宇宙論的赤方偏移を共形時間を使わずに導く

このページとか,このページとかでは共形時間 (conformal time) \(\eta\) で表した FLRW 計量

$$ ds^2 = a^2(\eta) \Bigl\{-d\eta^2 + d\chi^2 + \sigma(\chi)^2 (d\theta^2+\sin^2\theta d\phi^2) \Bigr\} $$

を使ったが,通常の時間座標 (cosmic time) \(t\) で表した FLRW 計量

$$ ds^2 =   -dt^2 + g_{ij} \,dx^i dx^j = -dt^2 + a^2(t) \left\{\frac{dr^2}{1- k r^2} + r^2 (d\theta^2+\sin^2\theta d\phi^2)\right\}$$

を使っても膨張宇宙における宇宙論的赤方偏移が

\begin{eqnarray}
\omega &=& – k_{\mu} u^{\mu} \\
&=& – k_0\, u^0 = \frac{\omega_c}{a} \propto \frac{1}{a(t)}
\end{eqnarray}

のようになることを示す。(これは授業の練習問題。) Continue reading

B. K. Sachs or R. K. Sachs?

同じ本の英語表示とイタリア語 (?) 表示で Editor のイニシャルが違う。 Continue reading

横ドップラー効果を別の立場からみると「真横」ではないという話

特殊相対論においては,光源・観測者間の相対速度がゼロの瞬間であっても,観測される光の振動数の変化が起こる。特殊相対論特有のこの効果は「横ドップラー効果」と呼ばれる。横ドップラー効果の原因としては,光源の時間の進み方が特殊相対論的効果によって遅れるからだ,などという説明があるが…

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Maxima で領域の塗りつぶしと回転体の表示

授業の定積分のところで,グラフを描いてから面積や体積を求めるように学生さんに言ったので。 Continue reading

変分原理から求めるカテナリー曲線

全重力ポテンシャルエネルギー $\displaystyle U = \int_A^B \rho g y\, ds$ を最小にする曲線であることから,カテナリー方程式を導く。以下も参照:

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カテナリー曲線

一様重力場中に一様な質量線密度のロープを両端を固定して垂らしたときにできる曲線がカテナリー曲線懸垂曲線懸垂線とも。以下も参照:


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ミルン宇宙はミンコフスキーであること

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Maxima で3次元球対称空間のクリストッフェルおよびリッチを求める

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球対称・真空ならば必ず静的で漸近的に平坦か?

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ルメートル座標であらわしたシュバルツシルト解

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