Co to jest promieniowanie grawitacyjne? Szymon Charzyński KMMF UW

Podobne dokumenty
Co to jest promieniowanie grawitacyjne? Szymon Charzyński KMMF UW

Spis treści. Przedmowa PRZESTRZEŃ I CZAS W FIZYCE NEWTONOWSKIEJ ORAZ SZCZEGÓLNEJ TEORII. 1 Grawitacja 3. 2 Geometria jako fizyka 14

Fale grawitacyjne. Michał Bejger, Centrum Astronomiczne PAN. Spotkania z astronomia /

Czarna dziura obszar czasoprzestrzeni, którego, z uwagi na wpływ grawitacji, nic, łącznie ze światłem, nie może opuścić.

Czarne dziury. Grażyna Karmeluk

Podstawy fizyki sezon 1 VII. Pole grawitacyjne*

Udana detekcja fal grawitacyjnych była poprzedzona prowadzonymi przez sto lat pracami teoretycznymi, w których brali udział także Polacy.

Czy da się zastosować teorię względności do celów praktycznych?

Nowe przełomowe odkrycia w astronomii fal grawitacyjnych

Mikrosoczewkowanie grawitacyjne. Dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytet Wrocławski

Wykrycie fal grawitacyjnych

Rozważania rozpoczniemy od fal elektromagnetycznych w próżni. Dla próżni równania Maxwella w tzw. postaci różniczkowej są następujące:

Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury.

Gwiazdy neutronowe. Michał Bejger,

LHC i po co nam On. Piotr Traczyk CERN

Podstawy elektrodynamiki / David J. Griffiths. - wyd. 2, dodr. 3. Warszawa, 2011 Spis treści. Przedmowa 11

Księgarnia PWN: David J. Griffiths - Podstawy elektrodynamiki

Najbardziej zwarte obiekty we Wszechświecie

Soczewkowanie grawitacyjne

Wielcy rewolucjoniści nauki

Rozkład nauczania fizyki w klasie II liceum ogólnokształcącego w Zespole Szkół nr 53 im. S. Sempołowskiej rok szkolny 2015/2016

UWAGI O ROZUMIENIU CZASU I PRZESTRZENI

Podstawy astrofizyki i astronomii

Oddziaływania fundamentalne

Widmo fal elektromagnetycznych

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Narodziny astronomii fal grawitacyjnych. Andrzej Królak

Fale grawitacyjne. T.Lesiak

Rozkład nauczania fizyki w klasie II liceum ogólnokształcącego w Zespole Szkół nr 53 im. S. Sempołowskiej

Podstawy fizyki sezon 1 VII. Pole grawitacyjne*

Feynmana wykłady z fizyki. [T.] 1.1, Mechanika, szczególna teoria względności / R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands. wyd. 7.

Grawitacja. Fizyka zjawisk grawitacyjnych jest zatem nauką mającą dwa obszary odgrywa ważną rolę zarówno w zakresie największych, jak i najmniejszych

Plan Zajęć. Ćwiczenia rachunkowe

DYNAMIKA dr Mikolaj Szopa

Uogólniony model układu planetarnego

Fizyka. Program Wykładu. Program Wykładu c.d. Kontakt z prowadzącym zajęcia. Rok akademicki 2013/2014. Wydział Zarządzania i Ekonomii

Spis treści. Tom 1 Przedmowa do wydania polskiego 13. Przedmowa 15. Wstęp 19

Galaktyki aktywne II. Przesłanki istnienia,,centralnego silnika'' Dyski akrecyjne Czarne dziury

Teoria Wielkiego Wybuchu FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

3. Model Kosmosu A. Einsteina

Plan wynikowy. z fizyki dla klasy pierwszej liceum profilowanego

FIZYKA Podręcznik: Fizyka i astronomia dla każdego pod red. Barbary Sagnowskiej, wyd. ZamKor.

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Przeszłość i perspektywy protofizyki

Ruch czarnej dziury w gromadzie kulistej

140. ROCZNICA URODZIN ALBERTA EINSTEINA

GRAWITACJA MODUŁ 6 SCENARIUSZ TEMATYCZNY LEKCJA NR 2 FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY WIRTUALNE LABORATORIA FIZYCZNE NOWOCZESNĄ METODĄ NAUCZANIA.

Światło fala, czy strumień cząstek?

Plan realizacji materiału z fizyki.

Pole elektromagnetyczne. Równania Maxwella

Rola superkomputerów i modelowania numerycznego we współczesnej fzyce. Gabriel Wlazłowski

Fizyka. Program Wykładu. Program Wykładu c.d. Literatura. Rok akademicki 2013/2014

ver grawitacja

Astronomia. Znając przyspieszenie grawitacyjne planety (ciała), obliczyć możemy ciężar ciała drugiego.

LHC: program fizyczny

Formalizm skrajnych modeli reakcji

Compact Muon Solenoid

18. Siły bezwładności Siła bezwładności w ruchu postępowych Siła odśrodkowa bezwładności Siła Coriolisa

Treści nauczania (program rozszerzony)- 25 spotkań po 4 godziny lekcyjne

Solitony i zjawiska nieliniowe we włóknach optycznych

SPIS TREŚCI ««*» ( # * *»»

Dr Tomasz Płazak. CIEMNA ENERGIA DOMINUJĄCA WSZECHŚWIAT (Nagroda Nobla 2011)

To dopiero początek obserwacji wykonywanych przez sieć pracujących wspólnie detektorów Virgo i LIGO, mówi David Shoemaker z MIT, rzecznik konsorcjum L

Budowa Galaktyki. Materia rozproszona Rozkład przestrzenny materii Krzywa rotacji i ramiona spiralne

PODSTAWY FIZYKI - WYKŁAD 2 DYNAMIKA: MASA PED SIŁA MOMENT PEDU ENERGIA MECHANICZNA. Piotr Nieżurawski.

Materiały do laboratorium Przygotowanie Nowego Wyrobu dotyczące metody elementów skończonych (MES) Opracowała: dr inŝ.

BADANIE INTERFERENCJI MIKROFAL PRZY UŻYCIU INTERFEROMETRU MICHELSONA

Tak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman ( ) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd.

Supermasywne czarne dziury

Stulecie fal grawitacyjnych. Polskie Towarzystwo Elektrotechniki Teoretycznej i Stosowanej

Fale grawitacyjne nowe okno na Wszechświat

Rozładowanie promieniowaniem nadfioletowym elektroskopu naładowanego ujemnie, do którego przymocowana jest płytka cynkowa

Soczewkowanie grawitacyjne

Oddziaływanie podstawowe rodzaj oddziaływania występującego w przyrodzie i nie dającego sprowadzić się do innych oddziaływań.

Co ma wspólnego czarna dziura i woda w szklance?

FIZYKA KLASA I LO LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO wymagania edukacyjne

Badanie uporządkowania magnetycznego w ultracienkich warstwach kobaltu w pobliżu reorientacji spinowej.

Jan Awrejcewicz- Mechanika Techniczna i Teoretyczna. Statyka. Kinematyka

Fizyka - opis przedmiotu

Materiał jest podany zwięźle, konsekwentnie stosuje się w całej książce rachunek wektorowy.

WYMAGANIA EDUKACYJNE FIZYKA STOSOWANA II Liceum Ogólnokształcące im. Adama Asnyka w Bielsku-Białej

Sztuczny satelita Ziemi. Ruch w polu grawitacyjnym

Soczewki grawitacyjne narzędziem Kosmologii

Elementy fizyki relatywistycznej

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

W3-4. Praca i energia mechaniczna. Zasada zachowania energii mechanicznej.

Supermasywne czarne dziury

fizyka w zakresie podstawowym

Elektrodynamika #

Zasady dynamiki Newtona. Ilość ruchu, stan ruchu danego ciała opisuje pęd

ROZKŁAD MATERIAŁU Z FIZYKI W PIERWSZYCH KLASACH TECHNIKUM

Ogólna Teoria Względności

Zasady względności w fizyce

FIZYKA-egzamin opracowanie pozostałych pytań

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

Laboratorium Informatyki Optycznej ĆWICZENIE 3. Dwuekspozycyjny hologram Fresnela

Zasady dynamiki Isaak Newton (1686 r.)

OPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz

Kinematyka, Dynamika, Elementy Szczególnej Teorii Względności

Transkrypt:

Co to jest promieniowanie grawitacyjne? Szymon Charzyński KMMF UW

Ogólna teoria względności

Ogólna Teoria Względności Ogólna Teoria Względności opisuje grawitację jako zakrzywienie czasoprzestrzeni. 1915

Geometria krzywych powierzchni Przykład: powierzchnia Ziemi jest krzywa, ale w małej skali życia codziennego w ogóle tego nie zauważamy. Doświadczamy tego dopiero jak podróżujemy nadużych dystansach. Możemy nawet objechać ją dookoła i wrócić do tego samego punktu.

Teoria względności

Stacjonarne rozwiązania OTW 1916 rozwiązanie Schwarzschilda 1963 rozwiązanie Kerra Rozwiązania próżniowe, opisują czasoprzestrzeń na zewnątrz masywnego obiektu, np. czarnej dziury. Rozwiązania są stacjonarne. Nie ma tam żadnego promieniowania.

Czarna dziura czasoprzestrzeń z osobliwością

Falowe rozwiązania OTW 1916 Einstein: fala płaska w zlinearyzowanejotw 1937 Einstein, Rosen: niefizyczne(osobliwe) rozwiązania reprezentujące falę płaską w pełnej OTW 1957 Bondi, Pirani, Robinson: fala płaska w pełnej OTW, tzw. sandwich wave 1957 Trautman:definicja fal z niepłaskim frontem falowym w pełnej OTW, niosących energię. 1960 Trautman, Robinson: rozwiązania opisujące fale grawitacyjne od źródeł zlokalizowanych w ograniczonym obszarze.

Co to jest fala grawitacyjna?

Co to jest fala grawitacyjna?

Dwie polaryzacje fali grawitacyjnej +

Problem dwóch ciał w teorii Newtona

Problem dwóch ciał w teorii Newtona

Problem dwóch ciał w teorii Newtona

Problem dwóch (?) ciał w OTW Brak analitycznych rozwiązań. Pole grawitacyjne unosi energię, pęd, moment pędu w pewnym sensie stanowi trzeci fizyczny obiekt. Dla wystarczająco dużej separacji składników układu podwójnego działają przybliżenia postnewtonowskie. Energia i pęd są unoszone przez fale grawitacyjne. W tym przybliżeniu promieniowanie stanowi małe zaburzenie do ruchu newtonowskiego. Przez dziesiątki lat próby numerycznego rozwiązywania równań Einsteina dla silnych pól kończyły się niepowodzeniem.

Pulsar PSR B1913+16 odkryty w 1974 przez Russela Hulse'a i Josepha Taylora (nagroda Nobla 1993) Obserwacje pośrednie

Pulsar SR B1913+16

Problem dwóch (?) ciał w OTW Masy punktowe -> czarne dziury Trzy fazy: inspiral, merger, ringdown Problemy: Osobliwości czarnych dziur, Problem wielu skal: silne i szybko zmienne pola wokół czarnych dziur z jednej strony i potrzeba symulowania dużej objętości, żeby uwzględnić efekty falowe, Numeryczna niestabilność zdyskretyzowanych równań Einsteina.

2005 -Pierwsza symulacja zlania się czarnych dziur 2005: Pretorius, 2006: Campanelli et al., Baker et al. Problem osobliwości został rozwiązany poprzez wycięcie osobliwości (singylarity excision),lub metodę poruszających się nakłuć (moving puncture). Adaptacyjne zagęszczanie siatki (adaptive mesh refinement) jest wykorzystywane do symulowania różnych obszarów z różnymi rozdzielczościami. Metoda BSSN (Baumgarte-Shapiro-Shibata-Nakamura) okazała się być numerycznie najbardziej stabilnym sformułowaniem rozkładu 3+1 dla równań Einsteina i jest wykorzystywana do dyskretyzacji równań ewolucji czasoprzestrzeni. Metoda BSSN jest modyfikacją formalizmu ADM (Arnowitt-Deser-Misner) z lat sześćdziesiątych.

Symulacje numeryczne

Symulacje numeryczne

Symulacje numeryczne

Symulacje numeryczne

Odrzut grawitacyjny

Odrzut grawitacyjny W zależności od stosunku mas i konfiguracji spinów składników układu podwójnego, czarna dziura powstała po w wyniku zlania się pary czarnych dziur, może uzyskać pęd o wartości kilkuset, a nawet kilku tysięcy km/s. Możliwe jest uzyskanie prędkości przekraczającej prędkość ucieczki z galaktyki.

Wzorce do porównywania z obserwacjami

Wzorce do porównywania z obserwacjami

Detektor LIGO Działa od 2002 roku. Dwa detektory dzieli 3000 km.

Detektor LIGO Ramiona interferometru mają długość 4 km. Spodziewana zmiana długości ramion = 10 18 m.

Pierwsza detekcja GW150914 Detekcja: 14 września 2015 Ogłoszenie: 11 lutego 2016

www.deltami.edu.pl