TFNRAF0001 Procesy v okolí černých děr

Fyzikální ústav v Opavě
zima 2022
Rozsah
4/2/0. 8 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Jan Schee, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Zdeněk Stuchlík, CSc. (přednášející)
RNDr. Arman Tursunov, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Zdeněk Stuchlík, CSc.
Fyzikální ústav v Opavě
Rozvrh
Út 13:05–14:40 PU-UF, Čt 8:55–10:30 B1
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
TFNRAF0001/A: Čt 10:35–12:10 B1, 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 2023, zima 2024.