Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ДИФГЕМлекц

.pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
04.06.2015
Размер:
987.78 Кб
Скачать

Дифференциальная геометрия и топология

111

в детальное обсуждение этого вопроса, укажем уравнение Эйнштейна для гравитационного поля в пустоте через кривизну Риччи Rjl = Rijil:

Rij

1

 

2Rgij = 0

(17.10)

(или Rij = 0, так как 12R = 12Rii). В современной геометрии многообразия с нулевой кривизной Риччи называются многообразиями Эйнштейна. Им посвящена обширная литература. Но решать систему уравнений (17.10) чрезвычайно трудно. В настоящее время известно лишь небольшое число конкретных метрик, удовлетворяющих уравнению Эйнштейна. Первая такая метрика была найдена Шварцшильдом в 1916 г.:

 

a

 

1

 

 

ds2

= 1 −

 

 

c2 dt2

 

dr2 − r2 (dθ2 + sin2 θ dϕ2),

(17.11)

r

1 − (a/r)

где (r, θ, ϕ — сферичские координаты в пространстве. Метрика Шварцшильда имеет особенность при r = a. Исследование этой особенности привело в теории черных дыр во Вселенной.

Литература

[1]Блашке В. Введение в дифференциальную геометрию/ В.Блашке. — Ижевск: Изд. дом "Удмуртский университет 2000. — 232 с.

[2]Знаменская О.В. Плоские и пространственные кривые. Учеб. пособие/ О.В. Знаменская, Т.В. Костюк; Краснояр. гос. ун-т. — Красноярск, 2005. — 94 с.

[3]Знаменская О.В. Понятие кривой в курсе дифференциальной геометрии: учеб. материалы для ст-тов/ О.В. Знаменская, Т.В. Костюк; Краснояр. гос. ун-т. — Красноярск, 2006. — 20 с.

[4]Мищенко А.С. Краткий курс дифференциальной геометрии и топологии/ А.С. Мищенко, А.Т. Фоменко. — М.: Физматлит, 2004. — 304 с.

[5]Мищенко А.С. Курс дифференциальной геометрии и топологии/ А.С.Мищенко, А.Т.Фоменко. — М.: Факториал, 2000.— 439 с.

[6]Мищенко А.С. Сборник задач по дифференциальной геометрии и топологии/ А.С.Мищенко, Ю.П.Соловьев, А.Т.Фоменко. — М: Физматлит, 2001. — 352 с.

[7]Погорелов А.В. Дифференциальная геометрия/ А.В.Погорелов. — М.: Наука, 1974. — 176 с.

[8]Работин В.В. Задачи по дифференциальной геометрии/ В.В.Работин; СФУ — Красноярск, 2007. — 34 с.

Дифференциальная геометрия и топология

113

[9]Тайманов И.А. Лекции по дифференциальной геометрии/ И.А.Тайманов. — Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002. — 176 с.

[10]Арнольд В.И. Математические методы классической механики/ В.И.Арнольд — М.: Наука, 1974.

[11]Бураго Ю.,Д. Введение в риманову геометрию/ Ю.Д.Бураго, В.А.Залгаллер. — СПб.: Наука, 1994. — 318 с.

[12]Дубровин Б.А. Современная геометрия: Методы и приложения/ Б.А.Дубровин, С.П.Новиков, А.Т.Фоменко. — М: Наука, 1979. — 760 c.

[13]Кованцов Н.И. Дифференциальная геометрия, топология, тензорный анализ (сборник задач)/ Н.И.Кованцов, Г.М.Зражевская, В.Г.Кочаровский, В.И.Михайловский. — Киев: Вища школа, 1982. — 376 c.

[14]Новиков С.П. Элементы дифференциальной геометрии и топологии/ С.П.Новиков, А.Т.Фоменко. — М: Наука, 1987. — 432 с.

[15]Ландау Л. Д. Теория поля/ Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. — М.: Наука, 1973. — 488 с.

[16]Постников М.М. Линейная алгебра и дифференциальная геометрия, (семестр II)/ М.М.Постников. — М.: Наука, 1979. — 312 c.

[17]Позняк Э.Г. Дифференциальная геометрия: первое знакомство/ Э.Г.Позняк, Е.В.Шикин. — М.: Изд-во Московского университета, 1990. — 384 c.

[18]Работин В.В. Дифференциальная геометрия, Ч1: гладкие многообразия. Красноярск: РИО КГУ, 1997. — 36 с.

[19]Работин В.В. Задания по дифференциальной геометрии. — Красноярск: Изд-во Красноярского госуниверситета, 1986. — 36 с.

114

О.В. Знаменская, В.В. Работин

[20]Розендорн Э.Р. Задачи по дифференциальной геометрии/ Э.Р.Розендорн. — М: Наука,1971. — 64 c.

[21]Сборник задач по дифференциальной геометрии (под редакцией Феденко А.С.). — М: Наука, 1979. — 272 c.

[22]Berger M. A panoramic view of riemannian geometry/ M.Berger. — Berlin: Springer, 2002. — 850 p.

Предметный указатель

Базис Френе, 44 Вектор

бинормали, 44 главной нормали, 44 касательный, 40

Вектор кривизны, 42 Вектор скорости, 40 Векторное поле, 87

Вторая квадратичная форма, 71 Геодезическая, 61 Главная кривизна, 73 Гомеоморфизм, 26 Действие, 62 Диффеоморфизм, 41 Диффеоморизм, 83 Длина дуги кривой, 41

Каноническая система уравнений геодезических, 68

Конец кривой, 39 Ковариантная производная вдоль

кривой, 96 Ковекторное поле, 87 Кривая

асимптотическая, 74 гладкая, 39

параметризованная, 39 регулярная, 39

Кривизна гауссова, 76 средняя, 76

Кривизна кривой, 43 Кручение кривой, 44 Линия кривизны, 75 Метрика, 13

Минковского, 107 Пуанкаре, 51 Шварцшильда, 111 евклидова, 51 индуцированая, 52 лоренцева, 108 риманова, 50 сферическая, 51

Многообразие Эйнштейна, 111 Множество

открытое, 7 замкнутое, 7 Начало кривой, 39

Направление асимптотическое, 74 главное, 73

116

О.В. Знаменская, В.В. Работин

Натуральный параметр, 42 Нормальная кривизна, 72 Нормальное сечение, 72 Окрестность множества, 12 Окрестность точки, 12 Омбилическая точка, 73 Основная лемма вариационного

исчисления, 63 Отображение

непрерывное, 20 непрерывное в точке, 20

Параллельное векторное поле, 96 Плоскость

нормальная, 44 соприкасающаяся, 45

Площадь области на поверхности, 57

Подмножество связное, 29

Подпространство топологического пространства, 10

Поверхность гладкая, 47 регулярная, 47

Правило суммирование, 55 Плоскость

спрямляющая, 45 Пространства

гомеоморфные, 26 Пространство

хаусдорфово, 13

колмогоровское, 12 компактное, 34 линейно связное, 33 метрическое, 13 несвязное, 29 связное, 29 топологическое, 7

Псевлоевклидово пространство, 107

Путь в топологическом пространстве, 33

Ранг гладкого отображения, 47

Репер Френе, 44 Риманова связность, 68 Символы Кристоффеля, 68 Система координат

локальная, 47 Скалярная кривизна, 102 Скалярное произведение, 49

Сопровождающий трехгранник Френе, 45

Спуск индекса, 90 Свертка тензорных полей, 89 Связная компонента, 32 Тензор

кососимметрический, 90 симметрический, 90

Тензор кривизны Риччи, 101 Тензор кривизны Римана, 100 Тензорный закон преобразования,

Дифференциальная геометрия и топология

117

87

Экстремаль действия, 62

Тензорное поле, 86

Эквивалентные кривые, 41

Тензорное умножение, 89

 

Теорема

 

Гаусса, 80, 104

 

Гаусса–Бонне, 105

 

деления, 97

 

Точка

 

эллиптического типа, 76

 

гиперболического типа, 76

 

параболического типа, 76

 

Точка уплощения на поверхности,

 

71

 

Топологическое пространство

 

метризуемое, 18

 

Топология, 6

 

более сильная, 11

 

более слабая, 11

 

индуцированная отображением,

 

24

 

метрическая, 17

 

Угол между кривыми, 55

 

Уравнения Эйлера–Лагранжа, 62

 

Уравнения паралельного переноса,

 

97

 

Функция

 

непрерывная в точке, 19

 

Число Лебега, 36

 

Шар

 

открытый, 16

 

замкнутый, 17