OAVENP0006 Relativistická fyzika a astrofyzika II

Fyzikální ústav v Opavě
léto 2021
Rozsah
40 hodin přednášek, 20 hodin cvičení. 8 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
doc. RNDr. Jan Schee, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Předmět umožňuje studentům seznámit se s relativistickou fyzikou a astrofyzikou na pokročilejší úrovni, včetně souvisejícího matematického aparátu.
Osnova
  • Hlavní témata předmětu jsou:
    • Zákony termodynamiky černých děr, extrakce energie z rotující černé díry, Hawkingovo vypařování černých děr. Teorém o jednoznačnosti, „no-hair” teorém.
    • Kerrova-Newmanova černá díra. Penrosovy-Carterovy diagram, Cauchyho horizont.
    • Gravitační čočky a zobrazování v zakřivených prostoročasech. WKB aproximace a paprsková optika. Zobrazovací rovnice a úhel deflekce. Faktor zesílení, zesilovací teorém. Kritické body, kaustika.
    • Schwarchildovy čočky a perturbované gravitační čočky. Gravitační čočky v expandujícím vesmíru.
    • Perturbace černých děr: Reggeho-Wheelerova rovnice, Zerlliniho rovnice, kvazinormální módy.
    • Perturbace černých děr: časový vývoj perturbací graviačního pole a exponenciální dumping. Stabilita Schwarchildovy černé díry.
    • Červí díry. Einsteinův-Rosenův most, stabilita uzavřené časupodobné trajektorie; stroj času.
    • Formalizmus tenkých skořápek (thin shell formalism), dynamika červích děr.
    • Základní kosmologické modely
    • Kosmologická konstanta. Energie vakua. Observační limity.
Literatura
    povinná literatura
  • Misner, C. W., Thorne, K. S., Wheeler, J. A. Gravitation, Freeman, San Francisco, 1973 (2017)
  • Dvořák L. Obecná teorie relativity a moderní fyzikální obraz vesmíru, skriptum SPN, Praha, 1984
    doporučená literatura
  • Schneider, P., Ehlers, J., Falco, E., E. Gravitational Lenses, A&A Library, Springer, 2009,
  • S Chandrasekhar. The Mathematical Theory of Black Holes. Oxford University Press, 1998. info
  • Visser, M. Lorentzian Wormholes: From Einstein to Hawking, AIP, 1996
Metody hodnocení
ústní zkouška, písemný zápočtový test
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 2022, léto 2023, léto 2024.