FU:TFNRAF0002 Relativ. Fyz. a astrofyzika II - Informace o předmětu

TFNRAF0002 Relativistická fyzika a astrofyzika II

Rozsah

4/2/0. 8 kr. Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Jan Schee, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Dmitriy Ovchinnikov (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:

TFNRAF0002/A: St 11:25–13:00 B1, D. Ovchinnikov

Předpoklady

(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(N))
Předpokladem studia je úspěšné absolvování předmětu Relativistická fyzika a astrofyzika I.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Relativistická astrofyzika (program FU, TFYZNM)

Cíle předmětu

Předmět umožňuje studentům seznámit se s pokročilejšími partiemi relativistické fyziky a astrofyziky.

Výstupy z učení

Po absolvování předmětu bude student schopen:
- analyzovat lokální a globální vlastnosti zakřivených prostoročasů
- problémy spojenými s pertubacemi černých děr a určením stability vybraných, černoděrových řešení Einsteinových rovnic,
- analyzovat a řešit fyzikální problémy v rámci alternativních teorií gravitace (bránová teorie, Hořavova gravitace)
- určit řešení odpovídající červím dírám a analyzovat fundamentální jevy s nimi souvisejícími (tenzor energie hybnosti, uzavřené časupodobné trajektorie)

Osnova

• Hlavní témata předmětu jsou:
  - Další černoděrová řešení Einsteinových rovnic: Reissnerova- Nordstromova, Kerrova a Kerr-Newmanova černá díra.
  - Carterovy rovnice, pohyb testovacích částic v poli Kerrovy černé díry.
  - Zákony termodynamiky černých děr, Penroseův proces extrakce energie z rotující černé díry, ergosféra, Hawkingovo vypařování černých děr. Teorém o jednoznačnosti, „no-hair” teorém.
  - Penrosovy-Carterovy diagramy, Cauchyho horizont.
  - Perturbace černých děr: Reggeho-Wheelerova rovnice, Zerlliniho rovnice. Časový vývoj perturbací gravitačního pole a exponenciální dumping. Stabilita Schwarzchildovy černé díry a kvazinormální módy.
  - Alternativní teorie gravitace: Randalové-Sundrumův model bránového vesmíru, bránové černé díry, bránový parametr.
  - Alternativní teorie gravitace: Hořavova gravitace, Kehagiasova-Sfetsosova (KS) černá díra, Hořavův parameter.
  - Alternativní teorie gravitace: Pohyb testovacích částic a testovacích polí v polích bránové a KS černé díry.
  - Energetické podmínky a příklady jejich porušení.
  - Historie červích děr, Einsteinův-Rosenův most a jeho stabilita.
  - Konstrukce traversibilní červí díry, vlastnosti tenzoru energie-hybnosti pro traverzibilní červí díru.
  - Červí díry a uzavřené časupodobné trajektorie. Stroj času a časové paradoxy.
  

Literatura

doporučená literatura
• Misner, C. W., Thorne, K. S., Wheeler, J. A. Gravitation, Freeman, San Francisco, 1973 (2017)
• 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
• Hořava, P. Quantum gravity at a Lifshitz point, Phys. Rev. D, 79, 8, 2009
• Randall, L., Sundrum, R. An Alternative to Compactification, Phys. Rev. Lett, 83(23), 1999
• Kehagios, A., Sfetsos, K. The black hole and FRW geometries in non-relativistic gravity, Phys. Lett. B, 678, 2009

Výukové metody

přednášky, diskuze, cvičení, seminární práce

Metody hodnocení

ústní zkouška, písemný zápočtový test

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

• Statistika zápisu (nejnovější)
  
• Permalink: https://is.slu.cz/predmet/fu/leto2024/TFNRAF0002