雷乔杜里方程

✍ dations ◷ 2025-04-02 10:45:40 #广义相对论

在广义相对论中,雷乔杜里方程(英语:Raychaudhuri equation),或朗道–雷乔杜里方程(英语:Landau–Raychaudhuri equation)是描述邻近物质运动的基本方程。

它不仅是彭罗斯-霍金奇点定理和广义相对论的精确解研究的基本引理,还具有独特之处,即它指出引力应该是广义相对论中任意质量-能量之间的普遍存在的吸引力,正如在牛顿引力理论中那样。

这一方程由印度物理学家阿马尔·库马尔·雷乔杜里(英语:Amal Kumar Raychaudhuri)和苏联物理学家列夫·朗道各自独立发现。

考虑一个类时的单位矢量场 X {\displaystyle {\vec {X}}} (可理解为不相交的世界线的汇(英语:Congruence (general relativity))), 雷乔杜里方程可写为

式中

是剪切张量

和涡度张量

的二次不变量。这里

是扩张张量, θ {\displaystyle \theta } 是它的迹,称为扩张标量。

是正交于 X {\displaystyle {\vec {X}}} 的超平面上的投影张量。另外,圆点表示对固有时的微分。潮汐张量(英语:Electrogravitic tensor) E a b {\displaystyle E_{ab}} 的迹可写为

这个量有时也称为雷乔杜里标量。


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