PředmětyPředměty(verze: 845)
Předmět, akademický rok 2018/2019
   Přihlásit přes CAS
Relativistická astrofyzika a kosmologie - NUFY061
Anglický název: Relativistic Astrophysics and Cosmology
Zajišťuje: Katedra didaktiky fyziky (32-KDF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2007
Semestr: letní
E-Kredity: 3
Rozsah, examinace: letní s.:2/0 Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: zrušen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Garant: doc. RNDr. Oldřich Semerák, DSc.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Učitelství fyziky
Prerekvizity : NUFY062
Anotace -
Poslední úprava: T_UTF (17.05.2001)
Výběrová přednáška s obsahem: základní myšlenky a důsledky obecné teorie relativity, gravitační kolaps a černé díry, modely a vývoj vesmíru. Určeno pro 4.r. U MF, FI/SŠ , 5.r. U MF/SŠ.
Literatura
Poslední úprava: RNDr. Pavel Zakouřil, Ph.D. (05.08.2002)

Dvořák L.: Obecná teorie relativity a moderní fyzikální obraz vesmíru (skriptum, SPN, Praha 1984)

Sylabus
Poslední úprava: ()

Úvod Místo teorie gravitace ve fyzikálním obrazu světa. Vývoj názorů na prostor, čas a gravitaci. Přehled hlavních nových východisek, předpovědí a aplikací obecné teorie relativity.

Minkowského a obecný prostoročas; tenzory Prostoročas, událost, prostoročasový interval a vlastní čas. Reálný 4-rozměrný formalismus: souřadnice, Minkowského a obecný metrický tenzor, kontravariantní a kovariantní indexy; reálný vs. imaginární formalismus v STR, geometrický vs. souřadnicový zápis, různá číslování indexů -- přehled. Světelný kužel a různé typy světočar, nadploch a světových trubic. Lorentzova a obecná transformace, zvyšování a snižování indexů, inverzní Lorentzova a obecná transformace; transformační vlastnosti veličin (tenzory), důležité operace.

Výchozí principy OTR a jejich bezprostřední aplikace Princip ekvivalence, jeho různě silné formulace a odpovídající experimenty. Princip obecné kovariance (obecné relativity); obecně kovariantní zápis fyzikálních zákonů. Rovnice geodetiky a její newtonovská limita; Christoffelovy symboly. Dilatace času a rudý posuv v gravitačním poli: statický případ a případ s orbitujícím satelitem; newtonovská limita, příklady, interpretace, intuitivní odvození.

Riemannovská geometrie, křivost (základy) Plochý vs. zakřivený prostoročas. Riemannův tenzor křivosti, jeho geometrický a fyzikální smysl; rovnice geodetické deviace. Ricciho tenzor a skalární křivost.

Einsteinův gravitační zákon Motivace a směr odvození: newtonovská teorie gravitace, princip ``minimální vazby'', tenzor energie a hybnosti a zákony zachování, význačnost Einsteinova tenzoru. Otázka kosmologické konstanty. Newtonovská limita Einsteinových rovnic. Vlastnosti Einsteinových rovnic.

Relativistická astrofyzika Relativistické modely hvězd - základní rovnice a z nich plynoucí nové efekty. Závěrečné etapy hvězdného vývoje. Černé díry - základní vlastnosti, metrika, astrofyzikální aspekty.

Relativistická kosmologie Základní observační údaje o vesmíru jako celku - rozložení hmoty ve vesmíru, Hubbleův vztah, reliktní záření, \"big bang\". Popis \"kosmické tekutiny\", homogenita a izotropie vesmíru a zavedení synchronního souřadného systému. Prostorová geometrie na nadplochách homogenity a úplná 4-rozměrná geometrie, Robertsonova-Walkerova metrika. Základní kosmologické modely - kvalitativní diskuse.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK