物理代写|广义相对论代写General relativity代考|MATH4105

Doug I. Jones

Doug I. Jones

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广义相对论是阿尔伯特-爱因斯坦在1907至1915年间提出的引力理论。广义相对论说,观察到的质量之间的引力效应是由它们对时空的扭曲造成的。

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  • Foundations of Data Science 数据科学基础
物理代写|广义相对论代写General relativity代考|MATH4105

物理代写|广义相对论代写General relativity代考|Schwarzschild Solution or Exterior Solution

The exact solution of the Einstein field equation in empty space was obtained by Schwarzschild in 1916, which describes the geometry of spacetime outside a spherically symmetric distribution of matter.

Consider the metric of the empty spacetime outside of a spherically symmetric distribution of matter of mass $M$ as
$$
d s^2=e^v d t^2-e^\lambda d r^2-r^2 d \theta^2-r^2 \sin ^2 \theta d \phi^2
$$
where $\lambda$ and $v$ are functions of $r$ alone.
A metric of this type is known as spherically symmetric.
Let us write
$$
\begin{aligned}
g_{11}=-e^\lambda ; \quad g_{22}=-r^2 ; \quad g_{33}-r^2 \sin ^2 \theta ; \quad g_{44}=e^v, \
\text { then, } \quad g^{11}=-e^{-\lambda} ; \quad g^{22}=-\frac{1}{r^2} ; \quad g^{33}=-\frac{1}{r^2 \sin ^2 \theta} ; \quad g^{44}=e^{-v} .
\end{aligned}
$$
The nonvanishing Christoffel symbols of second kind are
$$
\begin{gathered}
\Gamma_{11}^1=\frac{1}{2} \lambda^{\prime} ; \Gamma_{12}^2=\frac{1}{r} ; \Gamma_{31}^3=\frac{1}{r}, \Gamma_{22}^1=-r e^{-\lambda}, \Gamma_{33}^2=-\sin \theta \cos \theta, \
\Gamma_{23}^3=\cot \theta ; \Gamma_{33}^1=-r \sin ^2 \theta e^{-\lambda} ; \Gamma_{44}^1=\frac{1}{2} v^{\prime} e^{-\lambda+v} ; \Gamma_{14}^4=\frac{1}{2} v^{\prime} \
{\left[\Gamma_{a a}^a=\left[\ln \sqrt{\left|g_{a a}\right|}\right]a ; \Gamma{b a}^a=\left[\ln \sqrt{\left|g_{a a}\right|}\right]{, b} ; \Gamma{a a}^b=-\frac{1}{2 g_{b b}} g_{a a, b}\right],}
\end{gathered}
$$
where $A_{a b, c} \equiv \frac{\partial}{\partial x} A_{a b}$.
The complements of the Ricci tensor are
$$
\begin{aligned}
R_{11} & =-\frac{\lambda^{\prime}}{r}-\frac{1}{4} \lambda^{\prime} v^{\prime}+\frac{1}{2} v^{\prime \prime}+\frac{1}{4} v^{\prime 2}, \
R_{22}=\csc ^2 \theta R_{33} & =-1+e^{-\lambda}\left[1-\frac{1}{2} r \lambda^{\prime}+\frac{1}{2} r v^{\prime}\right], \
R_{44} & =e^{-\lambda+v}\left[\frac{1}{4} \lambda^{\prime} v^{\prime}-\frac{1}{2} v^{\prime \prime}-\frac{1}{r} v^{\prime}-\frac{1}{4} v^{\prime 2}\right], \
R_{\alpha \beta} & =0, \alpha \neq \beta .
\end{aligned}
$$

物理代写|广义相对论代写General relativity代考|A Classical Argument

The concept of a black hole, in a lucid sense, is that of a star whose gravitational field is very powerful, so that even light cannot seep to different areas. In the Newtonian regime, let us assume a particle of mass $m$ traveling radially from a spherically symmetric distribution of matter having total mass $M$, radius $R$, and uniform density $\rho$. Let us also assume that at a distance $r$ from the center, the particle possesses a velocity $v$, then the conservation of energy $E$ yields
$$
E=K . E .+P . E .=\frac{1}{2} m v^2-\frac{G M m}{r} .
$$
The escape velocity $v_0$ is the minimum velocity desired to take a body from the surface of the distribution of matter to infinity. This demands $v \rightarrow 0$ as $r \rightarrow \infty$. Hence from (i) we have $E=0$. Solving for $v$, we obtain, $v^2=\frac{2 G M}{r}$; therefore, the escape velocity is
$$
v_0^2=\frac{2 G M}{R}
$$
This indicates that when the particle’s radial velocity at the surface is less than $v_0$, it will ultimately come back to the surface of the distribution of matter due to the gravitational attraction. For the case of a light ray (with velocity $c$ ), which would just escape to infinity, one gets a relation between $c$ with mass and radius of the distribution as
$$
c^2=\frac{2 G M}{R}
$$
Thus, we have two possibilities for which light could no longer escape: either when the mass $M$ is increased with a fixed radius or the radius $R$ is decreased with fixed mass. Note that the limiting condition (iii) yields the radius $R$ as
$$
R=\frac{2 G M}{c^2}
$$
which is known as Schwarzschild radius.

物理代写|广义相对论代写General relativity代考|MATH4105

广义相对论代考

物理代写|广义相对论代写General relativity代考|Schwarzschild Solution or Exterior Solution

爱因斯坦场方程在真空中的精确解是史瓦西于 1916 年 得到的,它描述了球对称分布物质之外的时空几何。
考虑质量物质球对称分布之外的空时空度量 $M$ 作为 $d s^2=e^v d t^2-e^\lambda d r^2-r^2 d \theta^2-r^2 \sin ^2 \theta d \phi^2$
在哪里 $\lambda$ 和 $v$ 是函数 $r$ 独自的。 这种类型的度量称为球对称。 让我们写
$$
g_{11}=-e^\lambda ; \quad g_{22}=-r^2 ; \quad g_{33}-r^2 \sin ^2 \theta ; \quad g_{44}=e
$$
第二类不消失的 Christoffel 符号是
$$
\Gamma_{11}^1=\frac{1}{2} \lambda^{\prime} ; \Gamma_{12}^2=\frac{1}{r} ; \Gamma_{31}^3=\frac{1}{r}, \Gamma_{22}^1=-r e^{-\lambda}, \Gamma_{33}^2=
$$
在哪里 $A_{a b, c} \equiv \frac{\partial}{\partial x} A_{a b}$.
Ricci 张量的补集是
$$
R_{11}=-\frac{\lambda^{\prime}}{r}-\frac{1}{4} \lambda^{\prime} v^{\prime}+\frac{1}{2} v^{\prime \prime}+\frac{1}{4} v^{\prime 2}, R_{22}=\csc ^2 \theta R_3
$$

物理代写|广义相对论代写General relativity代考|A Classical Argument

黑洞的概念,从通俗的意义上讲,就是一颗引力场非常 强大的恒星,以至于连光都无法渗透到不同的区域。在 牛顿体系中,让我们假设一个质量粒子 $m$ 从具有总质量 的球对称分布的物质径向行进 $M$ ,半径 $R$, 密度均匀 $\rho$. 让我们也假设在远处 $r$ 从中心开始,粒子具有速度 $v$ ,那么 能量守恒 $E$ 产量
$$
E=K . E .+P . E .=\frac{1}{2} m v^2-\frac{G M m}{r} .
$$
逃逸速度 $v_0$ 是将物体从物质分布表面带到无穷远所需的 最小速度。这要求 $v \rightarrow 0$ 作为 $r \rightarrow \infty$. 因此从 (i) 我们 有 $E=0$. 求解 $v$ ,我们获得, $v^2=\frac{2 G M}{r}$ ;因此,逃逸 速度是
$$
v_0^2=\frac{2 G M}{R}
$$
这表明当粒子在表面的径向速度小于 $v_0$ ,它最终会由于 引力作用回到物质分布的表面。对于光线的情况(具有 速度 $c$ ),这只会逃逸到无穷大 人们得到了之间的关系 $c$ 质 量和分布半径为
$$
c^2=\frac{2 G M}{R}
$$
因此,我们有两种光无法逃逸的可能性:要么当质量 $M$ 以固定半径或半径增加 $R$ 随质量固定而减少。请注意, 限制条件 (iii) 产生半径 $R$ 作为
$$
R=\frac{2 G M}{c^2}
$$
这被称为史瓦西半径。

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金融工程代写

金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题,以及设计新的和创新的金融产品。

非参数统计代写

非参数统计指的是一种统计方法,其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型;这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。

广义线性模型代考

广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

术语 广义线性模型(GLM)通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归,以及方差分析和方差分析(仅含固定效应)。

有限元方法代写

有限元方法(FEM)是一种流行的方法,用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法,用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程(即一些边界值问题)。为了解决一个问题,有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分,称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的,它是通过构建对象的网格来实现的:用于求解的数值域,它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统,以模拟整个问题。然后,有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

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随机分析代写


随机微积分是数学的一个分支,对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。

时间序列分析代写

随机过程,是依赖于参数的一组随机变量的全体,参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现,其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值(如1秒,5分钟,12小时,7天,1年),因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中,往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录,以得到其自身发展的规律。

回归分析代写

多元回归分析渐进(Multiple Regression Analysis Asymptotics)属于计量经济学领域,主要是一种数学上的统计分析方法,可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系,在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。

MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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