You are here: University of Vienna PHAIDRA Detail o:2079817
Title (eng)
C^0-inextendibility of the Kasner spacetime
Adviser
Jan Sbierski
Assessor
Jan Sbierski
Abstract (deu)

Die Kasner Raumzeit ist ein kosmologisches Modell und ist eine exakte Lösung der Einstein Vakuum Gleichung Ric(g) = 0. Sie wurde erstmals 1921 von Edward Kasner in [1] beschrieben. Nach der Wahl einer geeigneten Zeitorientierung, können wir die Kasner Raumzeit als ein Modell eines sich anisotropisch ausdehnenden Universums ohne Materie interpretieren. Wir nennen {t = 0} den Urknall dieses Universums. Da hier auch koordinanteninvariante Krümmungs-Skalare (wie z.B. der Kretschmann Skalar) gegen Unenglich gehen, ist die Kasner Metrik offensichtlich nicht erweiterbar als C^2-regulare Metrik. In dieser Masterarbeit werden wir diese ”Singularität” genauer untersuchen und beweisen, dass die Kasner Metrik sogar nicht erweiterbar als C^0-regulare Metrik ist, was ein st¨arkere Aussage ist. Um dies zu beweisen, verwenden wir die Beweis Idee aus Jan Sbierskis Beweis der nicht-Erweitarbekeit der Schwarzschild Raumzeit als C^0-regulare Metrik in [8]. Auf den ersten Blick scheint sich die Schwarzschild Raumzeit fundamental von der Kasner Raumzeit zu unterscheiden. So modelliert erstere ein stationäres sphärisch symmetrisches Schwarzsches Loch und zweitere eine offensichtlich nicht sphärisch symmetrische sich ausdehnende Raumzeit. Jedoch teilen die Singularitäten beider Raumzeiten wichtige Eigenschaften, welche uns erlaubt die gleiche Beweisstrategie zu verwenden. Dies wurde, nach bestem Wissen des Autors, erstmals in [9] vermutet. Mit dieser Arbeit bestätigen wir diese Vermutung.

Abstract (eng)

The Kasner spacetime is a cosmological model of an anisotropic expanding universe without matter and is an exact solution of the Einstein vacuum equations Ric(g) = 0. It depends on a choice of so-called Kasner exponents p1, ..., pd and if one of these is negative, then the Kretschmann scalar blows up as t → 0, i.e. there exists a curvature singularity. Thus, it is manifestly inextendible as a Lorentzian manifold with a twice differentiable metric. In this Master’s thesis we proof that it is even inextendible as a Lorentzian manifold with merely continuous metric, which is a stronger statement. We do so by adapting the proof of the C^0-inextendibility of the maximal analytically extended Schwarzschild spacetime established by Jan Sbierksi in [8].

Keywords (deu)
LorentzgeometrieAllgemeine RelativitätstheorieDifferential GeometrieKasner Metrik
Keywords (eng)
Lorentzian GeometryDifferential GeometryGeneral RelativityKasner spacetimecontinuous inextendibility
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:2079817
rdau:P60550 (deu)
vii, 37 Seiten : Illustrationen
Number of pages
44
Study plan
Masterstudium Mathematik
[UA]
[066]
[821]
Association (deu)
Members (1)
Title (eng)
C^0-inextendibility of the Kasner spacetime
Abstract (deu)

Die Kasner Raumzeit ist ein kosmologisches Modell und ist eine exakte Lösung der Einstein Vakuum Gleichung Ric(g) = 0. Sie wurde erstmals 1921 von Edward Kasner in [1] beschrieben. Nach der Wahl einer geeigneten Zeitorientierung, können wir die Kasner Raumzeit als ein Modell eines sich anisotropisch ausdehnenden Universums ohne Materie interpretieren. Wir nennen {t = 0} den Urknall dieses Universums. Da hier auch koordinanteninvariante Krümmungs-Skalare (wie z.B. der Kretschmann Skalar) gegen Unenglich gehen, ist die Kasner Metrik offensichtlich nicht erweiterbar als C^2-regulare Metrik. In dieser Masterarbeit werden wir diese ”Singularität” genauer untersuchen und beweisen, dass die Kasner Metrik sogar nicht erweiterbar als C^0-regulare Metrik ist, was ein st¨arkere Aussage ist. Um dies zu beweisen, verwenden wir die Beweis Idee aus Jan Sbierskis Beweis der nicht-Erweitarbekeit der Schwarzschild Raumzeit als C^0-regulare Metrik in [8]. Auf den ersten Blick scheint sich die Schwarzschild Raumzeit fundamental von der Kasner Raumzeit zu unterscheiden. So modelliert erstere ein stationäres sphärisch symmetrisches Schwarzsches Loch und zweitere eine offensichtlich nicht sphärisch symmetrische sich ausdehnende Raumzeit. Jedoch teilen die Singularitäten beider Raumzeiten wichtige Eigenschaften, welche uns erlaubt die gleiche Beweisstrategie zu verwenden. Dies wurde, nach bestem Wissen des Autors, erstmals in [9] vermutet. Mit dieser Arbeit bestätigen wir diese Vermutung.

Abstract (eng)

The Kasner spacetime is a cosmological model of an anisotropic expanding universe without matter and is an exact solution of the Einstein vacuum equations Ric(g) = 0. It depends on a choice of so-called Kasner exponents p1, ..., pd and if one of these is negative, then the Kretschmann scalar blows up as t → 0, i.e. there exists a curvature singularity. Thus, it is manifestly inextendible as a Lorentzian manifold with a twice differentiable metric. In this Master’s thesis we proof that it is even inextendible as a Lorentzian manifold with merely continuous metric, which is a stronger statement. We do so by adapting the proof of the C^0-inextendibility of the maximal analytically extended Schwarzschild spacetime established by Jan Sbierksi in [8].

Keywords (deu)
LorentzgeometrieAllgemeine RelativitätstheorieDifferential GeometrieKasner Metrik
Keywords (eng)
Lorentzian GeometryDifferential GeometryGeneral RelativityKasner spacetimecontinuous inextendibility
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:2081041
Number of pages
44
Association (deu)