Einsteinove rovnice. obrázkový úvod do Všeobecnej teórie relativity. Pavol Ševera. Katedra teoretickej fyziky a didaktiky fyziky

Σχετικά έγγραφα
Zrýchľovanie vesmíru. Zrýchľovanie vesmíru. o výprave na kraj vesmíru a čo tam astronómovia objavili

Elektromagnetické pole

Hranice poznania. Aristoteles ( p.n.l.), Aristarchos ( p.n.l.),... Vesmír = slnečná sústava (sféry planét + sféra stálic), geocentrizmus

O matematike, fyzike a vôbec (fyzika v kocke)

Základné poznatky molekulovej fyziky a termodynamiky

MIDTERM (A) riešenia a bodovanie

Prechod z 2D do 3D. Martin Florek 3. marca 2009

Priamkové plochy. Ak každým bodom plochy Φ prechádza aspoň jedna priamka, ktorá (celá) na nej leží potom plocha Φ je priamková. Santiago Calatrava

Gauss, Stokes, Maxwell. Vektorski identiteti ( ),

4. Zapiši Eulerjeve dinamične enačbe za prosto osnosimetrično vrtavko. ω 2

PP-talasi sa torzijom

Matematika 2. časť: Analytická geometria

Čo sme vedeli pred 100 rokmi a čo vieme dnes z hľadiska časticovej fyziky

FORD KA KA_202054_V2_2013_Cover.indd /06/ :51

#%" )*& ##+," $ -,!./" %#/%0! %,!

M6: Model Hydraulický systém dvoch zásobníkov kvapaliny s interakciou

Gramatická indukcia a jej využitie

Termodynamika. Doplnkové materiály k prednáškam z Fyziky I pre SjF Dušan PUDIŠ (2008)

Kozmológia. Vladimír Balek. (prednáška pre 5.roč. ftf) xxxxxx. xxxxxx. xxxxxx. xxxxx

Matematika Funkcia viac premenných, Parciálne derivácie

Matematika prednáška 4 Postupnosti a rady 4.5 Funkcionálne rady - mocninové rady - Taylorov rad, MacLaurinov rad

VÝVOJ VESMÍRU A JEHO BUDÚCNOSŤ

Start. Vstup r. O = 2*π*r S = π*r*r. Vystup O, S. Stop. Start. Vstup P, C V = P*C*1,19. Vystup V. Stop

ss rt çã r s t Pr r Pós r çã ê t çã st t t ê s 1 t s r s r s r s r q s t r r t çã r str ê t çã r t r r r t r s

Bubliny, kvapky a krivosti

24. Základné spôsoby zobrazovania priestoru do roviny

Kontrolné otázky na kvíz z jednotiek fyzikálnych veličín. Upozornenie: Umiestnenie správnej a nesprávnych odpovedí sa môže v teste meniť.

Dinamika krutog tijela ( ) Gibanje krutog tijela. Gibanje krutog tijela. Pojmovi: C. Složeno gibanje. A. Translacijsko gibanje krutog tijela. 14.

FORD ST _ST_Range_V2_2015MY.indd FC1-FC3 06/11/ :29:57

! "# $ % $&'& () *+ (,-. / 0 1(,21(,*) (3 4 5 "$ 6, ::: ;"<$& = = 7 + > + 5 $?"# 46(A *( / A 6 ( 1,*1 B"',CD77E *+ *),*,*) F? $G'& 0/ (,.

Physique des réacteurs à eau lourde ou légère en cycle thorium : étude par simulation des performances de conversion et de sûreté


Motivácia Denícia determinantu Výpo et determinantov Determinant sú inu matíc Vyuºitie determinantov. Determinanty. 14. decembra 2010.

Život vedca krajší od vysnívaného... s prírodou na hladine α R-P-R

r r t r r t t r t P s r t r P s r s r r rs tr t r r t s ss r P s s t r t t tr r r t t r t r r t t s r t rr t Ü rs t 3 r r r 3 rträ 3 röÿ r t

c 4 (1) Robertson Walker (x 0 = ct) , R 2 (t) = R0a 2 2 (t) (2) p(t) g = (3) p(t) g 22 p(t) g 33

Akvizicija tereta. 5660t. Y= masa drva, X=masa cementa. Na brod će se ukrcati 1733 tona drva i 3927 tona cementa.

Polarizacija. Procesi nastajanja polarizirane svjetlosti: a) refleksija b) raspršenje c) dvolom d) dikroizam

DESKRIPTÍVNA GEOMETRIA

2). : 1).. 2). &. 3).. /

Metodicko pedagogické centrum. Národný projekt VZDELÁVANÍM PEDAGOGICKÝCH ZAMESTNANCOV K INKLÚZII MARGINALIZOVANÝCH RÓMSKYCH KOMUNÍT

transformacija j y i x x promatramo dva koordinatna sustava S i S sa zajedničkim ishodištem z z Homogene funkcije Ortogonalne transformacije

2. Dva hmotné body sa navzájom priťahujú zo vzdialenosti r silou 12 N. Akou silou sa budú priťahovať zo vzdialenosti r/2? [48 N]

Súradnicová sústava (karteziánska)

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

FYZIKA DUSˇAN OLCˇA K - ZUZANA GIBOVA - OL GA FRICˇOVA Aprı l 2006

= (2)det (1)det ( 5)det 1 2. u

Úvod. Na čo nám je numerická matematika? Poskytuje nástroje na matematické riešenie problémov reálneho sveta (fyzika, biológia, ekonómia,...

SLOVENSKO maloobchodný cenník (bez DPH)

Kontrolné otázky z jednotiek fyzikálnych veličín

Š Š Œ Š Œ ƒˆ. Œ. ϵ,.. ÊÏ,.. µ ±Ê

Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského, Bratislava. Sylabus 1. výberového sústredenia IJSO

Reverzibilni procesi

➆t r r 3 r st 40 Ω r t st 20 V t s. 3 t st U = U = U t s s t I = I + I

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

m i N 1 F i = j i F ij + F x


UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

Heslo vypracoval: RNDr. Ladislav Hric, CSc. Astronomický ústav Slovenskej akadémie vied

Računarska grafika. Rasterizacija linije

Sarò signor io sol. α α. œ œ. œ œ œ œ µ œ œ. > Bass 2. Domenico Micheli. Canzon, ottava stanza. Soprano 1. Soprano 2. Alto 1

Orientácia na Zemi a vo vesmíre

Vzorce a definície z fyziky 3. ročník

Veliine u mehanici. Rad, snaga i energija. Dinamika. Meunarodni sustav mjere (SI) 1. Skalari. 2. Vektori - poetak. 12. dio. 1. Skalari. 2.

( , 2. kolokvij)

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

ƒˆˆ-ˆœ œ Ÿ ˆ ˆ Š ˆˆ ƒ ˆ ˆˆ

Fyzika. Úvodný kurz pre poslucháčov prvého ročníka bakalárskych programov v rámci štúdia geológie Druhá prednáška mechanika (1)

Řečtina I průvodce prosincem a začátkem ledna prezenční studium

SEMINAR IZ KOLEGIJA ANALITIČKA KEMIJA I. Studij Primijenjena kemija

6 Gravitačné pole. 6.1 Keplerove zákony

M8 Model "Valcová a kužeľová nádrž v sérií bez interakcie"

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

Mate Vijuga: Rijeseni zadaci iz matematike za srednju skolu

rs r r â t át r st tíst Ó P ã t r r r â

ΚΩΝΣΤΑΝΤΟΠΟΥΛΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ (ΟΛΥΜΠΙΑΚΗ ΦΛΟΓΑ ΠΥΡΓΟΥ ) ΜΑΝΤΙΚΑΣ ΕΜΜΑΝΟΥΗΛ (Ο ΜΑΚΕΔΑΝΟΣ) ΣΚΡΙΒΑΝΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ (DO-LING-SUNG ΚΑΛΑΜΑΤΑΣ)

DRUGI KOLOKVIJUM IZ MATEMATIKE 9x + 6y + z = 1 4x 2y + z = 1 x + 2y + 3z = 2. je neprekidna za a =

KONVEKSNI SKUPOVI. Definicije: potprostor, afin skup, konveksan skup, konveksan konus. 1/5. Back FullScr

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

ΓΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΑΝ. Εικόνα 1. Φωτογραφία του γαλαξία μας (από αρχείο της NASA)

4 Dynamika hmotného bodu

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΙΜΑ ΣΧΕΤΙΚΙΣΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΣΕ ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΑΣΤΕΡΕΣ

KATALÓG KRUHOVÉ POTRUBIE

Monitoring mikrobiálnych pomerov pôdy na kalamitných plochách Tatier

X x C(t) description lagrangienne ( X , t t t X x description eulérienne X x 1 1 v x t

A) gravitačné pole, Newtonov gravitačný zákon

Aritmetički i geometrijski niz


QUALITY & RELIABILITY AE

Microscopie photothermique et endommagement laser

Matematický zápis Maxwellových rovníc ( história zápisu v matematike )

2 μ Gauss 1. Equation Chapter 1 Section 1 GAUSS GAUSS

PRUŽNOSŤ A PEVNOSŤ PRE ŠPECIÁLNE INŽINIERSTVO

HONDA. Έτος κατασκευής


Symetrie a zákony zachovania v Nambuovej mechanike

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΟΥ

Transcript:

Einsteinove rovnice obrázkový úvod do Všeobecnej teórie relativity Pavol Ševera Katedra teoretickej fyziky a didaktiky fyziky

(Pseudo)historický úvod Gravitácia / Elektromagnetizmus

(Pseudo)historický úvod Gravitácia / Elektromagnetizmus Newton (1687) F = κ m 1m 2 r 2

(Pseudo)historický úvod Gravitácia / Elektromagnetizmus Newton (1687) F = κ m 1m 2 r 2 Najlepšia fyzikálna teória vôbec

(Pseudo)historický úvod Gravitácia / Elektromagnetizmus Newton (1687) F = κ m 1m 2 r 2 Najlepšia fyzikálna teória vôbec záhada chýbajúcej planéty (1859 1916)

(Pseudo)historický úvod Gravitácia / Elektromagnetizmus Newton (1687) F = κ m 1m 2 r 2 Coulomb (1785) F = k q 1q 2 r 2 Najlepšia fyzikálna teória vôbec záhada chýbajúcej planéty (1859 1916)

(Pseudo)historický úvod Gravitácia / Elektromagnetizmus Newton (1687) F = κ m 1m 2 r 2 Najlepšia fyzikálna teória vôbec záhada chýbajúcej planéty (1859 1916) Coulomb (1785) F = k q 1q 2 r 2 Maxwellove rovnice (1864)

(Pseudo)historický úvod Gravitácia / Elektromagnetizmus Newton (1687) F = κ m 1m 2 r 2 Najlepšia fyzikálna teória vôbec záhada chýbajúcej planéty (1859 1916) Coulomb (1785) F = k q 1q 2 r 2 Maxwellove rovnice (1864) Špeciálna teória relativity (1905)

(Pseudo)historický úvod Gravitácia / Elektromagnetizmus Newton (1687) F = κ m 1m 2 r 2 Najlepšia fyzikálna teória vôbec záhada chýbajúcej planéty (1859 1916) Coulomb (1785) F = k q 1q 2 r 2 Maxwellove rovnice (1864) Špeciálna teória relativity (1905) Čo teraz s gravitáciou?

(Pseudo)historický úvod Gravitácia / Elektromagnetizmus Newton (1687) F = κ m 1m 2 r 2 Najlepšia fyzikálna teória vôbec záhada chýbajúcej planéty (1859 1916) Coulomb (1785) F = k q 1q 2 r 2 Maxwellove rovnice (1864) Špeciálna teória relativity (1905) Čo teraz s gravitáciou? Galilei (1604) vol ný pád: všetko padá s rovnakým zrýchlením

Einsteinov bláznivý nápad

Einsteinov bláznivý nápad

Einsteinov bláznivý nápad Einstein (1907) Gravitácia neexistuje, to podlaha zrýchl uje smerom nahor

Einsteinov bláznivý nápad Einstein (1907) Gravitácia neexistuje, to podlaha zrýchl uje smerom nahor naša vzt ažná sústava je neinerciálna

Einsteinov bláznivý nápad Einstein (1907) Gravitácia neexistuje, to podlaha zrýchl uje smerom nahor naša vzt ažná sústava je neinerciálna vol né častice = vol ne padajúce

Problémy s Einsteinovým nápadom Zem stále rovnako vel ká

Problémy s Einsteinovým nápadom Zem stále rovnako vel ká vzájomné zrýchlenie padajúcich telies

Problémy s Einsteinovým nápadom Zem stále rovnako vel ká vzájomné zrýchlenie padajúcich telies

Riešenie: časopriestor je zakrivený

Riešenie: časopriestor je zakrivený krivost nerozvinutel nost do roviny

Riešenie: časopriestor je zakrivený krivost nerozvinutel nost do roviny zmena vnútornej geometrie

Riešenie: časopriestor je zakrivený krivost nerozvinutel nost do roviny zmena vnútornej geometrie

Riešenie: časopriestor je zakrivený krivost nerozvinutel nost do roviny zmena vnútornej geometrie čo sa rozvinút dá (približne): malý kúsok plochy

Riešenie: časopriestor je zakrivený krivost nerozvinutel nost do roviny zmena vnútornej geometrie čo sa rozvinút dá (približne): malý kúsok plochy úzky pásik

Riešenie: časopriestor je zakrivený krivost nerozvinutel nost do roviny zmena vnútornej geometrie čo sa rozvinút dá (približne): malý kúsok plochy úzky pásik

Riešenie: časopriestor je zakrivený krivost nerozvinutel nost do roviny zmena vnútornej geometrie čo sa rozvinút dá (približne): malý kúsok plochy úzky pásik geodetiky (čiže priamky)

Riešenie: časopriestor je zakrivený krivost nerozvinutel nost do roviny zmena vnútornej geometrie čo sa rozvinút dá (približne): malý kúsok plochy úzky pásik geodetiky (čiže priamky) vzájomné zrýchlenie geodetík

Všeobecná teória relativity Gravitácia neexistuje, to podlaha zrýchl uje smerom nahor

Všeobecná teória relativity Gravitácia neexistuje, to podlaha zrýchl uje smerom nahor... a časopriestor je zakrivený

Všeobecná teória relativity Gravitácia neexistuje, to podlaha zrýchl uje smerom nahor... a časopriestor je zakrivený časopriestor

Všeobecná teória relativity Gravitácia neexistuje, to podlaha zrýchl uje smerom nahor... a časopriestor je zakrivený časopriestor lokálne rozvinutel ný do Minkowského časopriestoru

Všeobecná teória relativity Gravitácia neexistuje, to podlaha zrýchl uje smerom nahor... a časopriestor je zakrivený časopriestor lokálne rozvinutel ný do Minkowského časopriestoru krivost je určená hmotou

Všeobecná teória relativity Gravitácia neexistuje, to podlaha zrýchl uje smerom nahor... a časopriestor je zakrivený časopriestor lokálne rozvinutel ný do Minkowského časopriestoru krivost je určená hmotou ako? Einsteinove rovnice

Einsteinove rovnice

Einsteinove rovnice Geometrická verzia Plocha sféry s polomerom r : S = 4πr 2 r S < 4πr 2

Einsteinove rovnice Geometrická verzia Plocha sféry s polomerom r : S = 4π r 2, S = 4πr 2 r r = κ 3c 2 M r S < 4πr 2

Einsteinove rovnice Geometrická verzia Plocha sféry s polomerom r : S = 4π r 2, S = 4πr 2 r r = κ 3c 2 M r S < 4πr 2 Dynamická verzia Gaussov zákon pre gravitačné zrýchlenie: div g = 4πκρ g

Einsteinove rovnice Geometrická verzia Plocha sféry s polomerom r : S = 4π r 2, S = 4πr 2 r r = κ 3c 2 M r S < 4πr 2 Dynamická verzia Gaussov zákon pre gravitačné zrýchlenie: div g = 4πκρ ( div g = 4πκ ρ + p ) x + p y + p z c 2 g

Tlak vyvoláva gravitáciu: div g = 4πκ ( ρ + 3p/c 2)

Tlak vyvoláva gravitáciu: div g = 4πκ ( ρ + 3p/c 2) stabilita hviezd tlak prispieva ku gravitácii hviezdy sú menej stabilné

Tlak vyvoláva gravitáciu: div g = 4πκ ( ρ + 3p/c 2) stabilita hviezd tlak prispieva ku gravitácii hviezdy sú menej stabilné rozpínajúci sa vesmír dominuje tmavá energia (p = ρc 2 ): ρ + 3p/c 2 < 0

Tlak vyvoláva gravitáciu: div g = 4πκ ( ρ + 3p/c 2) stabilita hviezd tlak prispieva ku gravitácii hviezdy sú menej stabilné rozpínajúci sa vesmír dominuje tmavá energia (p = ρc 2 ): ρ + 3p/c 2 < 0 gravitácia je odpudivá

Tlak vyvoláva gravitáciu: div g = 4πκ ( ρ + 3p/c 2) stabilita hviezd tlak prispieva ku gravitácii hviezdy sú menej stabilné rozpínajúci sa vesmír dominuje tmavá energia (p = ρc 2 ): ρ + 3p/c 2 < 0 gravitácia je odpudivá exponenciálne rozpínanie (inflácia)

Tlak vyvoláva gravitáciu: div g = 4πκ ( ρ + 3p/c 2) stabilita hviezd tlak prispieva ku gravitácii hviezdy sú menej stabilné rozpínajúci sa vesmír dominuje tmavá energia (p = ρc 2 ): ρ + 3p/c 2 < 0 gravitácia je odpudivá exponenciálne rozpínanie (inflácia) 3 r r = 4πκ( ρ + 3p/c 2) const.

Odvodenie Einsteinových rovníc Gaussov zákon a krivost

Odvodenie Einsteinových rovníc Gaussov zákon a krivost 1. krivost ako otočenie: δ u u nov. u st. a b δ u = R( a, b) u

Odvodenie Einsteinových rovníc Gaussov zákon a krivost 1. krivost ako otočenie: δ u u nov. u st. a b δ u = R( a, b) u 2. zrýchlenie ako krivost x u u x δ u g = x = u = R( u, x) u

Odvodenie Einsteinových rovníc Gaussov zákon a krivost 1. krivost ako otočenie: δ u u nov. u st. a b δ u = R( a, b) u 2. zrýchlenie ako krivost x u u x δ u g = x = u = R( u, x) u 3. div g, čiže stopa krivosti, čiže Ricciho tenzor div g = Ric( u, u)

Odvodenie Einsteinových rovníc Gaussov zákon a krivost 1. krivost ako otočenie: δ u u nov. u st. a b δ u = R( a, b) u 2. zrýchlenie ako krivost x u u x δ u g = x = u = R( u, x) u 3. div g, čiže stopa krivosti, čiže Ricciho tenzor div g = Ric( u, u) div g = 4πκρ Ric = 4πκT

Odvodenie Einsteinových rovníc oprava Gaussovho zákona à la Maxwell Maxwell a Ampérov zákon rot B = j

Odvodenie Einsteinových rovníc oprava Gaussovho zákona à la Maxwell Maxwell a Ampérov zákon rot B = j + E t

Odvodenie Einsteinových rovníc oprava Gaussovho zákona à la Maxwell Maxwell a Ampérov zákon rot B = j + E t identita divrot = 0; div j = 0 div j + ρ/ t = 0

Odvodenie Einsteinových rovníc oprava Gaussovho zákona à la Maxwell Maxwell a Ampérov zákon rot B = j + E t identita divrot = 0; div j = 0 div j + ρ/ t = 0 Einstein a Gaussov zákon Ric = 4πκT

Odvodenie Einsteinových rovníc oprava Gaussovho zákona à la Maxwell Maxwell a Ampérov zákon rot B = j + E t identita divrot = 0; div j = 0 div j + ρ/ t = 0 Einstein a Gaussov zákon Ric = 4πκT + 4πκ(T (TrT)g)

Odvodenie Einsteinových rovníc oprava Gaussovho zákona à la Maxwell Maxwell a Ampérov zákon rot B = j + E t identita divrot = 0; div j = 0 div j + ρ/ t = 0 Einstein a Gaussov zákon Ric = 4πκT + 4πκ(T (TrT)g) identita divric = gradσ/2, Σ = TrRic divt = grad(trt)/2 divt = 0

Chýbajúci polomer

Chýbajúci polomer 1. Odklon geodetík t ɛ + t3 6 R( u, ɛ) u

Chýbajúci polomer 1. Odklon geodetík t ɛ + t3 6 R( u, ɛ) u 2. Krivost a plocha sféry det (t ɛ t ɛ + t36 ) R( u, ɛ) u = 1 + Tr...

Chýbajúci polomer 1. Odklon geodetík t ɛ + t3 6 R( u, ɛ) u 2. Krivost a plocha sféry det (t ɛ t ɛ + t36 ) R( u, ɛ) u = 1 + Tr... ds = ds E ( 1 t2 6 Ric( u, u) )

Chýbajúci polomer 1. Odklon geodetík t ɛ + t3 6 R( u, ɛ) u 2. Krivost a plocha sféry det (t ɛ t ɛ + t36 ) R( u, ɛ) u = 1 + Tr... ds = ds E ( 1 t2 6 Ric( u, u) ) ) S(r) = S E (r) (1 r2 3 6 Σ

Chýbajúci polomer 1. Odklon geodetík t ɛ + t3 6 R( u, ɛ) u 2. Krivost a plocha sféry det (t ɛ t ɛ + t36 ) R( u, ɛ) u = 1 + Tr... ds = ds E ( 1 t2 6 Ric( u, u) ) ) S(r) = S E (r) (1 r2 3 6 Σ 3. Einsteinove rovnice a plocha sféry Σ = 16πκρ

Chýbajúci polomer 1. Odklon geodetík t ɛ + t3 6 R( u, ɛ) u 2. Krivost a plocha sféry det (t ɛ t ɛ + t36 ) R( u, ɛ) u = 1 + Tr... ds = ds E ( 1 t2 6 Ric( u, u) ) ) S(r) = S E (r) (1 r2 3 6 Σ 3. Einsteinove rovnice a plocha sféry Σ = 16πκρ δr = κ 3c 2 M

Ďakujem za pozornost