EinsteinPy 0.3.1中如何将逆变张量转为协变张量?
如何在EinsteinPy 0.3.1中将逆变电磁张量转换为协变张量
由于BaseRelativityTensor类没有EinsteinTensor那样的.change_config()方法,我们可以直接通过张量升降指标的数学原理手动实现转换:协变张量$F_{μν}$是逆变张量$F^{μν}$与协变度规$g_{μα}$、$g_{νβ}$两次缩并的结果,即:
$$F_{μν} = g_{μα}g_{νβ}F^{αβ}$$
基于你已有的代码,只需添加以下步骤即可完成转换:
# 利用协变度规对逆变张量进行两次缩并,得到协变张量F_{μν} # 第一步:F^{αβ} 与 g_{μα} 缩并,得到 F_{μ}{}^{β} F_mu_contra_beta = sp.tensorcontraction(sp.tensorproduct(g, F_contra.tensor()), (1, 2)) # 第二步:F_{μ}{}^{β} 与 g_{νβ} 缩并,得到最终的协变张量F_{μν} F_cov_array = sp.tensorcontraction(sp.tensorproduct(F_mu_contra_beta, g), (2, 3)) # 将结果包装为BaseRelativityTensor实例,类型标识为'll'(协变) F_cov = BaseRelativityTensor(F_cov_array, syms, "ll", parent_metric=metric) # 输出协变张量 print("F_{μν} =") display(F_cov.tensor())
验证结果
在你定义的Minkowski度规(符号为$-,+,+,+$)下,转换后的协变张量分量会符合预期:例如$F_{01} = -E_x/c$、$F_{12} = -B_z$等,与电磁张量的协变形式一致。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者ASarkar
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