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曲时空中点粒子的运动

广义相对论与量子宇宙学 2016-10-19 v3

摘要

本综述关注点标量电荷、点电荷和点质量在给定背景时空中的运动。在这三种情况下,粒子产生的场在波区表现为散射辐射,因此从粒子中移除能量。在近区,场对粒子产生自力,防止粒子沿背景时空的测地线运动。场对粒子的作用因其奇异性质而难以计算:场在粒子位置发生发散。但可以分离场的奇异部分,证明其对粒子不施力——其唯一作用是对粒子惯性作出贡献。剩余的光滑场完全负责自力。由于该场满足齐次波动方程,可被视为自由(辐射)场与粒子相互作用;正是这种相互作用导致了自力的产生。本文从零开始发展推导点标量电荷、点电荷和点质量在给定背景时空中运动方程所需的数学工具。综述从讨论比滞串理论(第 I 部分)开始。然后将该理论应用于构建围绕粒子世界线的便利坐标系(第 II 部分)。随后对时空中的 Green 函数进行深入讨论(第 III 部分)。综述以详细推导三条运动方程(第 IV 部分)结束。

关键词

引用

@article{arxiv.gr-qc/0306052,
  title  = {The motion of point particles in curved spacetime},
  author = {Eric Poisson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:gr-qc/0306052},
  year   = {2016}
}

备注

LaTeX2e, 116 pages, 10 figures. This is the final version, as it will appear in Living Reviews in Relativity