Calcul tensoriel/Géodésiques/Équation géodésique

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On obtient l'équation d'une géodésique en écrivant que sa longueur est minimale.

Un système de coordonnées xi étant donné, le tenseur métrique donne la longueur d'une courbe infinitésimale ds=[]gijdxidxj. Le signe optionnel [] est choisi en fonction du signe de l'intervalle et de la signature du tenseur métrique.

Si la courbe est paramétrée au moyen d'une variable τ, on écrit ds=[]gijx˙ix˙jdτ, où le point supérieur représente la dérivée totale par rapport à τ. La longueur de la trajectoire est donc la somme

[]gijx˙ix˙jdτ

En utilisant la méthode de Lagrange pour exprimer que l'intégrale est minimale, on obtient l'équation géodésique

s˙xlddτ(s˙x˙l)=0

avec

s˙=[]gijx˙ix˙j