¿Cuál es el significado físico de [matemáticas] {d \ tau} ^ 2 = – \ eta _ {\ mu \ nu} dx ^ \ mu dx ^ \ nu [/ matemáticas]?

¡Tomémoslo desde arriba!

En el cálculo vectorial para un espacio euclidiano tridimensional, definimos una cantidad llamada parámetro de longitud de arco (Ver Longitud del arco – de Wolfram MathWorld)

[matemática] \ mathrm {d} s ^ 2 = \ mathrm {d} x ^ 2 + \ mathrm {d} y ^ 2 + \ mathrm {d} z ^ 2 [/ math]

Esta cantidad [math] s [/ math] define la longitud a lo largo de una curva con ayuda de un vector de desplazamiento diferencial [math] \ mathrm {d} l [/ math] a lo largo de una curva [math] \ gamma [/ math].

Existe una relación similar en el espacio-tiempo de 4 dimensiones (también llamado espacio-tiempo de Minkowski)

[matemáticas] \ mathrm {d} {\ tau} ^ 2 = – c ^ 2 \ mathrm {d} t ^ 2 + \ mathrm {d} x ^ 2 + \ mathrm {d} y ^ 2 + \ mathrm {d } z ^ 2 [/ matemáticas]

El profesor Einstein, el arquitecto de GTR, utilizó una noción peculiar para representar las sumas (ver notación de Einstein) de manera implícita. Entonces, después de eso obtenemos –

[matemáticas] \ mathrm {d} {\ tau} ^ 2 = {\ eta} _ {\ mu \ nu} \ mathrm {d} x ^ {\ mu} \ mathrm {d} x ^ {\ nu} [/ matemáticas]

donde la métrica de Minkowski [matemáticas] {\ eta} _ {\ mu \ nu} [/ matemáticas] es –


En aras de la representación, [math] \ delta t [/ math] & [math] \ mathrm {d} t [/ math] son ​​sinónimos en la descomposición de la matriz anterior.

Usted podría argumentar que ¿por qué falta lo negativo en mi representación? Bueno, la matriz [math] {\ eta} _ {\ mu \ nu} [/ math] a veces se niega por definición, es decir, la columna de 1 es + ve y las otras son -ve, y por lo tanto, necesitas un signo negativo para contrarrestar el efecto una vez que se expande la suma.

Entonces, esta relación captura la norma al cuadrado del vector [math] \ mathrm {d} s [/ math] en un espacio de Minkowski.

Referencias

[1] espacio de Minkowski
[2] Notación de Einstein
[3] transformación de Lorentz

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