{"title":"Generalized algorithm of computation of coefficients of the covariant Taylor series","authors":"Иван Михайлович Поташов","doi":"10.26456/vtpmk670","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"В статье мы рассматриваем алгоритм для вычисления ковариантных степенных разложений тензорных полей в координатах Ферми, определённых в некоторой окрестности параллелизуемого подмногообразия размерности $m$ ($m=0, 1,\\ldots< n$, случай $m=0$ соответствует точке), преобразуя соответствующие разложения в ковариантные ряды Тэйлора. Метод ковариантных рядов может быть полезен при решении некоторых задач в общей теории относительности, в частности, он удобен для вычисления компонент метрики пространства-времени, а также используется в теории квантовой гравитации. Рассматриваемый алгоритм является обобщением алгоритма из работы \\cite{Potashov2018}. Для произвольного действительного аналитического тензорного поля коэффициенты этих рядов выражаются через его ковариантные производные, компоненты связности и ковариантные производные кривизны и кручения. Алгоритм вычисляет компоненты соответствующего многочлена Тейлора произвольного порядка для компонент поля и может быть применён в общем случае для неметрических связностей с ненулевым кручением. Показано, что алгоритм принадлежит классу сложности \\textsl{LEXP}.\n In this article we deal with the algorithm for computing covariant power expansions of tensor fields in Fermi coordinates, introduced in some neighborhood of a parallelized $m$-dimensional submanifold (${m=0, 1,\\ldots<n}$, $m=0$ corresponds to a point), by transforming the expansions to the corresponding Taylor series. The method of covariant series can be useful in solution of some problems of general relativity, in particular, it is convenient for computing of the spacetime metric components, and also it is used in the theory of quantum gravity. The algorithm under consideration is the generalization of one from the Ref. \\cite{Potashov2018}. For an arbitrary real analytic tensor field, the coefficients of such series are expressed in terms of its covariant derivatives, the connection components and covariant derivatives of the curvature and the torsion. The algorithm computes the corresponding Taylor polynomials of arbitrary orders for the field components and is applicable to connections that are, in general, nonmetric and not torsion-free. It is shown that this algorithm belongs to the complexity class \\textsl{LEXP}.","PeriodicalId":300137,"journal":{"name":"Herald of Tver State University. Series: Applied Mathematics","volume":"21 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-07-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Herald of Tver State University. Series: Applied Mathematics","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.26456/vtpmk670","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Abstract
В статье мы рассматриваем алгоритм для вычисления ковариантных степенных разложений тензорных полей в координатах Ферми, определённых в некоторой окрестности параллелизуемого подмногообразия размерности $m$ ($m=0, 1,\ldots< n$, случай $m=0$ соответствует точке), преобразуя соответствующие разложения в ковариантные ряды Тэйлора. Метод ковариантных рядов может быть полезен при решении некоторых задач в общей теории относительности, в частности, он удобен для вычисления компонент метрики пространства-времени, а также используется в теории квантовой гравитации. Рассматриваемый алгоритм является обобщением алгоритма из работы \cite{Potashov2018}. Для произвольного действительного аналитического тензорного поля коэффициенты этих рядов выражаются через его ковариантные производные, компоненты связности и ковариантные производные кривизны и кручения. Алгоритм вычисляет компоненты соответствующего многочлена Тейлора произвольного порядка для компонент поля и может быть применён в общем случае для неметрических связностей с ненулевым кручением. Показано, что алгоритм принадлежит классу сложности \textsl{LEXP}.
In this article we deal with the algorithm for computing covariant power expansions of tensor fields in Fermi coordinates, introduced in some neighborhood of a parallelized $m$-dimensional submanifold (${m=0, 1,\ldots