爱因斯坦引力中含高阶导数修正项的守恒流及其推广与应用

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在广义相对论框架下,Komar积分方法对渐近平直时空的质量与角动量等守恒荷的定义占有重要位置。然而,应用它计算渐近Ad S时空的质量时,得不到一个收敛且具有物理意义的结果,因此,必须对其进行修正。通常的Komar流是Killing矢量的二阶导数,如果视其为微分1-形式场,用保持微分形式次不变的算符作用于Killing矢量,可以得到一个含高阶导数项修正的Komar流,本文使用该方法详细计算了爱因斯坦引力理论下任意维度Kerr-Ad S黑洞的守恒荷,以及计算了在五维最小规范超引力中黑洞的守恒荷。此外,Komar积分在定义渐近平直时空的质量与角动量时,二者的表达式在形式上不一致,彼此之间存在一个差异因子。为了消除这种不一致性,沿用上述修正Komar流的思路,把保持微分形式次不变的算符作用于1-形式矢量场来生成守恒流,得到了含Killing矢量非线性三阶导数项的修正Komar势,基于该势的守恒荷定义实现了渐近平直时空的质量与角动量在形式上的一致性。Lovelock引力是爱因斯坦引力在高维中最自然的推广,在这个引力理论的框架内,本文提出了一个新的由类Lovelock张量及其协变导数构成的四阶无散度张量,这个张量可以用来定义渐近Ad S时空中Lovelock引力理论的守恒荷。此外,在爱因斯坦引力与Lovelock引力的启发下,本文进一步构造了一个新的可以用于定义任意微分同胚不变引力理论中守恒流的四阶张量,该张量由引力系统的拉氏量对黎曼曲率张量的偏导数与Killing矢量以及它们的协变导数组成。基于该守恒流,本文得到了定义任意微分同胚不变引力理论中渐近AdS时空的守恒荷公式。
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