Obecná teorie relativity

Garant předmětu:

Boris Tomášik

Přednášející:

Boris Tomášik

Cvičící:

Jakub Štěrba

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

Cílem předmětu je obeznámit se se základy obecné teorie relativity jakož i jejími aplikacemi, hlavně v kosmologii. Studenti se obeznámí s východisky obecné teorie relativity. Součástí je vysvětlení nutného matematického aparátu diferenciální geometrie. Jsou odvozeny klasické výsledky, jako precese Merkuru, gravitační posun frekvence světla a zakřivení světelných paprsků. Posluchači se obeznámí se Schwarzschildovou metrikou a s řešením vedoucím na černé díry. V části věnované aplikaci do kosmologie se studenti obeznámí s metrikou Friedmana-Robertsona-Walkera a dynamikou vývoje vesmíru.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Východiska obecné teorie relativity, Einsteinův princip ekvivalence, Lokálně inerciální soustavy

2.Zakřivené prostory ve více rozměrech, Riemannovy prostory, Metrika, tenzory, geodetiky

3.Riemannův tenzor křivosti, tenzor energie-hybnosti, Einsteinovy rovnice

4.Schwarzschildova metrika, Birkhoffův teorém, geodetiky a trajektorie fotonu ve Schwarzschildově metrice

5.Experimentální testy obecné teorie relativity: gravitační posuv frekvence světla, precese Merkuru, gravitační odklonění světla, gravitační čočky

6.Černé díry

7.Rotující černé díry

8.Gravitační vlny

9.Friedmanova-Robertsonova-Walkerova metrika

10.Kosmologické modely

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] M.P. Hobson, G.P. Efstathiou, A.N. Lasenby: General Relativity, An Introduction for Physicists, Cambridge UP, Cambridge, 2006

[2] R.H. Price: General Relativity Primer, American Journal of Physics 50 (1982) 300

Doporučená literatura:

[3] W. Rindler: Relativity (Special, General, and Cosmological), 2 edition, Oxford University Press, New York, 2006

[4] L. Ryder: Introduction to General Relativity, Cambridge UP, Cambridge, 2009

[5] A. Zee, Einstein Gravity in a Nutshell, Princeton University Press, 2013

[6] K. Kuchař, Základy obecné teorie relativity, Academia, Praha, 1968

[7] G. t’Hooft: Introduction to General Relativity, Rinton Press, Princeton, 2001

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Jaderná a částicová fyzika (povinně volitelný předmět)