变质量质点在广义相对论中的广义协变运动方程

"变质量质点在引力场中运动的广义协变方程 (1988年)" 本文探讨的是变质量质点在引力场中的运动规律，主要涉及了狭义相对论和广义相对论的理论应用。作者刘存侠和张效轩通过广义协变方法，将狭义相对论中的变质量质点运动方程推广到了适用于广义相对论的框架。 在物理学中，狭义相对论处理的是在均匀、各向同性的时空背景下，不变质量物体的运动。然而，当涉及到如火箭等变质量系统时，需要考虑物质的增减，即质量随时间变化的情况。广义相对论则进一步考虑了引力对时空结构的影响，提出了曲率时空的概念。 文章首先介绍了在局部惯性系中，适用于狭义相对论的变质量质点运动方程，该方程由质点的四维速度、静质量函数、放出的微元质量和外界作用的四维力构成。然后，作者通过引入协变导数，将这些方程转化为广义相对论下的形式，以适应非惯性坐标系统和曲率时空的需求。这里，协变导数是处理非平坦度规下导数运算的关键工具，它考虑了时空几何的变化。 在推广过程中，作者使用了曲坐标变换，并引入了仿射联络，这是定义曲率张量和计算度规变化的基础。通过这种方式，原有的运动方程被改写为广义协变的形式，能够描述变质量质点在强引力场（如黑洞附近）的运动，为研究高速火箭等天体物理问题提供了理论基础。 关键词涉及的变质量质点、广义协变方程、局部惯性系、力场以及度规张量，都是这个领域的核心概念。变质量质点指的是质量随时间变化的物体，广义协变方程保证了物理定律在不同坐标系统下的一致性；局部惯性系是在每个点附近能近似视为平坦的参考系；力场描述了引力对物体的作用；度规张量则是定义曲率时空几何的重要对象。 这篇文章是将狭义相对论中的理论扩展到广义相对论领域的一个尝试，对于理解和研究在强引力环境下的变质量物体运动具有重要意义，特别是对于高速火箭等技术的应用具有实际价值。