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【敬求真理者】再摘S.霍金与R.彭罗斯之“奇点定理”

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“定理1(Penrose,1965c)
如果
(1)对所有零向量K【上标a】,R【下标ab】K【上标a】K【下标b】>=0(参见4.3);
(2)U’内存在非紧Cauchy曲面H;
(3)U'内存在闭合俘获面T,
则时空(U',g)不可能是零测地完备的。”
“定理2(Hawking和Penrose(1970))
如果
(1)对每一个非类空向量K,R【下标ab】K【上标a】K【上标b】>=0(参见4.3);
(2)满足一般条件(4.4),即每条非类空测地线均包含
K【下标“[a”】R【下标“b]cd[e”】K【下标“f]”】K【上标c】K【上标d】不等于0
的一点,这里K是测地线的切向量;
(3)时序条件在U'上成立(即不存在闭合类时曲线);
(4)至少存在下列条件之一:
(i)无边缘的紧致非时序集;
(ii)闭合俘获面;
(iii)点p,使在自p出发的每一条过去(或每一条未来)零测地线上,自p出发的零测地线的散度θ^变负(即自p出发的零测地线被物质或曲率聚焦,并开始重新汇聚);
则时空(U',g)不是类时或零测地完备的。”
“定理3(Hawking(1967))
如果
(1)对每个非类空向量K,R【下标ab】K【上标a】K【上标b】>=0(参见4.3);
(2)强因果性条件在(U',g)上成立;
(3)存在p点的某个过去方向的单位类时向量W和正常数b,使得如果V是过p的过去方向的类时测地线的单位切向量,则在每条这样的测地线上,测地线的膨胀θ≡V【上标“a”下标“;a”】将在距离p点b/c内变得小于-3c/b,这里c≡-W【上标a】V【下标a】;
则存在过p的过去不完备非类空测地线。”
“定理4(Hawking(1967))
如果
(1)对每个非类空向量K,R【下标ab】K【上标a】K【上标b】>=0(参见4.3);
(2)存在紧致类空三维曲面T(无边缘);
(3)T的单位法线在T上处处收敛(或处处发散);
则时空不是类时测地完备的。”
————————————————————《时空的大尺度结构》,S.霍金、G.埃利斯著,王文浩译本,第245-255页,第八章“时空奇点”第二节“奇点定理”————————————————————————带着一名佛弟子对求真理者的深切敬意


1楼2016-11-03 20:45回复