广义相对论与几何
应力-能量张量
应力-能量张量记作 T,是广义相对论中引力的源。它是场方程的右侧,是那个告诉时空该弯曲多少的对象。牛顿只用质量作为引力之源,而爱因斯坦发现,你必须把能量密度、动量、压强和内部应力捆在一起,因为它们全都会产生引力。
你可以把它想象成一本紧凑的账簿:在时空的每一点上,它都记录着那里有多少能量、这能量如何流动,以及材料施加了多大的压强和剪切。一箱炽热的气体、一束光、一根绷紧的绳子、一团旋转的流体,都会贡献不同的条目。正因如此,在广义相对论中压强本身也会产生引力——这一点在恒星内部和对整个宇宙而言都至关重要。
由于能量与质量等价,光乃至纯粹的压强都会弯曲时空,而不只是成块的物质。压强会叠加到引力之上,这带来戏剧性的后果:它部分解释了极其致密的中子星为何会坍缩成黑洞,因为那试图把它们撑住的压强本身,也在加深正在碾碎它们的引力。这个张量必须服从严格的守恒律,而这又反过来约束着物质能够如何运动。
dust: T_{μν} = ρ u_μ u_ν
最简单的源——密度为 ρ、以四维速度 u 运动的无压强「尘埃」。
在标准广义相对论中,暗能量不算作 T 的一部分,而被移到几何那一侧充当宇宙学常数;何为「源」、何为「几何」,在一定程度上是约定问题。
又称
另见