比如物质的密度、质量、能量等等,对时空造成的弯曲曲率是多少。
咔咔咔!
李奇维在纸上一顿操作,整整过了半个小时。
一个方程终于被他给写出来了。
这就是大名鼎鼎的引力场方程,也叫爱因斯坦场方程。
只不过现在嘛,要改名叫布鲁斯场方程】了。
这个方程长这样:
左边的式子表示时空的曲率,右边的式子表示物质的分布。
这个公式的文字版就是:物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何运动。
这个方程看起来好像很简单,其实非常复杂。见评论区
这是一个含有十个未知量的二阶非线性偏微分方程。
断句是:二阶、非线性、偏微分、方程。
别急,我们一点点分析,让你明白方程到底难在哪里。
方程】
先方程是什么,大家都很清楚。
x1=2。
这就是一个最普通简单的方程。
偏微分】
而微分方程,就是在普通方程的基础上,式子中带有未知函数及其导数的方程。
比如假设u是x的函数,则可以表示为u=x,u′就是u对x的导数。
那么xuu′=1,这个方程就叫微分方程。方程中u′必须有,u可以没有
如果微分方程中只有一个自变量的导数,则称为常微分方程。
比如上面的式子只有x一个自变量,也只有u′这一个自变量x的导数,它就是常微分方程。
而如果u不仅是x的函数,它还是y的函数,那么u=x,y。
u′x就是u对x的导数,称为偏导数;
同理,u′y就是u对y的导数。
那么xyu′xu′y=1,这个方程中含有两个或以上的导数。
这种微分方程就叫做偏微分方程。
二阶】
阶数指的是导数的阶,比如u′就是一阶导数,u″就是二阶导数,即导数再求导。
xyu′xu′yu″xu″y=1。
这个方程就是二阶偏微分方程。
非线性】
线性和非线性就比较好理解了。
如果u和x、y的函数关系是一条直线,那就表示线性。
若是非直线,那就表示非线性。
至此,布鲁斯场方程,这个二阶非线性偏微分方程的概念,就都理解了。
可以看出,如果想找到这个方程的精确解,是一件太太太太复杂的事情了。
没有任何技巧,只能暴力求解。
也就是把所有的变量统统考虑进去。
比如质量、能量、密度、空间、时间等等。
所以,在没有后世那种级计算机的情况下,想要手撕这个方程,难度可想而知。
即便有了计算机的辅助,想要解也不是易事。
哪怕是最简单的两个天体之间的运动。