TFNPV0002 Gravitační vlny

Fyzikální ústav v Opavě
zima 2022
Rozsah
2/2/0. 6 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
Mgr. Martin Urbanec, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Martin Urbanec, Ph.D. (cvičící)
Garance
Mgr. Martin Urbanec, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě
Rozvrh
St 8:55–10:30 LPS
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
TFNPV0002/A: St 10:35–12:10 LPS, M. Urbanec
Předpoklady
(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(N))
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Předmět umožňuje studentům seznámit se s problematikou gravitačních vln, příslušným teoretickým aparátem i experimenty - detekcí.
Výstupy z učení
Porozumění generování a detekci gravitačních vln.
Osnova
  • Hlavní témata předmětu jsou:
    • Lineární teorie, odvození vlnové rovnice, rovinná vlna, TT kalibrace
    • Interakce gravitační vlny s volnou částicí, a možnosti inteferometrické detekce
    • Geodetická deviace, efektivní tenzor energie-hybnosti gravitační vlny.
    • Šíření gravitačních vln v zakřivených prostoročasech
    • Generování gravitačních vln. Kvadrupólová povaha gravitačních vln. Luminozita.
    • Gravitační vlna jako perturbace černoděrových prostoročasů. Perturbace Schwarzchildova prostoročasu, axiální a polární perturbace
    • Reggeova-Wheelerova rovnice a Zerilliho rovnice. Kvazinormální mody.
    • Binární systémy, Hulseův – Taylorův pulsar
    • Oscilace neutronových hvězd a generování gravitačních vln
    • Záchyt gravitačních vln v extrémně kompaktních neutronových hvězdách
    • Interferometry LIGO a LISA. Další možnosti detekce gravitačních vln (Pulsar Timing Array, atd.)
    • Detekované zdroje gravitačních vln, jejich vlastnosti a dopad na astrofyziku
    • Gravitační vlny a kosmologie
Literatura
    doporučená literatura
  • Maggiore, M. Gravitational Waves:Theory and Experiments, Oxford University Press, 2008
  • Maggiore, M. Gravitational Waves: Astrophysics and Cosmology, Oxford University Press, 2018
  • Misner, C. W., Thorne, K.S., Wheeler, J. A. Gravitation, Freeman, San Francisco, 1973 (2017)
  • Bičák J., Ruděnko V. N. Teorie relativity a gravitační vlny, skriptum UK, Praha, 1986
  • Straumann, N. General Relativity and Relativistic Astrophysics, Springet-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1984
Výukové metody
Přednáška, cvičení
Metody hodnocení
ústní a písemná zkouška, povinná účast na cvičeních (alespoň 75%)
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 2020, zima 2021, zima 2023, zima 2024.