velikost textu

Physics of extended objects in strong gravitational fields

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Physics of extended objects in strong gravitational fields
Název v češtině:
Fyzika nebodových objektů v silných gravitačních polích
Typ:
Diplomová práce
Autor:
Bc. Vítek Veselý
Vedoucí:
RNDr. Martin Žofka, Ph.D.
Oponent:
Georgios Loukes Gerakopoulos, Dr.
Id práce:
200293
Fakulta:
Matematicko-fyzikální fakulta (MFF)
Pracoviště:
Ústav teoretické fyziky (32-UTF)
Program studia:
Fyzika (N1701)
Obor studia:
Teoretická fyzika (FTF)
Přidělovaný titul:
Mgr.
Datum obhajoby:
11. 9. 2019
Výsledek obhajoby:
Výborně
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
trajektorie testovacích těles, nelokální interakce, gravitační pole kompaktních objektů, pohyb oscilujících těles
Klíčová slova v angličtině:
test-body trajectories, non-local interaction, gravitational fields of compact objects, motion of oscillating bodies
Abstrakt:
Zabýváme se několika různými modely nebodových těles v gravitačních polích. Nejprve blíže prozkoumáme model oscilujícího tělesa tvaru činky zvaného „kluzák“ či „glider.“ K integraci pohybových rovnic použijeme novou nezávislou metodu. Podobnou metodu aplikujeme na problém pružiny radiálně padající v newtonovském gravitačním poli. Určíme posun jejího těžiště vůči referenční částici a kritickou hodnotu pružinové konstanty, při které pružina nedokáže překonat působení slapových sil. Uvedeme důvody, proč je relativistická verze kluzákového modelu nevhodná k popisu tělesa v kritických režimech. Dále ukážeme, že Dixonova teorie nebodových těles předpovídá geodetický pohyb těžiště v maximálně symetrických prostoročasech. Dokážeme, že systém volných testovacích částic lze popsat zachovávajícím se tenzorem energie a hybnosti a spočítáme posun kluzákového modelu v maximálně symetrických prostoročasech, což vede ke sporu s Dixonovou teorií. Musíme tedy znovu připustit, že model kluzáku nedává správné předpovědi pro pohyb popsaného tělesa v relativistickém případě. Na závěr studujeme model nebodového tělesa tvořeného interagujícími částicemi, které splňuje předpoklady Dixonovy teorie. Spočítáme posuny tohoto modelu vůči referenční trajektorii a ukážeme, že efekt „plavání“ vymizí. Odhadneme numerickou chybu výpočtů určením posunů tohoto modelu vůči referenční trajektorii v maximálně symetrických prostoročasech.
Abstract v angličtině:
We study several different models of extended bodies in gravitational fields. Firstly, we revisit the glider model of a dumbbell-like oscillating body. We develop an independent scheme to integrate the equations of motion. We study the radial fall of a Newtonian spring, calculate the position shifts of the spring and find the critical value of the spring constant which cannot overcome the tidal forces. We argue that the relativistic glider model is unphysical due to its behaviour in the critical regions. Secondly, we show that Dixon’s theory of extended bodies predicts a geodesic motion of the centre of mass in maximally symmetric spacetimes. We prove that a system of test particles can be described by a conserved stress-energy tensor and we evaluate the position shifts of the glider model in the maximally symmetric spacetimes, showing its disagreement with Dixon’s theory. We thus conclude again that the glider model must be rejected. And thirdly, we study a model of an extended body consisting of interacting particles, which is in accord with Dixon's theory. We calculate the position shifts for this model and show that the model does not predict any measurable swimming effect. Finally, we estimate the numerical error of the calculation by finding the position shifts of the model in maximally symmetric spacetimes.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Bc. Vítek Veselý 4.82 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Bc. Vítek Veselý 100 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Bc. Vítek Veselý 96 kB
Stáhnout Posudek vedoucího RNDr. Martin Žofka, Ph.D. 113 kB
Stáhnout Posudek oponenta Georgios Loukes Gerakopoulos, Dr. 40 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby doc. RNDr. Jiří Langer, CSc. 152 kB