广义相对论中能量动量守恒定律研究

1980～1983年间，兰州大学段一士和上海交通大学王友棠合作完成，获1985年国家教委科技进步一等奖。这项研究提出了广义位移变换， 由Noether定理得到了广义相对论中新的能量动量守恒定律， 具有严格的对黎曼坐标的广义协变性，克服了爱因斯坦、朗道等人过去所提出的引力理论中能量动量守恒定律只适用于准伽俐略坐标系的严重缺点。过去， 莫列(Moller) 的能量表达式不能解释Bondi平面引力波异于零的能量密度， 段一士等人提出的理论成功地克服了Moller理论的缺点， 对Bondi平面引力波可以得到正定的异于零的能流密度和能量密度。这一守恒定律中的四维动量具有罗伦兹坐标， 和特殊相对论中的四维动量在变换群的性质方面保持了一致性，并适应于黎曼时空的任意坐标系。由这一理论对比较集中的物质运动体系， 可以得到正确的四极矩引力辐射公式， 此公式近年来已被双星中观测到的脉动量PSRI_1913-16引力辐射衰减效应数据证实是完全正确的。主要内容发表于1983年的《中国科学》。段一士曾应格斯曼广义相对论国际会议、美国斯坦福高能中心和马里兰大学的邀请作过专门的学术报告。北京师范大学物理系已将这种新型守恒定律纳入广义相对论教材。