史瓦西度規(guī)
史瓦西度規(guī)
利用史瓦西坐標(biāo), 史瓦西度規(guī) 可以表示成如下形式:
其中 G {\displaystyle G} 是引力常數(shù), M {\displaystyle M} 解釋為產(chǎn)生引力的物體之質(zhì)量,而
是二維球面(2-sphere)上的標(biāo)準(zhǔn)度規(guī)(即:立體角的標(biāo)準(zhǔn)單元)。
常數(shù)
稱作 史瓦西半徑 ,在史瓦西解中扮演關(guān)鍵角色。
史瓦西度規(guī)實(shí)際上是真空場方程的解析解,意思上表示其僅在引力來源物體 以外 的地方能夠成立。也就是說,對一半徑 R {\displaystyle R} 之球狀體,此解僅在 r > R {\displaystyle r>R} 時(shí)成立。然而,若 R {\displaystyle R} 少于史瓦西半徑 r s {\displaystyle r_{s}} ,此時(shí)解描述的是一個(gè)黑洞(見下文)。為了要描述引力來源物體內(nèi)部與外部兩者的引力場,史瓦西解必須跟一個(gè)適當(dāng)?shù)膬?nèi)部解在 r = R {\displaystyle r=R} 處相洽。
注意到當(dāng) M → → --> 0 {\displaystyle M\to 0} 或 r → → --> ∞ ∞ --> {\displaystyle r\rightarrow \infty } ,史瓦西度規(guī)近似為閔可夫斯基時(shí)空
直觀上說,這樣的結(jié)果是合理的:既然遠(yuǎn)離了引力來源物體,時(shí)空理應(yīng)變得近乎平直。具有這樣性質(zhì)的度規(guī)稱作是“漸進(jìn)平直 (asymptotically flat)”。
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