Vacuum solution (general relativity)In general relativity, a vacuum solution is a Lorentzian manifold whose Einstein tensor vanishes identically. According to the Einstein field equation, this means that the stress–energy tensor also vanishes identically, so that no matter or non-gravitational fields are present. These are distinct from the electrovacuum solutions, which take into account the electromagnetic field in addition to the gravitational field.
Frame fields in general relativityA frame field in general relativity (also called a tetrad or vierbein) is a set of four pointwise-orthonormal vector fields, one timelike and three spacelike, defined on a Lorentzian manifold that is physically interpreted as a model of spacetime. The timelike unit vector field is often denoted by and the three spacelike unit vector fields by . All tensorial quantities defined on the manifold can be expressed using the frame field and its dual coframe field.
Métrique (physique)En relativité restreinte et en relativité générale, une métrique est un invariant relativiste infinitésimal ayant la dimension d'une longueur. Mathématiquement, il s'agit d'un tenseur métrique relatif à la variété différentielle représentant l'espace-temps physique. En relativité générale, une métrique dans un référentiel contient toutes les informations sur la gravitation telle qu'elle y est perçue. Une métrique d'espace-temps s'exprime sous la forme d'une somme algébrique de carrés de formes différentielles linéaires.
Kerr metricThe Kerr metric or Kerr geometry describes the geometry of empty spacetime around a rotating uncharged axially symmetric black hole with a quasispherical event horizon. The Kerr metric is an exact solution of the Einstein field equations of general relativity; these equations are highly non-linear, which makes exact solutions very difficult to find. The Kerr metric is a generalization to a rotating body of the Schwarzschild metric, discovered by Karl Schwarzschild in 1915, which described the geometry of spacetime around an uncharged, spherically symmetric, and non-rotating body.
Énergie noirevignette|redresse=1.1|Répartition de la densité d'énergie de l'Univers après exploitation des premières données obtenues par le satellite Planck. L'énergie noire en serait la composante principale. En cosmologie, lénergie noire ou énergie sombre (dark energy) est une forme d'énergie hypothétique remplissant uniformément tout l'Univers et dotée d'une pression négative, elle se comporte comme une force gravitationnelle répulsive.
Univers de GödelL'univers de Gödel est une solution aux équations de la relativité générale publiée par le mathématicien Kurt Gödel en 1949. Cette solution possède plusieurs propriétés remarquables. Elle décrit un univers en rotation, c'est-à-dire un univers qui possède une direction privilégiée que l'on peut localement assimiler à un axe de rotation. Par ailleurs, la structure de l'espace-temps permet l'existence de courbes de genre temps refermées sur elles-mêmes. Ces travaux sont à l'origine de la recherche d'un plus grand nombre de solutions exactes aux équations d'Einstein.
Fluid solutionIn general relativity, a fluid solution is an exact solution of the Einstein field equation in which the gravitational field is produced entirely by the mass, momentum, and stress density of a fluid. In astrophysics, fluid solutions are often employed as stellar models. (It might help to think of a perfect gas as a special case of a perfect fluid.) In cosmology, fluid solutions are often used as cosmological models.
Electrovacuum solutionIn general relativity, an electrovacuum solution (electrovacuum) is an exact solution of the Einstein field equation in which the only nongravitational mass–energy present is the field energy of an electromagnetic field, which must satisfy the (curved-spacetime) source-free Maxwell equations appropriate to the given geometry. For this reason, electrovacuums are sometimes called (source-free) Einstein–Maxwell solutions.
Conditions sur l'énergieEn relativité générale, les conditions sur l'énergie sont un ensemble de conditions susceptibles de contribuer à la description de la matière qui peut exister dans l'univers, ou plus généralement dans tout espace-temps étudié. En pratique, ces conditions sont exprimées par des inégalités précisant l'objet mathématique qui décrit le comportement de la matière, le tenseur énergie-impulsion. Un certain nombre de propriétés de l'espace-temps sont en effet déterminées par certaines des caractéristiques de la matière qui l'emplit.
Lambdavacuum solutionIn general relativity, a lambdavacuum solution is an exact solution to the Einstein field equation in which the only term in the stress–energy tensor is a cosmological constant term. This can be interpreted physically as a kind of classical approximation to a nonzero vacuum energy. These are discussed here as distinct from the vacuum solutions in which the cosmological constant is vanishing. Terminological note: this article concerns a standard concept, but there is apparently no standard term to denote this concept, so we have attempted to supply one for the benefit of Wikipedia.
Onde gravitationnelleEn physique, une onde gravitationnelle, appelée parfois onde de gravitation, est une oscillation de la courbure de l'espace-temps qui se propage à grande distance de son point de formation. Albert Einstein a prédit l'existence des ondes gravitationnelles en : selon sa théorie de la relativité générale qu’il venait de publier, de même que les ondes électromagnétiques (lumière, ondes radio, rayons X, etc.) sont produites par les particules chargées accélérées, les ondes gravitationnelles seraient produites par des masses accélérées et se propageraient à la vitesse de la lumière dans le vide.
Courbe fermée de type tempsDans une variété lorentzienne de la géométrie différentielle, on appelle , courbe de genre temps fermée ou courbe temporelle fermée (closed timelike curve, ou en abrégé CTC, en anglais) la ligne d'univers d'une particule matérielle fermée dans l'espace-temps, c'est-à-dire capable de retourner au même point et à son instant de départ. a évoqué cette possibilité en 1937 et Kurt Gödel en 1949. Si l’existence des CTC était prouvée, cela pourrait au moins impliquer la possibilité théorique de construire une machine à voyager dans le temps, ainsi qu’une reformulation du paradoxe du grand-père.
Congruence (variété différentielle)En relativité générale, le terme de congruence désigne un ensemble de courbes ne s'intersectant pas, susceptibles de représenter un flot géodésique de particules se déplaçant sur une variété différentielle. Dans un ouvert O d'une variété différentielle M, une congruence sur O est une famille de courbes telles que par tout point p de O il passe une et une seule courbe de la famille. Du fait de la définition, on peut associer à une congruence un champ de vecteurs sur O défini comme étant les tangentes des courbes prises au point considéré.
Métrique de SchwarzschildEn astrophysique, dans le cadre de la relativité générale, la métrique de Schwarzschild est une solution des équations d'Einstein. L'espace-temps, dont la métrique décrit la géométrie, a quatre dimensions ; il est vide mais courbe bien qu'asymptotiquement plat ; il est à symétrie sphérique et stationnaire ; il est statique à l'extérieur d'un rayon critique : le rayon de Schwarzschild ; et, lorsque le vide s'étend au-delà de ce rayon, la métrique met en évidence un trou noir : le trou noir de Schwarzschild .
Ricci decompositionIn the mathematical fields of Riemannian and pseudo-Riemannian geometry, the Ricci decomposition is a way of breaking up the Riemann curvature tensor of a Riemannian or pseudo-Riemannian manifold into pieces with special algebraic properties. This decomposition is of fundamental importance in Riemannian and pseudo-Riemannian geometry. Let (M,g) be a Riemannian or pseudo-Riemannian n-manifold. Consider its Riemann curvature, as a (0,4)-tensor field.
Raychaudhuri equationIn general relativity, the Raychaudhuri equation, or Landau–Raychaudhuri equation, is a fundamental result describing the motion of nearby bits of matter. The equation is important as a fundamental lemma for the Penrose–Hawking singularity theorems and for the study of exact solutions in general relativity, but has independent interest, since it offers a simple and general validation of our intuitive expectation that gravitation should be a universal attractive force between any two bits of mass–energy in general relativity, as it is in Newton's theory of gravitation.
Métrique d'Alcubierrevignette|Exemple de métrique de Alcubierre montrant, diamétralement opposées, la contraction et la dilatation de deux régions de l'espace-temps propulsant la région centrale. La métrique d'Alcubierre, également connue sous le nom de propulsion Alcubierre (Alcubierre drive) et commande de chaîne, est un tenseur métrique solution des équations d'Einstein découvert en 1994 par le physicien mexicain Miguel Alcubierre.
Tenseur de WeylEn géométrie riemannienne, le tenseur de Weyl, nommé en l'honneur d'Hermann Weyl, représente la partie du tenseur de Riemann ne possédant pas de trace. En notant respectivement R_abcd, R_ab, R et g_ab le tenseur de Riemann, le tenseur de Ricci, la courbure scalaire et le tenseur métrique, le tenseur de Weyl C_abcd s'écrit où n est la dimension de l'espace considéré. En particulier, en relativité générale, où l'on considère presque exclusivement des espaces-temps de dimension 4, on a En relativité générale, le tenseur de Ricci est lié à la présence de matière ; en l'absence de matière, le tenseur de Ricci est nul.
Équation d'Einsteinvignette|Équation sur un mur à Leyde. L’'équation d'Einstein ou équation de champ d'Einstein' (en anglais, Einstein field equation ou EFE), publiée par Albert Einstein, pour la première fois le , est l'équation aux dérivées partielles principale de la relativité générale. C'est une équation dynamique qui décrit comment la matière et l'énergie modifient la géométrie de l'espace-temps. Cette courbure de la géométrie autour d'une source de matière est alors interprétée comme le champ gravitationnel de cette source.
Mathématiques de la relativité généraleLes mathématiques de la relativité générale se réfèrent à différentes structures et techniques mathématiques utilisées par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein. Les principaux outils utilisés dans cette théorie géométrique de la gravitation sont les champs tensoriels définis sur une variété pseudo-riemannienne représentant l'espace-temps.
