Формализм Арновитта — Дезера — Мизнера, АДМ-формализм ( англ. ADM formalism ) — разработанная в 1959 году , Стенли Дезером и Чарльзом Мизнером гамильтонова формулировка общей теории относительности . Она играет важную роль в квантовой гравитации и численной относительности .

Основной обзор формализма под названием «Динамика общей теории относительности» ( англ. The Dynamics of General Relativity ) был опубликован его авторами в сборнике «Gravitation: An introduction to current research» под редакцией , Wiley NY (1962); chapter 7, pp. 227–265, русский перевод был опубликован в 1967 году в . Эта статья была в 2008 году перепечатана в журнале General Relativity and Gravitation в серии классических работ по гравитации Исходные работы авторов выходили в Physical Review .

Обзор

Формализм предполагает, что пространство-время можно расслоить на совокупность пространственноподобных 3-мерных гиперповерхностей ${\displaystyle \Sigma _{t}}$ , которые нумеруются при помощи временной координаты ${\displaystyle t}$ , а на каждой гиперповерхности вводятся пространственные координаты ${\displaystyle x^{i}}$ . Динамическими переменными формализма оказываются в таком случае: метрический тензор на этих гиперповерхностях ${\displaystyle \gamma _{ij}(t,x^{k})}$ и сопряжённый с ним тензор канонических импульсов ${\displaystyle \pi ^{ij}(t,x^{k})}$ . Из этих переменных выражается гамильтониан , соответствующий уравнениям Эйнштейна , и таким образом, уравнения движения общей теории относительности оказываются записанными в гамильтоновой форме .

Кроме 12 переменных ${\displaystyle \gamma _{ij}}$ и ${\displaystyle \pi ^{ij}}$ (трёхмерные симметричные тензоры содержат по 6 компонент), в формализме присутствуют 4 лагранжевых множителя : функции хода ( англ. the lapse function ) ${\displaystyle N}$ , и функции сдвига — компоненты 3-вектора ( англ. shift vector field ) ${\displaystyle N_{i}}$ . Они описывают, как точки ${\displaystyle x^{i}=const}$ на соседних слоях ${\displaystyle \Sigma _{t},t=const}$ связаны между собой. Уравнения движения для этих переменных можно выбрать произвольно, что соответствует свободе выбора координатной системы для описания пространства-времени.

Вывод

Обозначения

Большинство литературы применяет обозначения, в которых четырёхмерные тензоры записываются в абстрактной индексной нотации, причём греческие индексы являются пространственно-временными и принимают значения (0, 1, 2, 3), а латинские индексы являются пространственными и принимают значения (1, 2, 3). В выводе пространственно-временные объекты, которые имеют также и трёхмерные аналоги, будут для различения обозначаться предшествующим верхним индексом (4), например, метрический тензор на трёхмерном слое будет обозначаться ${\displaystyle g_{ij}}$ , а полная пространственно-временная метрика будет обозначаться как ${\displaystyle {^{(4)}}g_{\mu \nu }}$ .

Примечания

Литература

• Kiefer, Claus. Quantum Gravity (англ.) . — Oxford, New York: Oxford University Press , 2007. — ISBN 978-0-19-921252-1 .