متریک شوارتس‌شیلد

متریک شوارتس‌شیلد (به انگلیسی: Schwarzschild metric) اولین و مهم‌ترین جواب دقیق معادلات میدان اینشتین است که در سال ۱۹۱۶ و توسط کارل شوارتزشیلد پیدا شد.

بخشی از سری مقالات در مورد:
نسبیت عام
معادلات میدان اینشتین
آشنایی با نسبیت عام عصر طلایی نسبیت عام ریاضیات نسبیت عام آزمون‌های نسبیت عام
مفاهیم بنیادین اصل نسبیت نظریه نسبیت هموردایی عام معیت نسبیت همزمانی سینماتیک رویداد (نسبیت) چارچوب مرجع دستگاه مرجع لخت جرم (فیزیک) جرم (فیزیک) Rest frame Center-of-momentum frame انحنا ژئودزیک Geon اصل هم‌ارزی جرم در نسبیت عام هم‌ارزی جرم و انرژی اصل ناوردایی جرم نامتغیر Spacetime symmetries نسبیت خاص Doubly special relativity de Sitter invariant special relativity لائورنت نوتال سرعت نور مشتق زمانی زمان ویژه Proper length انقباض طول Action at a distance Principle of locality هندسه ریمانی شرایط انرژی
پدیده‌ها مغناطیس گرانشی مسئله دو جسم در نسبیت عام گرانش میدان گرانشی پتانسیل گرانشی همگرایی گرانشی امواج گرانشی انتقال به سرخ گرانشی انتقال به سرخ انتقال‌به‌آبی اتساع زمان اتساع زمان گرانشی تأخیر شاپیرو پتانسیل گرانشی Gravitational compression رمبش گرانشی کشش چارچوب اثر ژئودزیکی Apparent horizon افق رویداد تکینگی گرانشی تکینگی برهنه سیاه‌چاله سفیدچاله فضازمان پیکان زمان مخروط نوری خط جهانی فضای سه‌بعدی فضای چهاربعدی فضا زمان منیفلد (هندسه) منیفلد دیفرانسیل‌پذیر Riemannian manifold Configuration space فضای حالت (فیزیک) فضای فاز فضای هیلبرت فضای اقلیدسی فضای توپولوژی Topological defect نمودار مینکوفسکی فضای مینکوفسکی Lorentz scalar Closed timelike curve (CTC) کرم‌چاله Ellis wormhole
معادلات فرمالیسم‌ها معادلات گرانش خطی‌شده معادلات میدان اینشتین معادلات فریدمان ژئودزیک‌ها در نسبیت عام Mathisson–Papapetrou–Dixon معادله همیلتون-ژاکوبی-اینشتین Curvature invariant (general relativity) تبدیل لورنتس منیفلد شبه ریمانی Globally hyperbolic manifold Causality conditions ساختار علی فرمالیسم‌ها صورت‌گرایی ای‌دی‌ام صورت‌گرایی بی‌اس‌اس‌ان Newman–Penrose صورت‌گرایی پسانیوتنی پارامتری نظریه پیشرفته نظریه برانس دیکی فرضیه سانسور کیهانی نظریه کالوزا-کلین گرانش کوانتومی ابرگرانش
حل‌ها Relativistic disk متریک شوارتس‌شیلد (interior) متریک رایسنر-نوردشتروم متریک گودل متریک کر نیومن متریک (کر) متریک کازنر Lemaître–Tolman فضای تاب–نات مدل میلن متریک فریدمان-لومتر-رابرتسون-واکر فضازمان موج پی پی غبار ون استاکم Weyl–Lewis–Papapetrou Vacuum solution
قضایا Birkhoff's theorem Geroch's splitting theorem Goldberg–Sachs theorem Lovelock's theorem نظریه بدون مو قضایای تکینگی پنروز-هاوکینگ Positive energy theorem
دانشمندان آلبرت اینشتین هندریک لورنتز دیوید هیلبرت آنری پوانکاره کارل شوارتزشیلد ویلم دو سیتر هانس رایسنر گونار نوردشتروم هرمان ویل آرتور استنلی ادینگتون الکساندر فریدمان ادوارد آرتور میلن فریتس تسوئیکی ژرژ لومتر کورت گودل جان ویلر هاوارد پرسی رابرتسون جیمز ماکسول باردین آرتور جئوفری واکر روی کر سوبرامانیان چاندراسخار یورگن الرس راجر پنروز استیون هاوکینگ امل کومار ریچادوری جوزف تیلور راسل هالس ویلم ژاکوب ون استاکم آبراهام هاسکل تاب ازرا نیومن شینگ تونگ یائو کیپ تورن مشارکت‌کنندگان در نسبیت عام

این جواب، متریک فضازمان است حول یک جرم m با تقارن کروی. خود این جرم ممکن است توسط یک توزیع جرم با تقارن کروی که به فاصله‌ای از آن قرار دارد احاطه شده باشد. متریک شوارتزشیلد تنها قادر است محیط بیرونی یک جسم گرانشی را مورد بررسی و توصیف قرار دهد. برای بررسی نواحی جرم دار (درون ستاره‌ای) به متریک تولمن-اوپنهایمر-ولکوف خواهیم رسید.

متریک

اگر ${\displaystyle \mathbf {} r,\theta ,\phi }$ مختصات قطبی معمولی باشند، متریک شوارتزشیلد را به صورت زیر می‌توان نمایش داد:

${\displaystyle ds^{2}=\left(1-{\frac {2Gm}{c^{2}r}}\right)^{-1}dr^{2}+r^{2}(d\theta ^{2}+\sin ^{2}\theta d\phi ^{2})-c^{2}\left(1-{\frac {2Gm}{c^{2}r}}\right)dt^{2}}$

جستارهای وابسته

• معادلات میدان اینشتین
• معادله تولمن-اوپنهایمر-ولکوف
• تنسور اینشتین

منابع

* Schwarzschild, K. (1916). "Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einstein'schen Theorie". Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften. 1: 189–196.

• • scan of the original paper
  • text of the original paper, in Wikisource
  • translation by Antoci and Loinger
  • a commentary on the paper, giving a simpler derivation
• Schwarzschild, K. (1916). Über das Gravitationsfeld einer Kugel aus inkompressibler Flüssigkeit. Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften 1, 424-?.
• Flamm, L (1916). "Beiträge zur Einstein'schen Gravitationstheorie". Physikalische Zeitschrift. 17: 448–?.
• Ronald Adler, Maurice Bazin, Menahem Schiffer, Introduction to General Relativity (Second Edition), (1975) McGraw-Hill New York; ISBN 0-07-000423-4. See chapter 6.
• لو لاندائو and Evgeny Mikhailovich Lifshitz, The Classical Theory of Fields, Fourth Revised English Edition, Course of Theoretical Physics, Volume 2, (1951) Pergamon Press, Oxford; ISBN 0-08-025072-6. See chapter 12.
• Charles W. Misner, Kip S. Thorne, John Archibald Wheeler, Gravitation, (1970) W.H. Freeman, New York; ISBN 0-7167-0344-0. See chapters 31 and 32.
• استیون واینبرگ, Gravitation and Cosmology: Principles and Applications of the General Theory of Relativity, (1972) John Wiley & Sons, New York; ISBN 0-471-92567-5. See chapter 8.
• Taylor, Edwin F.; Wheeler, John Archibald (2000), Exploring Black Holes: Introduction to General Relativity, Addison Wesley, ISBN 0-201-38423-X
• J. Mark Heinzle and Roland Steinbauer, Remarks on the distributional Schwarzschild geometry,J. Math. Phys. 43, 1493 (2002); doi:10.1063/1.1448684.
• Jaykov Foukzon,Distributional Schwarzschild Geometry from nonsmooth regularization via Horizon.
  • arxiv.org