OAVENP0006 Relativistická fyzika a astrofyzika II

Fyzikální ústav v Opavě
léto 2024
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)
Mgr. Dmitriy Ovchinnikov (cvičící)
doc. RNDr. Jan Schee, Ph.D. (cvičící)
Garance
doc. RNDr. Jan Schee, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě
Rozvrh
Út 13:05–14:40 B4, Čt 11:25–13:00 B4
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
OAVENP0006/A: St 11:25–13:00 B1, D. Ovchinnikov
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
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 2021, léto 2022, léto 2023, léto 2025.