广义相对论中带质量粒子的能量与一种引力荷
广义相对论与量子宇宙学
2023-07-06 v2 高能物理 - 理论
摘要
在本文中，我们研究广义相对论中涉及物质能量动量张量 (EMT) 的各类守恒量之间的关系或差异。这些荷包括带 Einstein 赝 EMT 的能量、广义 Komar 积分或 ADM 能量，它们均可由 Noether 第二定理导出，以及最近在广义相对论中提出的一个额外守恒荷。为详细分析，我们将这些荷的定义应用于一个自由带质量粒子系统。我们采用后牛顿 (PN) 展开以作出物理解释。我们发现广义 Komar 积分在 PN 展开的第一个非平凡阶由于空间边界的非零贡献而不守恒，而此阶上带 Einstein 赝 EMT 的能量与通过牛顿势产生引力相互作用的带质量粒子的总能量一致，因此是守恒的。此外，该总能量被证明不仅在此阶而且在所有 PN 展开阶上都与 ADM 能量相同。我们接下来在 PN 展开的所有阶上计算带质量粒子系统的额外守恒荷，其结果为粒子总数。我们称之为引力荷，因为它显然不同于总能量。我们最后讨论了广义相对论中存在两个守恒量——能量与引力荷——这一事实的启示。
引用
@article{arxiv.2305.09849,
title = {Energies and a gravitational charge for massive particles in general relativity},
author = {Sinya Aoki and Tetsuya Onogi and Tatsuya Yamaoka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.09849},
year = {2023}
}
备注
17 pages, Reference added, typo corrected