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测地线束与共轭点共轭点

2022/07/1595 作者:佚名
导读:测地线束与共轭点定义 如果一个从 p 点发出的非平凡 (即各测地线不处处重合, 或者说 Jacobi 场不处处为零) 的类时测地线束在 q 点汇聚, 我们就把 q 和 p 称为该测地线束上 (即其中每一条测地线上) 的一对共轭点(conjugate points)。 测地线束与共轭点存在的条件 从上面的分析中我们看到, 如果从 p 点发出的一个类时测地线束在未来某一点上出现汇聚效应 θ<0, 则在

测地线束与共轭点定义

如果一个从 p 点发出的非平凡 (即各测地线不处处重合, 或者说 Jacobi 场不处处为零) 的类时测地线束在 q 点汇聚, 我们就把 q 和 p 称为该测地线束上 (即其中每一条测地线上) 的一对共轭点(conjugate points)。

测地线束与共轭点存在的条件

从上面的分析中我们看到, 如果从 p 点发出的一个类时测地线束在未来某一点上出现汇聚效应 θ<0, 则在该线束上距离 p 有限远的地方必定存在一个与 p 共轭的点 q - 当然, 这里我们要假定该测地线束可以延伸到 q 点。

显然, 在一个测地完备时空中, “测地线束可以延伸到 q 点” 这一假定是自动满足的。 因此, 对于测地完备时空来说, 上面这个结果是所有类时测地线都满足的普遍性质。 进一步的分析表明, 上述结果所要求的条件, 即在某一点上 θ<0, 可以转化为一个有关曲率张量的条件。 事实上, 从前面所得的 θ-1≥θ0-1 (1/3)(τ-τ0) 可以看到, 即便 σabσab 与 RabVaVb 处处为零, 且 θ0>0 (这是对形成 θ<0 最为不利的条件), θ 仍将在 τ→∞ 时趋于零 (即几乎就要形成 θ<0 这一结果)。 这使人想到, 上述最为不利的条件只要在某个点上 (从而由连续性条件可知在该点的一个邻域内) 被破坏, 比如 RabVaVb>0 在某个点上成立, 就足可造成当 τ 足够大时 θ<0。 事实也的确如此, 因此某一点上 θ<0 这一条件转化为某一点上 RabVaVb>0。 如果我们进一步把 σabσab 所起的作用也考虑进去, 这一条件还可以继续减弱。

测地线束与共轭点结论

最终可以得到这样一个结果: 在一个测地完备的时空中, 如果强能量条件成立, 并且在每条类时测地线上至少有一个点使得 RabcdVbVd≠0, 则所有类时测地线上都存在共轭点对, 简称共轭对。

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
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