT=2Gc4r Q¨ijTT(t−rc),QijTT:=Λij,kl(n) Mklh^{\mathrm{TT}}_{ij}=\frac{2G}{c^4r}\,\ddot Q^{\mathrm{TT}}_{ij}\Bigl(t-\frac rc\Bigr),\qquad Q^{\mathrm{TT}}_{ij}:=\Lambda_{ij,kl}(\boldsymbol{n})\,M_{kl}

である。ここで Pij=δij−ninjP_{ij}=\delta_{ij}-n_in_j、Λij,kl=PikPjl−12PijPkl\Lambda_{ij,kl}=P_{ik}P_{jl}-\tfrac12P_{ij}P_{kl}、Qij=Mij−13δijMkkQ_{ij}=M_{ij}-\tfrac13\delta_{ij}M_{kk}(トレースなし質量四重極モーメント)で、Λij,klQkl=Λij,klMkl\Lambda_{ij,kl}Q_{kl}=\Lambda_{ij,kl}M_{kl} である。

本文で読む(証明と前後の説明)→

閉包の状態

✓ 公理まで証明済み

証明が使う定理を 前提 としてたどると、Rikai の中の証明だけで定義・公理(物理では基本仮定)までつながっています(前提の定理類 123 件、定義なども含めて 148 件)。

印の意味: ✓公理まで証明済み ・ △証明あり(閉包未完)・ ※主張のみ。テーマごとの集計は 閉包の状況。

前提をたどる 証明が使う定理・定義(直接 4 件)

▸ を開くと、その項目の証明が使う前提が出ます。深い先は各項目のページでたどれます。

これを使っている定理 証明で参照している 1 件

関連するノック 3 問