TFNRAF0001 Procesy v okolí černých děr

Fyzikální ústav v Opavě
zima 2023
Rozsah
4/2/0. 8 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Jan Schee, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Zdeněk Stuchlík, CSc. (přednášející)
RNDr. Daniel Charbulák, Ph.D. (cvičící)
RNDr. Arman Tursunov, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Zdeněk Stuchlík, CSc.
Fyzikální ústav v Opavě
Rozvrh
Po 10:35–12:10 404, Čt 9:45–11:20 SM-UF
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
TFNRAF0001/A: Čt 11:25–13:00 PED1, A. Tursunov
Předpoklady
(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(N))
U studentů předpokládá znalost základů obecné teorie relativity.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Předmět umožňuje studentům seznámit se s fyzikálními procesy vyskytujícími se v blízkém okolí černých děr.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu rozumět formulování a řešení fyzikálních problémů v zakřivených prostoročasech. Bude tyto formulované problémy samostatně řešit.
Osnova
  • Hlavní témata předmětu jsou:
    • Základy obecné teorie relativity: metrika, afinní konexe, Riemannův tenzor křivosti, Kretschmannův skalár
    • Tetrádový formalizmus
    • Černoděrové prostoročasy, horizont událostí, fyzikální singularita
    • Ohyb světelných paprsků v poli černých děr, stín černé díry
    • Pohybové rovnice testovací částice, efektivní potenciál, pohybové konstanty a Killingovy vektory
    • Skalární testovací pole, kvazinormální mody skalárních testovacích polí
    • Penrosův proces, Blandfordův -Znajekův proces, ultrarelativistické srážky testovacích částic v poli černých děr
    • Pohyb nabitých částic v okolí zmagnetizované černé díry
    • Regulární a stochastický pohyb
    • Pohyb nabité struny v okolí zmagnetizované černé díry
    • Kvantové efekty na pozadí černých děr: Kleinovo-Gordonovo skalární pole, kreační a anihilační operátory
    • Vytváření částic v blízkosti černých děr (Hawkingovo záření), termodynamika černých děr
Literatura
    doporučená literatura
  • Misner, C. W., Thorne, K. S., Wheeler, J. A. Gravitation, Freeman, San Francisco, 1973 (2017)
  • R.M. Wald. General relativity. The university of Chicago Press, 1984. info
  • Susskind, L., Lindesay, J. An Introduction to Black Holes, Information and the String Theoy Revolution, The Holographic Universe, World Scientific, New Jersey, 2005
Výukové metody
Přednášky a cvičení
Metody hodnocení
ústní zkouška, písemný zápočtový test
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 2022, zima 2024.