Relativité générale/Le tenseur de Riemann

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Le tenseur de Riemann
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Chapitre 4
Leçon : Relativité générale
Chap. préc. : La métrique
Chap. suiv. : Les équations d'Einstein dans le vide
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Relativité générale/Le tenseur de Riemann
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Gauss a trouvé une formule de la courbure K d'une surface par un calcul assez compliqué mais plus simple en coordonnées de Riemann où elle est égale au tenseur de Riemann qui s'écrit alors, en deux dimensions[1].

 R_{xyxy}=  -\frac12 \left(\frac{\partial^2 g_{xx}}{\partial y^2} + \frac{\partial^2 g_{yy}}{\partial x^2}\right)

Vérifions, pour le paraboloïde, que le tenseur de Riemann est bien égal à la courbure totale de Gauss K :

R_{xyxy}= -\frac12 (0-2K)=K

On a aussi, par dérivation partielle des coefficients de la métrique du paraboloïde :

\frac{\partial ^2 g_{xx}}{\partial x^2} + \frac{\partial ^2 g_{xx}}{\partial y^2}= 0

On a bien zéro puisque gxx = 0. On dérive de même gyy :

\frac{\partial ^2 g_{yy}}{\partial x^2} + \frac{\partial ^2 g_{yy}}{\partial y^2}= -4K

On obtient une équation de Laplace triviale pour gxx et une équation de Poisson pour gyy.


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