UFTF501 Fyzikální procesy v poli černých děr

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
zima 2017
Rozsah
2/2/0. 6 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Jan Schee, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Zdeněk Stuchlík, CSc. (přednášející)
doc. RNDr. Jan Schee, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Zdeněk Stuchlík, CSc.
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Je zkoumán vliv silného gravitačního pole v okolí černé díry na testovací částice a testovací pole a jsou diskutovány některé astrofyzikálně významné aplikace.
Osnova
  • Pohyb testovacích částic a fotonů. Schwarzschildova a Kerrova geometrie, rozbor Carterových pohybových rovnic, metoda efektivních potenciálů; vliv náboje, Reissnerova-Nordströmova a Kerrova-Newmanova geometrie, efektivní ergosféra a extrakce energie; černá díra ve vnějším magnetickém poli; vliv kosmologické konstanty, kosmologický horizont, Schwarzschildova-de Sitterova a Kerrova-de Sitterova geometrie.
    Fyzikální pole v okolí černých děr. Testovací pole skalární, elektromagnetické, gravitační a spinorové; Newmanův-Penroseův formalismus; separovatelnost rovnic pole; superradiační mody.
    Optické efekty v poli černých děr. Černá díra jako gravitační čočka, ohyb světla, odhady lensingu, transverzální pohyb čočky nebo zdroje; světelné křivky z horkých skvrn na povrchu akrečního disku, spektrum záření z horké skvrny a mnoha skvrn, profilované spektrální čáry.

    Gravitační a magnetické efekty. Lenseho-Thirringova precese, binární systémy a geodetická precese, vliv přílivových sil na rotaci černé díry, magnetické efekty, Blandfordův-Znajekův proces extrakce energie.
Literatura
    doporučená literatura
  • Hawking S.W., Israel W. 300 Years of Gravitation. Cambridge University Press, 1987. ISBN 0-521-34312-7. info
  • Chandrasekhar S. The Mathematical Theory of Black Holes. Clarendon Press, 1983. ISBN 0-226-10100-2. info
  • Rindler W. Essential Relativity. Special, General, and Cosmology. Revised 2nd Edition. Springer-Verlag, 1977. info
  • Lightman A.P., Press W.H., Price R.H., Teukolsky S.A. Problem Book in Relativity and Gravitation. Princeton Univ. Press, 1975. info
  • Misner C.W., Thorne K.S., Wheeler J.A. Gravitation. Freeman and Co, 1973. info
Metody hodnocení
Písemná zkouška
Skupinová prezentace na semináři
Informace učitele
60% účast na přednášce
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 2013, zima 2014, zima 2015, zima 2016, zima 2018, zima 2019, zima 2020, zima 2021, zima 2022, zima 2023.