การสลายตัวของเบล
ในเรขาคณิตแบบเซมิ-รีมันน์การแยกส่วนแบบเบลซึ่งพิจารณาโดยสัมพันธ์กับความสอดคล้องแบบไท ม์ไลค์ที่เฉพาะเจาะจง เป็นวิธีการแยกเทนเซอร์รีมันน์ของแมนิโฟลด์แบบซูโด-รีมันน์ออกเป็นเทนเซอร์ลำดับต่ำกว่าที่มีคุณสมบัติคล้ายกับสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กการแยกส่วนดังกล่าวได้รับการอธิบายบางส่วนโดยอัลฟองส์ แมทท์ในปี 1953 [ 1 ]และโดยลูอิส เบลในปี 1958 [ 2 ]
การแยกส่วนนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งใน ทฤษฎีสั มพัทธภาพทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในกรณีของแมนิโฟลด์ลอเรนซ์ สี่มิติ ซึ่งมีเพียงสามส่วนที่มีคุณสมบัติง่ายๆ และการตีความทางกายภาพเฉพาะตัว
การแยกส่วนประกอบของเทนเซอร์รีมันน์
ในสี่มิติ การแยกส่วนแบบเบลของเทนเซอร์รีมันน์ โดยสัมพันธ์กับสนามเวกเตอร์หน่วยแบบไทม์ไลค์ซึ่งไม่จำเป็นต้องเป็นเส้นโค้งทางภูมิศาสตร์หรือเส้นโค้งตั้งฉากของพื้นผิว ประกอบด้วยสามส่วน:
- เทนเซอร์อิเล็กโทรกราวิติก
- เรียกอีกอย่างว่าเทนเซอร์ไทดัลสามารถตีความทางกายภาพได้ว่าเป็นการให้ความเค้นไทดัลบนชิ้นส่วนเล็กๆ ของวัตถุ (ซึ่งอาจได้รับอิทธิพลจากแรงทางกายภาพอื่นๆ ด้วย) หรือความเร่งไทดัลของกลุ่มอนุภาคทดสอบ ขนาดเล็ก ในสารละลายสุญญากาศหรือสารละลายสุญญากาศไฟฟ้า
- เทนเซอร์แม่เหล็กแรงโน้มถ่วง
- สามารถตีความในเชิงกายภาพได้ว่าเป็นการระบุถึงแรงระหว่างสปิน ที่อาจเกิดขึ้น กับอนุภาคที่กำลังหมุน เช่นอนุภาคทดสอบ ที่กำลัง หมุน
- เทนเซอร์โทโพกราวิติก
- สามารถตีความได้ว่าเป็นการแสดงถึงความโค้งของส่วนตัดขวางสำหรับส่วนเชิงพื้นที่ของกรอบสนาม
เนื่องจากเวกเตอร์ เหล่านี้ทั้งหมดเป็นเวกเตอร์แนวขวาง (กล่าวคือ ฉายไปยังองค์ประกอบระนาบเชิงพื้นที่ที่ตั้งฉากกับเวกเตอร์หน่วยเวลาของเรา) จึงสามารถแสดงเป็นตัวดำเนินการเชิงเส้นบนเวกเตอร์สามมิติ หรือเมทริกซ์จริงขนาด 3x3 ได้ โดยจะสมมาตร ไม่มีร่องรอยและสมมาตรตามลำดับ (มีส่วนประกอบอิสระเชิงเส้น 6, 8, 6 ส่วน รวมทั้งหมด 20 ส่วน) หากเราเขียนตัวดำเนินการเหล่านี้เป็นE , B , Lตามลำดับ ค่าคงที่หลักของเทนเซอร์รีมันน์จะได้ดังนี้:
- คือร่องรอยของE 2 + L 2 - 2 B B T ,
- คือร่องรอยของB ( E - L )
- คือร่องรอยของE L - B 2