物理代写|相对论代写Theory of relativity代考|CRN9074 The Meaning of the Radial Coordinate

如果你也在 怎样代写相对论Theory of relativity CRN9074这个学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。相对论Theory of relativity又称广义相对论和爱因斯坦引力理论,是爱因斯坦在1915年发表的引力几何理论,是目前现代物理学中对引力的描述。广义相对论概括了狭义相对论并完善了牛顿的万有引力定律,将引力统一描述为空间和时间或四维时空的几何属性。特别是,时空的曲率与任何物质和辐射的能量和动量直接相关。这种关系是由爱因斯坦场方程规定的,这是一个二阶偏微分方程系统。

相对论Theory of relativity描述经典引力的牛顿万有引力定律,可以看作是广义相对论对静止质量分布周围几乎平坦的时空几何的预测。然而,广义相对论的一些预言却超出了经典物理学中牛顿的万有引力定律。这些预言涉及时间的流逝、空间的几何、自由落体的运动和光的传播,包括引力时间膨胀、引力透镜、光的引力红移、夏皮罗时间延迟和奇点/黑洞。到目前为止,对广义相对论的所有测试都被证明与该理论一致。广义相对论的时间相关解使我们能够谈论宇宙的历史,并为宇宙学提供了现代框架,从而导致了大爆炸和宇宙微波背景辐射的发现。尽管引入了一些替代理论,广义相对论仍然是与实验数据一致的最简单的理论。然而,广义相对论与量子物理学定律的协调仍然是一个问题,因为缺乏一个自洽的量子引力理论;以及引力如何与三种非引力–强、弱和电磁力统一起来。

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物理代写|相对论代写Theory of relativity代考|The Meaning of the Radial Coordinate

The Meaning of the Radial Coordinate. The Schwarzschild metric labels events in spacetime using coordinates $t, r, \theta$, and $\phi$ that look very much like the coordinates we would use to describe flat spacetime in spherical coordinates. But what do these coordinates really mean physically?

It is very important to remember that in general relativity, coordinates have no intrinsic meaning, no matter how evocatively they might be named: they are simply numbers for labeling events in spacetime. The only thing that gives coordinates meaning is the metric equation, which links coordinate differences to physically measurable distances and/or time intervals. This means that we can discover what coordinates really mean only by examining the metric equation.

Let’s begin by considering the $r$ coordinate. Consider a circle of constant $r$ (meaning that $d r=0$ for all steps around the circle) in the equatorial plane $(\theta=\pi / 2$, so $\sin \theta=1$, and $d \theta=0$ ) at an instant of time (meaning that $d t=0$ for all events on the circle). The physical distance (as measured, say, by a tape measure) around this circle can be found by integrating the spacetime interval $d s$ between infinitesimally separated points around the curve, where
$$
d s^2=0+0+0+r^2 d \phi^2 \quad \Rightarrow \quad d s=r d \phi \text { for such a circle }
$$
If we integrate this all the way around the circle, we get
$$
\text { circumference } \equiv C=\oint d s=\int_0^{2 \pi} r d \phi=2 \pi r \quad \Rightarrow \quad r=\frac{C}{2 \pi}
$$

物理代写|相对论代写Theory of relativity代考|The Meaning of r

The Meaning of $r_s$. Consider now the “Schwarzschild radius” constant $r_s$ that appears in the Schwarzschild metric. The geodesic equation implies that the initial radial acceleration of an object released from rest at a given $r$ coordinate is
$$
\frac{d^2 r}{d \tau^2}=-\frac{\frac{1}{2} r_s}{r^2}
$$
where $\tau$ is the object’s own proper time (see box 9.2). Now, if the object is at rest, its proper time will be the same as the time measured by an observer who remains at rest and watches the object fall, and while we have seen that the $r$ coordinate does not exactly correspond to a radial distance, the distinction between $r$ and radial distance becomes negligible as $r$ becomes very large compared to $h$.

The Newtonian Law of Universal Gravitation tells us that an observer watching an object fall from rest toward a gravitating object of mass $M$ will observe its radial acceleration to be
$$
\frac{d^2 r}{d \tau^2}=-\frac{G M}{r^2}
$$
where $r$ here is strictly a radial coordinate, $d \tau$ is the time measured by the observer, and $G$ is the universal gravitational constant. If we compare these equations, we see that the predicted Schwarzschild acceleration will agree with the Newtonian result at large radii $\left(r \gg r_s\right)$ if and only if $r_s=2 G M$, where $M$ is the mass of whatever is the source of the gravitational field described by the Schwarzschild coordinates.

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相对论代写

物理代㝍|相对论代写Theory of relativity代考|The Meaning of the Radial Coordinate


径向坐标的意义。Schwarzschild 度量使用坐标标记时空中的事件 $t, r, \theta$, 和 $\phi$ 这看起来非常像我们用来描 述球坐标中平坦时空的坐标。但是这些坐标在物理上到底意味着什么? 时空事件的数字。唯一㔜予坐标意义的是公制方程, 官将坐标差异与物理上可测量的距离和/或时间间隔联 系起来。这意味着我们只能通过检查度量方程来发现坐标的真正含义。
让涐们首先考虑 $r$ 协调。考虑一个常数圆 $r$ (意思是 $d r=0$ 对于围绕圆圈的所有步䯅)在赤道平面 $(\theta=\pi / 2$, 所以 $\sin \theta=1$, 和 $d \theta=0)$ 在某个时刻(意哇着 $d t=0$ 对于圆圈上的所有事件)。围绕这 个圆的物理距离 (例如, 用卷尺测量) 可以通过对时空间隔进行积分来找到 $d s$ 在曲线周围的无穷小分离点之 间,其中
$$
d s^2=0+0+0+r^2 d \phi^2 \Rightarrow d s=r d \phi \text { for such a circle }
$$
如果我们一一直围绕这个圈子整合它, 我们得到
$$
\text { circumference } \equiv C=\oint d s=\int_0^{2 \pi} r d \phi=2 \pi r \Rightarrow r=\frac{C}{2 \pi}
$$


物理代写|相对论代写Theory of relativity代考|The Meaning of $r$


的意思 $r_s$. 现在考虑 “史瓦西半径”常数 $r_s$ 出现在 Schwarzschild 度量中。测地线方程意味着物体在给定的静 止状态下释放的祀始径向加速度 $r$ 坐标是
$$
\frac{d^2 r}{d \tau^2}=-\frac{\frac{1}{2} r_s}{r^2}
$$
在哪里 $\tau$ 是对象自身的固有时间(见方框 9.2) 。现在, 如果物体静止, 它的本征时间将与保持静止并观察物 体下落的观察者测量的时间相同, 虽然我们已经看到 $r$ 坐标并不完全对应于径向距离, 两者之间的区别 $r$ 和径 向距离变得可以忽略不计 $r$ 相比之下变得非常大 $h$.
牛顿万有引力定律告诉我们, 观察者观察一个物体从静止㚭太落向一个有质量的引力物体 $M$ 将观察其径向 加速度为
$$
\frac{d^2 r}{d \tau^2}=-\frac{G M}{r^2}
$$
在哪里 $r$ 这里是一个严格的径向坐标, $d \tau$ 是观察者测量的时间, 并且 $G$ 是万有引力常数。如果涐们比较这些 方程, 找们会发现预测的 Schwarzschild 加速度将与大半径下的牛顿结果一致 $\left(r \gg r_s\right)$ 当且仅当 $r_s=2 G M$, 在哪里 $M$ 是 Schwarzschild 坐标所描述的引力玏源的质荲。

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微观经济学代写

微观经济学是主流经济学的一个分支,研究个人和企业在做出有关稀缺资源分配的决策时的行为以及这些个人和企业之间的相互作用。my-assignmentexpert™ 为您的留学生涯保驾护航 在数学Mathematics作业代写方面已经树立了自己的口碑, 保证靠谱, 高质且原创的数学Mathematics代写服务。我们的专家在图论代写Graph Theory代写方面经验极为丰富,各种图论代写Graph Theory相关的作业也就用不着 说。

线性代数代写

线性代数是数学的一个分支,涉及线性方程,如:线性图,如:以及它们在向量空间和通过矩阵的表示。线性代数是几乎所有数学领域的核心。



博弈论代写

现代博弈论始于约翰-冯-诺伊曼(John von Neumann)提出的两人零和博弈中的混合策略均衡的观点及其证明。冯-诺依曼的原始证明使用了关于连续映射到紧凑凸集的布劳威尔定点定理,这成为博弈论和数学经济学的标准方法。在他的论文之后,1944年,他与奥斯卡-莫根斯特恩(Oskar Morgenstern)共同撰写了《游戏和经济行为理论》一书,该书考虑了几个参与者的合作游戏。这本书的第二版提供了预期效用的公理理论,使数理统计学家和经济学家能够处理不确定性下的决策。



微积分代写

微积分,最初被称为无穷小微积分或 “无穷小的微积分”,是对连续变化的数学研究,就像几何学是对形状的研究,而代数是对算术运算的概括研究一样。

它有两个主要分支,微分和积分;微分涉及瞬时变化率和曲线的斜率,而积分涉及数量的累积,以及曲线下或曲线之间的面积。这两个分支通过微积分的基本定理相互联系,它们利用了无限序列和无限级数收敛到一个明确定义的极限的基本概念 。



计量经济学代写

什么是计量经济学?
计量经济学是统计学和数学模型的定量应用,使用数据来发展理论或测试经济学中的现有假设,并根据历史数据预测未来趋势。它对现实世界的数据进行统计试验,然后将结果与被测试的理论进行比较和对比。

根据你是对测试现有理论感兴趣,还是对利用现有数据在这些观察的基础上提出新的假设感兴趣,计量经济学可以细分为两大类:理论和应用。那些经常从事这种实践的人通常被称为计量经济学家。



MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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