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物理代写|广义相对论代写General Relativity代考|PHYS760 Orthonormal Coordinate Bases

如果你也在 怎样代写广义相对论General Relativity PHYS760这个学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。广义相对论General Relativity又称广义相对论和爱因斯坦引力理论,是爱因斯坦在1915年发表的引力几何理论,是目前现代物理学中对引力的描述。广义相对论概括了狭义相对论并完善了牛顿的万有引力定律,将引力统一描述为空间和时间或四维时空的几何属性。特别是,时空的曲率与任何物质和辐射的能量和动量直接相关。这种关系是由爱因斯坦场方程规定的,这是一个二阶偏微分方程系统。

广义相对论General Relativity描述经典引力的牛顿万有引力定律,可以看作是广义相对论对静止质量分布周围几乎平坦的时空几何的预测。然而,广义相对论的一些预言却超出了经典物理学中牛顿的万有引力定律。这些预言涉及时间的流逝、空间的几何、自由落体的运动和光的传播,包括引力时间膨胀、引力透镜、光的引力红移、夏皮罗时间延迟和奇点/黑洞。到目前为止,对广义相对论的所有测试都被证明与该理论一致。广义相对论的时间相关解使我们能够谈论宇宙的历史,并为宇宙学提供了现代框架,从而导致了大爆炸和宇宙微波背景辐射的发现。尽管引入了一些替代理论,广义相对论仍然是与实验数据一致的最简单的理论。然而,广义相对论与量子物理学定律的协调仍然是一个问题,因为缺乏一个自洽的量子引力理论;以及引力如何与三种非引力–强、弱和电磁力统一起来。

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物理代写|广义相对论代写General Relativity代考|PHYS760 Orthonormal Coordinate Bases

物理代写|广义相对论代写General Relativity代考|Orthonormal Coordinate Bases

Orthonormal Coordinate Bases. As stated, equations 12.1 and 12.3 (or 12.4) allow us to plot the trajectory of a photon in Schwarzschild coordinates $r$ and $\phi$ as a function of the Schwarzschild time coordinate $t$. But how would an observer at rest in Schwarzschild spacetime characterize the photon’s direction of motion?

Answering a question like this requires thinking carefully about how observers in a gravitational field will measure quantities. This is a good opportunity to digress for a moment from studying the motion of photons in particular to address the more general question of how an ordinary observer would interpret four-vector quantities whose components we know in a coordinate system like Schwarzschild coordinates. This general approach will be valuable to us in a number of contexts in the future.

Just as we can use cartesian coordinates on any sufficiently small patch of a curved surface (such as the surface of the earth), we can set up a local cartesian-like coordinate system in any sufficiently small region of spacetime. Indeed, any observer who is trying to measure physical quantities in his or her local region will do precisely this if they set up a clock lattice (like the one described in chapter 2 ) or something equivalent. Observers in a gravitational field will have trouble synchronizing lattice clocks because clocks higher in the field run faster than those lower, but such problems will be negligible in a sufficiently small frame.

物理代写|广义相对论代写General Relativity代考|The Four-Momentum of Light

The Four-Momentum of Light. In the case of photons, the four-vector of interest is the photon’s four-momentum $\boldsymbol{p}$, so let’s find that four-momentum. Now, the Schwarzschild components of $\boldsymbol{p}$ for a particle with nonzero rest mass $m$ are
$$
p^\mu=m \frac{d x^\mu}{d \tau}=m \frac{d t}{d \tau} \frac{d x^\mu}{d t}=\frac{m e}{1-2 G M / r} \frac{d x^\mu}{d t}=\frac{E}{1-2 G M / r} \frac{d x^\mu}{d t}
$$
where I have used equation 10.5 to eliminate the $d t / d \tau$ term and $E=m e$ is the particles’s relativistic energy at infinity. The last expression in equation 12.11 is well-defined in the limit $m \rightarrow 0$, so we will take it to be the definition of the Schwarzschild four-momentum components for a photon having energy $E$ at infinity. If the photon moves in the equatorial plane, then equations 12.1 and 12.3 imply that
$$
\begin{gathered}
p^t=\frac{E}{(1-2 G M / r)}, \quad p^\phi=\frac{E}{(1-2 G M / r)} \frac{d \phi}{d t}=E \frac{b}{r^2} \
p^\theta=0, \quad \text { and } p^r=\frac{E}{(1-2 G M / r)} \frac{d r}{d t}= \pm E \sqrt{1-\frac{b^2}{r^2}\left(1-\frac{2 G M}{r}\right)}
\end{gathered}
$$
The last is positive for an outgoing photon, negative for an ingoing photon.

物理代写|广义相对论代写General Relativity代考|PHYS760 Orthonormal Coordinate Bases

广义相对论代写

物理代写|广义相对论代写General Relativity代考|Orthonormal Coordinate Bases


正交坐标基。如前所述,方程式 12.1 和 12.3 (或 12.4) 允许我们在 Schwarzschild 坐标系中绘制光子轨迹 $r$ 和 $\phi$ 作为 Schwarzschild 时间坐标的函数 $t$. 但是,在史瓦西时空中静止的观察者如何表征光子的运动方向呢?
回答这样的问题需要仔细考虑引力场中的观察者将如何测量数量。这是一个很好的机会,可以暂时脱离研究光 子的运动,特别是解决更一般的问题,即普通观察者如何解释我们在 Schwarzschild 坐标等坐标系中已知其分 量的四矢量量。这种通用方法在末来的许多情况下对我们都很有价值。
正如我们可以在任何足够小的曲面(例如地球表面) 上使用笛卡尔坐标一样,我们可以在任何足够小的时空区 域中建立局部类笛卡尔坐标系。事实上,任何试图在他或她的局部区域测量物理量的观察者都可以精确地做到 这一点,如果他们设置一个时钟格(如第 2 章中描述的那样) 或类似的东西。引力场中的观察者在同步晶格时 钟时会遇到麻烦,因为场中较高的时钟比较低的时钟运行得更快,但在足够小的框架中,此类问题可以忽略不 计。

物理代写|广义相对论代写General Relativity代考|The Four-Momentum of Light


光的四动量。对于光子,感兴趣的四矢量是光子的四动量 $\boldsymbol{p}$ ,所以让我们找到四动量。现在,Schwarzschild 组件 $\boldsymbol{p}$ 对于具有非零静止质量的粒子 $m$ 是
$$
p^\mu=m \frac{d x^\mu}{d \tau}=m \frac{d t}{d \tau} \frac{d x^\mu}{d t}=\frac{m e}{1-2 G M / r} \frac{d x^\mu}{d t}=\frac{E}{1-2 G M / r} \frac{d x^\mu}{d t}
$$
我用公式 10.5 消除了 $d t / d \tau$ 术语和 $E=m e$ 是粒子在无穷远处的相对论能量。等式 12.11 中的最后一个表达式 在极限中明确定义 $m \rightarrow 0$, 所以我们将它作为具有能量的光子的 Schwarzschild 四动量分量的定义 $E$ 在无穷 大。如果光子在赤道平面内移动,则方程 12.1 和 12.3 意味看
$$
p^t=\frac{E}{(1-2 G M / r)}, \quad p^\phi=\frac{E}{(1-2 G M / r)} \frac{d \phi}{d t}=E \frac{b}{r^2} p^\theta=0, \quad \text { and } p^r=\frac{E}{(1-2 G M / r)} \frac{d r}{d t}= \pm E \sqrt{1-\frac{b^2}{r^2}\left(1-\frac{2 G M}{r}\right)}
$$
最后一个对出射光子为正,对入射光子为负。

物理代写|广义相对论代写General Relativity代考

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微观经济学代写

微观经济学是主流经济学的一个分支,研究个人和企业在做出有关稀缺资源分配的决策时的行为以及这些个人和企业之间的相互作用。my-assignmentexpert™ 为您的留学生涯保驾护航 在数学Mathematics作业代写方面已经树立了自己的口碑, 保证靠谱, 高质且原创的数学Mathematics代写服务。我们的专家在图论代写Graph Theory代写方面经验极为丰富,各种图论代写Graph Theory相关的作业也就用不着 说。

线性代数代写

线性代数是数学的一个分支,涉及线性方程,如:线性图,如:以及它们在向量空间和通过矩阵的表示。线性代数是几乎所有数学领域的核心。

博弈论代写

现代博弈论始于约翰-冯-诺伊曼(John von Neumann)提出的两人零和博弈中的混合策略均衡的观点及其证明。冯-诺依曼的原始证明使用了关于连续映射到紧凑凸集的布劳威尔定点定理,这成为博弈论和数学经济学的标准方法。在他的论文之后,1944年,他与奥斯卡-莫根斯特恩(Oskar Morgenstern)共同撰写了《游戏和经济行为理论》一书,该书考虑了几个参与者的合作游戏。这本书的第二版提供了预期效用的公理理论,使数理统计学家和经济学家能够处理不确定性下的决策。

微积分代写

微积分,最初被称为无穷小微积分或 “无穷小的微积分”,是对连续变化的数学研究,就像几何学是对形状的研究,而代数是对算术运算的概括研究一样。

它有两个主要分支,微分和积分;微分涉及瞬时变化率和曲线的斜率,而积分涉及数量的累积,以及曲线下或曲线之间的面积。这两个分支通过微积分的基本定理相互联系,它们利用了无限序列和无限级数收敛到一个明确定义的极限的基本概念 。

计量经济学代写

什么是计量经济学?
计量经济学是统计学和数学模型的定量应用,使用数据来发展理论或测试经济学中的现有假设,并根据历史数据预测未来趋势。它对现实世界的数据进行统计试验,然后将结果与被测试的理论进行比较和对比。

根据你是对测试现有理论感兴趣,还是对利用现有数据在这些观察的基础上提出新的假设感兴趣,计量经济学可以细分为两大类:理论和应用。那些经常从事这种实践的人通常被称为计量经济学家。

MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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