能动张量守恒定律对宇宙学的深刻影响 ( 宇宙演化中的逻辑关联Ⅻ 主流宇宙学的理论 基础(五) ) 我在《宇宙演化中的逻辑关联Ⅻ 主流 宇宙学的理论 基础(一)》那篇博文中曾指出 : 在 主流宇宙学中,没有考虑自由引力场的能量也没有充分应用 引力体系的能动张量守恒定律;特别是没有注意到爱因斯坦守恒定律也可类似于 Lorentz 与 Levi-Civita 守恒定律那样,既 有可能 阻止黑洞的 出现,又有可能 阻止 宇宙大爆炸出现。(请参考我在早先发表的《 在爱因斯坦守恒定律的基础上也可建立 不存在大爆炸的宇宙模型》那篇博文)。现在我们来详细说明这个问题。 在上述讨论中,我们看到, 能动张量守恒定律对宇宙的演化是有深刻影响的。 参考文献 Weinberg S. 1972, Gravitation and Cosmology, Wiley, New York . Chen F. P. 2009, Further study on the conservation laws of energy-momentum tensor density for a gravitational system. Int.J.Theor.Phys.48 , 847. 陈方培 .2008, Lorentz 与 Levi-Civita 守恒定律对 黑洞形成的影响及其它 ( 引力体系协变的能动张量密度及其守恒定律与某些应用 Ⅳ ). 中国科技论文在线 200809-272. Chen F. P. 2008, Field equations and conservation laws derived from the generalized Einsteins Lagrangian density for a gravitational system and their implications to cosmology. Int.J.Theor.Phys.47,421. 陈方培 .2008, Lorentz 与 Levi-Civita 守恒定律及推广的 爱因斯坦 场方程 对宇宙演化的影响 ( 引力体系协变的能动张量密度及其守恒定律与某些应用Ⅲ ). 中国科技论文在线 200804-452.
爱因斯坦守恒定律有着多种推导方法。能动张量守恒定律曾被认为是广义相对论的老大难问题; Lorentz 与 Levi-Civita 守恒定律和 Einstein 守恒定律的历史争论 , Einstein 守恒定律缺乏依照广义相对论的精神应当具有的协变性,都是老大难的表现。这些问题研究起来已经是够复杂、够困难的了;再加上多种推导方法,甚至不同的表式,就更增加了研究的复杂性和困难性,以致使某些研究陷入错误的途径。例如,认为 PSR1913+16 双星公转周期变化的观测数据验证了引力波携带能量、动量传播的看法就是一个很典型的例子。在我看来, 双星所减少的引力势能和公转动能只不过是 转变成了双星的热能和双星所在处的自由引力场的能量,而并没有转变成引力波所携带的能量 。要清楚地理解这些关系,不是一篇短文能够说明白的,须要深入讨论 Lorentz 与 Levi-Civita 守恒定律与爱因斯坦守恒定律在特性上的异同以及这些特性对引力波的影响。这需要写几篇博文,我打算先从爱因斯坦守恒定律的多种推导方法及其等效性谈起。 我在文献 中 , 是利用对称性导出爱因斯坦守恒定律 类似于电磁场,因电磁场能量恒为正,便假定引力场能量也为正;这一假定并无实验根据 , 第二类 爱因斯坦守恒定律更不是严格地从理论上导出的。从以上的讨论中,我们可以看出,从理论上只能导出第一类爱因斯坦守恒定律。事实上引力场与电磁场并不相似,故应当认为 第二类 爱因斯坦守恒定律是不存在的。 在后续博文中将应用到本次博文的一些关系。 参考文献 : Cattani C. and De Maria M. 1993, Conservation laws and gravitational waves in general relativity. In: The Attraction of Gravitation, Edited by Earman, J., Janssen, M. and Norton, J. D. Birkhauser, Boston . 陈方培 .2000, 引力场的能动张量定义的历史争论及重新研究 . 河北师范大学学报 24,326. 陈方培 .2008, Lorentz 与 Levi-Civita 守恒定律对引力波特性的影响 ( 引力体系协变的能动张量密度及其守恒定律与某些应用Ⅱ ). 中国科技论文在线 200803-39. Chen F. P. 2008, Field equations and conservation laws derived from the generalized Einsteins Lagrangian density for a gravitational system and their implications to cosmology. Int.J.Theor.Phys.47,421. 陈方培 .2008, 引力体系的拉氏量与能动张量密度守恒定律及场方程 ( 引力体系协变的能动张量密度及其守恒定律与某些应用 = 1 \* ROMAN I ). 中国科技论文在线 200802-56. Moller C. 1972, The Theory of Relativity, Clarendon Press, Oxford . Landau L. D. and Lifshitz E. M. 1975, The Classical Theory of Fields, Translated by Hamermesh M., Pergamon Press, Oxford . Chen F. P. 2008, Further study on the conservation laws of energy-momentum tensor density for a gravitational system. Int.J.Theor.Phys. .published online first : http://dx.doi.org/10.1007/s10773-008-9858-z 陈方培 .2008, Lorentz 与 Levi-Civita 守恒定律对 黑洞形成的影响及其它 ( 引力体系协变的能动张量密度及其守恒定律与某些应用 Ⅳ ). 中国科技论文在线 200809-272. Weinberg S. 1972, Gravitation and Cosmology, Wiley, New York .