数理物理学において、ヌルダスト解(ヌル流体とも呼ばれる)とは、アインシュタインテンソルがヌルであるローレンツ多様体のことである。このような時空は、アインシュタインの場の方程式の厳密解として解釈することができ、時空に存在する唯一の質量エネルギーは、何らかの質量のない放射によるものである。
定義により、ヌルダスト解のアインシュタインテンソルは次の形式をとる。 どこはヌルベクトル場である。この定義は純粋に幾何学的に意味があるが、時空に次の形式の 応力エネルギーテンソルを置くと、するとアインシュタインの場の方程式が満たされ、このような応力エネルギーテンソルは質量のない放射という観点から明確な物理的解釈を持つ。ベクトル場放射線が移動する方向を指定します。スカラー乗数その強度を指定する。
物理的に言えば、ヌルダストとは、重力放射、あるいは相対論的古典場理論で記述される何らかの非重力放射(電磁放射など)、またはこれら二つの組み合わせのいずれかを指します。ヌルダストには、真空解も特殊なケースとして含まれます。
ヌルダスト解によってモデル化できる現象には、以下のようなものがある。
特に、非干渉性電磁放射の平面波は、すべて同じ方向に移動するものの、位相と周波数がランダムに選択された平面波の線形重ね合わせである。(アインシュタイン場の方程式は非線形であるが、共動平面波の線形重ね合わせは可能である。)ここで、個々の電磁平面波は明確に定義された周波数と位相を持つが、重ね合わせたものはそうではない。 個々の電磁平面波はヌル電気真空解によってモデル化され、非干渉性の混合物はヌルダストによってモデル化できる。
座標基底ではなくフレーム場に関して計算されたテンソルの成分は、観測者によって(原理的には)測定可能な成分であるため、しばしば物理成分と呼ばれます。
ダスト除去ソリューションの場合、適応フレーム
(それぞれ時間的な単位ベクトル場と3つの空間的な単位ベクトル場)は、アインシュタインテンソルが特に単純な外観を持つような形で常に見出すことができる。
ここ、は、適応した観測者の世界線にどこでも接しており、これらの観測者は非干渉性放射のエネルギー密度を次のように測定します。。
上記の一般座標基底表現の形式から、応力エネルギーテンソルはヌルベクトル場と全く同じ等方性群を持つことが明らかである。これは、2 つの放物線状のローレンツ変換 (方向)と 1 回転(軸)であり、3次元リー群と等長である。ユークリッド平面の等長変換群。
ヌルダスト解には、2つの大きく重要な厳密解群が含まれる。
pp波には重力平面波と単色電磁平面波が含まれる。特に興味深い例としては、
ロビンソン・トラウトマンのヌルダストには、キナーズリー・ウォーカーの光子ロケット解が含まれ、これにはヴァイディアのヌルダストが含まれ、さらにシュヴァルツシルト真空が含まれる。