FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL Do SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EN CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =
TRANSFORMAÇÕES ⇔ INTERAÇÕES ⇔ TUNELAMENTO ⇔ EMARANHAMENTO ⇔ CONDUTIVIDADE ⇔ DIFRAÇÕES ⇔ estrutura eletrônica, spin, radioatividade, ABSORÇÕES E EMISSÕES INTERNA ⇔ Δ de temperatura e dinâmicas, transições de estados quântico Δ ENERGIAS, ⇔ Δ MASSA , ⇔ Δ CAMADAS ORBITAIS , ⇔ Δ FENÔMENOS , ⇔ Δ DINÂMICAS, ⇔ Δ VALÊNCIAS, ⇔ Δ BANDAS, Δ entropia e de entalpia, E OUTROS.
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+ FUNÇÃO TÉRMICA.
, + FUNÇÃO DE TUNELAMENTO QUÂNTICO.
+ FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA
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V [R] [MA] = Δe,M, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM......ΤDCG XΔe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
xsistema de dez dimensões de Graceli +DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.[como, spins, posicionamento, afastamento, ESTRUTURA ELETRÔNICA, e outras já relacionadas]..- DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.xsistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia. [estados de transições de fases de estados de estruturas, quântico, fenomênico, de energias, e dimensional [sistema de estados de Graceli].x
- TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
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- T l T l E l Fl dfG lN l El tf lP l Ml tfefelTa l RlLl
O tensor tensão-energia , às vezes tensor tensão-energia-momento ou tensor energia-momento , é uma quantidade tensorial na física que descreve a densidade e o fluxo de energia e momento no espaço-tempo , generalizando o tensor tensão da física newtoniana . É um atributo da matéria , radiação e campos de força não gravitacionais . O tensor energia-estresse é a fonte do campo gravitacional noEquações do campo de Einstein da relatividade geral , assim como a densidade de massa é a fonte desse campo na gravidade newtoniana .
Definição [ editar ]
O tensor energia-estresse envolve o uso de variáveis sobrescritas ( não expoentes; consulte notação de índice de tensão e notação de soma de Einstein ). Se as coordenadas cartesianas em unidades SI são usados, então os componentes da posição quatro do vector são dadas por: x 0 = t , x 1 = x , x 2 = y , e x 3 = z , em que t é o tempo em segundos, e x , y , e z são distâncias em metros.
O tensor tensão-energia é definido como o tensor T αβ da ordem dois que fornece o fluxo do a- ésimo componente do vetor de momento através de uma superfície com coordenadas x β constantes . Na teoria da relatividade , esse vetor de momento é tomado como o quatro momentos . Na relatividade geral, o tensor tensão-energia é simétrico, [1]
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Em algumas teorias alternativas, como a teoria de Einstein-Cartan , o tensor energia-tensão pode não ser perfeitamente simétrico devido a um tensor de rotação diferente de zero , que corresponde geometricamente a um tensor de torção diferente de zero .
Identificando os componentes do tensor [ editar ]
Como o tensor energia-tensão é da ordem dois, seus componentes podem ser exibidos na forma de matriz 4 × 4:
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No seguinte, i e k gama de 1 a 3.
O componente tempo-tempo é a densidade da massa relativística, ou seja, a densidade de energia dividida pela velocidade da luz ao quadrado. [2] Seus componentes têm uma interpretação física direta. No caso de um fluido perfeito, este componente é
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Onde é a massa relativística por unidade de volume e, para um campo eletromagnético em outro espaço vazio, esse componente é
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O fluxo de massa relativística através da superfície x i é equivalente à densidade do i- ésimo componente do momento linear,
Os componentes
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representam o fluxo do i- componente do momento linear através da superfície x k . Em particular,
(não somado) representa estresse normal , que é chamado de pressão quando é independente da direção. Os componentes restantes
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Na física do estado sólido e na mecânica dos fluidos , o tensor de tensão é definido como os componentes espaciais do tensor de energia e tensão no quadro de referência apropriado . Em outras palavras, o tensor de energia de tensão na engenharia difere do tensor relativista de energia-tensão por um termo convetivo de momento.
Formas covariantes e mistas [ editar ]
Na maior parte deste artigo, trabalhamos com a forma contravariante, T μν do tensor tensão-energia. No entanto, muitas vezes é necessário trabalhar com a forma covariante,
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ou a forma mista,
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ou como uma densidade tensorial mista
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Lei de conservação [ editar ]
Na relatividade especial [ editar ]
O tensor energia-estresse é a corrente conservada de Noether associada às conversões de espaço - tempo .
A divergência do estresse não-gravitacional-energia é zero. Em outras palavras, energia não-gravitacional e momento são conservados,
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Quando a gravidade é insignificante e o uso de um sistema de coordenadas cartesianas para o espaço-tempo, isso pode ser expresso em termos de derivadas parciais como
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A forma integral disso é
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onde N é qualquer região quadridimensional compacta do espaço-tempo;é seu limite, uma hipersuperfície tridimensional; e é um elemento do limite considerado como o apontador externo normal.
No espaço-tempo plano e usando coordenadas cartesianas, se alguém combinar isso com a simetria do tensor tensão-energia, pode-se mostrar que o momento angular também é conservado:
Na relatividade geral [ editar ]
Quando a gravidade não é desprezível ou quando se utiliza sistemas de coordenadas arbitrárias, a divergência da energia de estresse ainda desaparece. Mas, neste caso, é usada uma definição livre de coordenadas da divergência que incorpora a derivada covariante
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Consequentemente, se é qualquer campo vetorial Killing , a lei de conservação associada à simetria gerada pelo campo vetorial Killing pode ser expressa como
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A forma integral disso é
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Na relatividade geral [ editar ]
Na relatividade geral , o tensor simétrico de tensão-energia atua como fonte da curvatura do espaço-tempo e é a densidade de corrente associada às transformações de calibre da gravidade, que são transformações gerais de coordenadas curvilíneas . (Se houver torção , o tensor não será mais simétrico. Isso corresponde ao caso de um tensor de rotação diferente de zero na teoria da gravidade de Einstein-Cartan .)
Na relatividade geral, as derivadas parciais usadas na relatividade especial são substituídas por derivadas covariantes . O que isto significa é que a equação da continuidade não implica mais que a energia não-gravitacional e o momento expressos pelo tensor sejam absolutamente conservados, ou seja, o campo gravitacional pode trabalhar na matéria e vice-versa. No limite clássico da gravidade newtoniana , isso tem uma interpretação simples: a energia cinética está sendo trocada com a energia potencial gravitacional , que não está incluída no tensor, e o momento está sendo transferido através do campo para outros corpos. Na relatividade geral, o pseudotensor Landau – Lifshitz é uma maneira única de definir a gravidade gravitacional.energia de campo e densidades de momento. Qualquer pseudotensor de energia de estresse pode desaparecer localmente por uma transformação de coordenadas.
No espaço-tempo curvo, a integral semelhante ao espaço agora depende da fatia espacial, em geral. De fato, não há como definir um vetor de momento de energia global em um espaço-tempo curvo geral.
As equações do campo de Einstein [ editar ]
Na relatividade geral, o tensor de tensão é estudado no contexto das equações do campo de Einstein, que geralmente são escritas como
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Onde é o tensor de Ricci ,é o escalar de Ricci (a contração tensorial do tensor de Ricci),é o tensor métrico , Λ é a constante cosmológica (desprezível na escala de uma galáxia ou menor) eé a constante gravitacional universal .
Estresse-energia em situações especiais [ editar ]
Partícula isolada [ editar ]
Em relatividade especial, a tensão da energia de uma partícula não-interagindo com massa m e trajectória é:
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Onde é o vetor de velocidade (que não deve ser confundido com a velocidade de quatro velocidades , pois falta um)
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Estresse-energia de um fluido em equilíbrio [ editar ]
Para um fluido perfeito em equilíbrio termodinâmico , o tensor tensão-energia assume uma forma particularmente simples
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Onde é a densidade massa-energia (quilogramas por metro cúbico), é a pressão hidrostática ( pascal ),é a velocidade de quatro do fluido , eé o recíproco do tensor métrico . Portanto, o rastreamento é dado por
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A velocidade quatro satisfaz
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Em um quadro de referência inercial que se move com o fluido, mais conhecido como quadro de referência apropriado do fluido , as quatro velocidades são
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o recíproco do tensor métrico é simplesmente
e o tensor energia-estresse é uma matriz diagonal
Tensor eletromagnético de tensão-energia [ editar ]
O tensor de energia de tensão de Hilbert de um campo eletromagnético livre de fonte é
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Campo escalar [ editar ]
O tensor energia-estresse para um campo escalar complexo que satisfaz a equação de Klein-Gordon é
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e quando a métrica é plana (Minkowski), seus componentes são:
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Definições variantes de tensão-energia [ editar ]
Existem várias definições inequívocas de estresse não-gravitacional-energia:
Tensor de tensão e energia de Hilbert [ editar ]
O tensor de tensão e energia de Hilbert é definido como o derivado funcional
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Onde é a parte não gravitacional da ação ,é a parte não gravitacional da densidade Lagrangiana , e a equação de Euler-Lagrange foi usada. Isso é simétrico e invariável pelo medidor. Consulte Ação de Einstein-Hilbert para obter mais informações.
Na física relativística , o tensor eletromagnético de tensão-energia é a contribuição para o tensor de tensão-energia devido ao campo eletromagnético . [1] O tensor energia-estresse descreve o fluxo de energia e momento no espaço-tempo . O tensor eletromagnético de tensão-energia contém o negativo do tensor de tensão Maxwell clássico que governa as interações eletromagnéticas.
Definição [ editar ]
Unidades SI [ editar ]
No espaço livre e no espaço-tempo plano, o tensor eletromagnético de tensão-energia em unidades SI é [2]
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Onde é o tensor eletromagnético e ondeé o tensor métrico da assinatura métrica de Minkowski (- +++). Ao usar a métrica com assinatura (+ −−−), a expressão para terá sinal oposto.
Explicitamente em forma de matriz:
Onde
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é o tensor de tensão de Maxwell , e c é a velocidade da luz . Portanto,é expresso e medido em unidades de pressão SI ( pascal ).
Unidades CGS
Na relatividade geral e nas teorias aliadas, a distribuição da massa, momento e estresse devido à matéria e a quaisquer campos não-gravitacionais é descrita pelo tensor energia-momento (ou tensor da matéria ). No entanto, a equação do campo de Einstein não é muito exigente quanto a que tipos de estados da matéria ou campos não-gravitacionais são admissíveis em um modelo de espaço-tempo. Isso é ao mesmo tempo uma força, uma vez que uma boa teoria geral da gravitação deve ser maximamente independente de quaisquer suposições relativas à física não gravitacional e uma fraqueza, porque, sem algum critério adicional, a equação de campo de Einstein admite soluções putativas com propriedades que muitos físicos consideram não- físicas , ou seja, estranho demais para se assemelhar a qualquer coisa no universo real, mesmo que aproximadamente.
As condições de energia representam esses critérios. Grosso modo, eles descrevem de maneira grosseira propriedades comuns a todos (ou quase todos) estados da matéria e a todos os campos não-gravitacionais bem estabelecidos na física, sendo suficientemente fortes para descartar muitas "soluções" não físicas da equação de campo de Einstein.
Matematicamente falando, a característica distintiva mais aparente das condições de energia é que elas são essencialmente restrições aos valores próprios e vetores próprios do tensor da matéria. Uma característica mais sutil, mas não menos importante, é que elas são impostas no evento , no nível dos espaços tangentes . Portanto, eles não têm esperança de descartar recursos globais desagradáveis , como curvas temporais fechadas .
Algumas quantidades observáveis [ editar ]
Para entender as declarações das várias condições de energia, é preciso estar familiarizado com a interpretação física de algumas quantidades escalares e vetoriais construídas a partir de vetores temporais ou nulos arbitrários e do tensor da matéria.
Primeiro, um campo vetorial unitário semelhante ao tempo pode ser interpretado como definindo as linhas do mundo de uma família de observadores ideais (possivelmente não inerciais). Então o campo escalar
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pode ser interpretada como a densidade total de energia de massa (matéria mais energia de campo de qualquer campo não-gravitacional) medida pelo observador de nossa família (em cada evento em sua linha mundial). Da mesma forma, o campo vetorial com componentesrepresenta (após uma projeção) o momento medido por nossos observadores.
Segundo, dado um campo vetorial nulo arbitrário o campo escalar
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pode ser considerado um tipo de caso limitante da densidade de energia e massa.
Terceiro, no caso da relatividade geral, dado um campo vetorial arbitrário semelhante ao tempo , novamente interpretado como descrevendo o movimento de uma família de observadores ideais, o escalar de Raychaudhuri é o campo escalar obtido pelo traço do tensor de maré correspondente a esses observadores em cada evento:
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Essa quantidade desempenha um papel crucial na equação de Raychaudhuri . Da equação de campo de Einstein obtemos imediatamente
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Onde é o traço do tensor da matéria.
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