FLRW-Metrik und Friedmann-Gleichungen |
In der dreidimensionalen Hyperebene | ![]() | des ℝ4 wird das Element | ![]() | umgeschrieben in r, φ,θ |
mit den Koordinatentransformationen | ![]() | Man erhält zunächst für die dxi |
![]() | Wenn die Quadrate der dxi addiert werden, heben sich alle gemischten Glieder dr⋅dφ, dφ⋅dθ und dθ⋅dr gegenseitig auf. Es bleibt ![]() |
Mit | ![]() | folgt schließlich | ![]() |
Das Linienelement wird nun gebildet aus zeitlichem und räumlichem Anteil | ![]() |
![]() | mit den neuen Bezeichnungen x0=ct, x1=r, x2=Θ und x3=φ. |
Aus den Linienelement liest man ab und weil giigii=1 sein muss, folgt | ![]() | ![]() |
Die Christoffelsymbole | ![]() | zu dieser Metrik sind |
![]() | ![]() | Alle weiteren Christoffelsymbole sind gleich 0. |
![]() | Der Riemannsche Krümmungstensor wird verjüngt zum Riccitensor | ![]() |
![]() | ![]() |
Die Komponenten des Riccitensors sind | ![]() | und mit j=1,2,3 | ![]() |
Zu diesem Riccitensor gehört der Ricciskalar | ![]() ![]() |
Die Komponenten des Einsteintensors sind | ![]() |
Der Energie-Impuls-Tensor eines idealen Gases (oder einer Flüssigkeit) ist in der Minkowski Raumzeit gegeben durch
ρ: Massen/Energiedichte p: isostatischer Druck u: Vierergeschwindigkeit ηαα=+1 (kontravariante Form!) Es ist u0=(c,0,0,0) und damit u0u0=c2, alle anderen Geschwindigkeiten sind gleich Null | ![]() |
Im Minkowski-Raum | ![]() | In der RW-Metrik | ![]() |
Nun ist alles vorbereitet, um die Feldgleichungen | ![]() | mit | ![]() | anzuwenden. |
Aus | ![]() | folgt die erste Friedmann Gleichung | ![]() |
======================================== |
![]() | führt zu | ![]() |
Indem man in dieses Zwischenergebnis die erste Friedmann Gleichung einsetzt, erhält man die zweite Friedmann Gleichung | ![]() |
====================================== |