Teoria Względności. Czarne Dziury

Podobne dokumenty
GRAWITACJA. przyciągają się wzajemnie siłą proporcjonalną do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalną do kwadratu ich odległości r.

Prawo powszechnego ciążenia Newtona

Fizyka 1- Mechanika. Wykład 10 7.XII Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Energia w geometrii Schwarzshilda

Pole grawitacyjne. Definicje. Rodzaje pól. Rodzaje pól... Notatki. Notatki. Notatki. Notatki. dr inż. Ireneusz Owczarek.

Szczególna i ogólna teoria względności (wybrane zagadnienia)

II.6. Wahadło proste.

Plan wykładu. Rodzaje pól

cz.2 dr inż. Zbigniew Szklarski

Wykład FIZYKA I. 8. Grawitacja. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Energia potencjalna jest energią zgromadzoną w układzie. Energia potencjalna może być zmieniona w inną formę energii (na przykład energię kinetyczną)

Szczególna i ogólna teoria względności (wybrane zagadnienia)

Oddziaływania fundamentalne

cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Wstęp. Prawa zostały znalezione doświadczalnie. Zrozumienie faktu nastąpiło dopiero pod koniec XIX wieku.

Wykłady z Fizyki. Grawitacja

dr inż. Zbigniew Szklarski

Siła tarcia. Tarcie jest zawsze przeciwnie skierowane do kierunku ruchu (do prędkości). R. D. Knight, Physics for scientists and engineers

Moment pędu w geometrii Schwarzshilda

- substancje zawierające swobodne nośniki ładunku elektrycznego:

Wykłady z Fizyki. Magnetyzm

WPROWADZENIE. Czym jest fizyka?

Czarnodziurowy Wszechświat a ziemska grawitacja

ROZWIĄZUJEMY PROBLEM RÓWNOWAŻNOŚCI MASY BEZWŁADNEJ I MASY GRAWITACYJNEJ.

XXXVII OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP III Zadanie doświadczalne

Pola siłowe i ich charakterystyka

LITERATURA Resnick R., Holliday O., Acosta V., Cowan C. L., Graham B. J., Wróblewski A. K., Zakrzewski J. A., Kleszczewski Z., Zastawny A.

Siły centralne, grawitacja (I)

Zasady dynamiki ruchu obrotowego

Fizyka 10. Janusz Andrzejewski

ver grawitacja

Teoria Względności. Kosmologia Relatywistyczna

Fizyka 9. Janusz Andrzejewski

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

POLE MAGNETYCZNE W PRÓŻNI. W roku 1820 Oersted zaobserwował oddziaływanie przewodnika, w którym płynął

Guma Guma. Szkło Guma

Wykład: praca siły, pojęcie energii potencjalnej. Zasada zachowania energii.

Fizyka mało znana. Słynne paradoksy fizyki

Ruch obrotowy. Wykład 6. Wrocław University of Technology

20 ELEKTROSTATYKA. PRAWO COULOMBA.

= ± Ne N - liczba całkowita.

3b. ELEKTROSTATYKA. r r. 4πε. 3.4 Podstawowe pojęcia. kqq0 E =

Cieplne Maszyny Przepływowe. Temat 8 Ogólny opis konstrukcji promieniowych maszyn wirnikowych. Część I Podstawy teorii Cieplnych Maszyn Przepływowych.

PRĄD ELEKTRYCZNY I SIŁA MAGNETYCZNA

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Pole magnetyczne. 5.1 Oddziaływanie pola magnetycznego na ładunki. przewodniki z prądem Podstawowe zjawiska magnetyczne

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Wykład Pojemność elektryczna. 7.1 Pole nieskończonej naładowanej warstwy. σ-ładunek powierzchniowy. S 2 E 2 E 1 y. ds 1.

cz.1 dr inż. Zbigniew Szklarski

BRYŁA SZTYWNA. Umowy. Aby uprościć rozważania w tym dziale będziemy przyjmować następujące umowy:

MECHANIKA OGÓLNA (II)

Pęd, d zasada zac zasad a zac owan owan a p a p du Zgod Zg n od ie n ie z d r d u r g u im g pr p a r wem e N ew e tona ton :

Wykłady z Fizyki. Hydromechanika

Wykłady z Fizyki. Ciało Stałe

Fizyka elektryczność i magnetyzm

Teoria Względności. Podstawy

Zjawisko indukcji. Magnetyzm materii.

23 PRĄD STAŁY. CZĘŚĆ 2

Jak policzyć pole magnetyczne? Istnieją dwie metody wyznaczenia pola magnetycznego: prawo Biot Savarta i prawo Ampera.

Czarnodziurowy Wszechświat a dwu-potencjalność pola grawitacyjnego

Grawitacyjna energia potencjalna gdy U = 0 w nieskończoności. w funkcji r

WYKŁAD 1. W przypadku zbiornika zawierającego gaz, stan układu jako całości jest opisany przez: temperaturę, ciśnienie i objętość.

Elektrostatyka. + (proton) - (elektron)

Energia kinetyczna i praca. Energia potencjalna

Metody optymalizacji. dr inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

POLE MAGNETYCZNE ŹRÓDŁA POLA MAGNETYCZNEGO

KOOF Szczecin: Komitet Główny Olimpiady Fizycznej. Andrzej Wysmołek Komitet Główny Olimpiady Fizycznej, IFD UW.

Wykłady z Fizyki. Teoria Względności

POLE MAGNETYCZNE ŹRÓDŁA POLA MAGNETYCZNEGO

XXI OLIMPIADA FIZYCZNA ( ). Stopień III, zadanie teoretyczne T1. Źródło: XXI i XXII OLIMPIADA FIZYCZNA, WSiP, Warszawa 1975 Andrzej Szymacha,

11. DYNAMIKA RUCHU DRGAJĄCEGO

Atom wodoru w mechanice kwantowej

L(x, 0, y, 0) = x 2 + y 2 (3)

IV.2. Efekt Coriolisa.

Fizyka mało znana. Zasady zachowania w fizyce

E4. BADANIE POLA ELEKTRYCZNEGO W POBLIŻU NAŁADOWANYCH PRZEWODNIKÓW

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

29 Rozpraszanie na potencjale sferycznie symetrycznym - fale kuliste

Grzegorz Kornaś. Powtórka z fizyki

Rys. 1. Ilustracja modelu. Oddziaływanie grawitacyjne naszych ciał z masą centralną opisywać będą wektory r 1

DODATEK 6. Pole elektryczne nieskończenie długiego walca z równomiernie rozłożonym w nim ładunkiem objętościowym. Φ = = = = = π

Coba, Mexico, August 2015

dr inż. Zbigniew Szklarski

8. PŁASKIE ZAGADNIENIA TEORII SPRĘŻYSTOŚCI

Wykład 5: Dynamika. dr inż. Zbigniew Szklarski

XI. RÓWNOWAGA I SPRĘŻYSTOŚĆ

podsumowanie (E) E l Eds 0 V jds

Geodezja fizyczna. Siła grawitacji. Potencjał grawitacyjny Ziemi. Modele geopotencjału. Dr inż. Liliana Bujkiewicz. 23 października 2018

Zadanie 1. Zadanie 2. Sprawdzam dla objętości, że z obwarzanków mogę posklejać całą kulę o promieniu R: r = {x, y, z}; A = * Cross r, B

dr inż. Zbigniew Szklarski

Podstawy elektrotechniki

Na skutek takiego przemieszcznia ładunku, energia potencjalna układu pole-ładunek zmienia się o:

KONKURS Z MATEMATYKI DLA UCZNIÓW SZKÓŁ PODSTAWOWYCH

Fizyka. Wykład 2. Mateusz Suchanek

Wykłady z Fizyki. Elektromagnetyzm

Wykłady z Fizyki. Optyka

Zależność natężenia oświetlenia od odległości

Transkrypt:

Teoia Względności Zbigniew Osiak Czane Dziuy 11

Zbigniew Osiak (Tekst) TEORIA WZGLĘD OŚCI Czane Dziuy Małgozata Osiak (Ilustacje)

Copyight by Zbigniew Osiak (tt) and Małgozata Osiak (illustations) Wszelkie pawa zastzeżone. Rozpowszechnianie i kopiowanie całości lub części publikacji zabonione bez pisemnej zgody autoa tekstu i autoki ilustacji. Potet autoa zamieszczony na okładkach pzedniej i tylnej Rafał Pudło Wydawnictwo: Self Publishg ISBN: 978-83-7-3447-6 e-mail: zbigniew.osiak@live.com

Wykład 11 TEORIA WZGLĘD OŚCI Czane Dziuy d Zbigniew Osiak Potety wykonała Małgozata Osiak

Plan wykładu 06 Ojcowie gawitacji Pawo gawitacji Newtona 10 Pawo gawitacji Gaussa 11 Równanie pola i ównania uchu Poissona 1 Dwupotencjalność stacjonanego pola gawitacyjnego 13 Ogólna Teoia Względności I powstała Ogólna Teoia Względności (OTW) 19 Podstawowe postulaty OTW 0 OTW i gawitacja 1 Równania pola w OTW Równania uchu cząstki póbnej w OTW 3 Rozwiązanie zewnętzne Schwazschilda 5 Czane dziuy Masy źódłowe 7 Czana dziua 8

Plan wykładu 07 Tafna nazwa 9 Pomienie Schwazschilda óżnych obiektów 30 Jak powstają czane dziuy? 31 Antygawitacja Antygawitacja 33 Czana dziua z otoczką antygawitacyjną 34 Poponowane doświadczenie 36 Potony jako czane dziuy Poton jako czana dziua z otoczką antygawitacyjną 38 Potony związane gawitacyjnie 39 Obym nie miał acji 40 Sukcesy i poażki Teoii Wielkiego Wybuchu Kosmologiczne ozwiązanie Fiedmana 4 Wielki Wybuch 43

Plan wykładu 08 Paadoks fotometyczny Olbesa 44 Obsewacje i pawo Hubble a 45 Mikofalowe pomieniowanie tła 46 Satelita COBE 47 Pzyspieszający Wszechświat 49 Sukcesy i poażki Teoii Wielkiego Wybuchu 51 Wszechświat jako czana dziua Paadoks fotonowy 53 Czy fotony maja pamięć? 55 Jak zdefiować poczewienienie? 57 Nasz Wszechświat jako czana dziua z otoczką antygawitacyjną 58 Równania Twócy achunku tensoowego 63 Tenso kzywizny Ricciego i symbole Chistoffela 65 Kontawaiantny tenso metyczny 66

Ojcowie gawitacji 09

Pawo gawitacji ewtona 10 Watość pzyspieszenia gawitacyjnego swobodnej cząstki na zewnątz źódłowej masy, któą stanowi jednoodna kula, maleje odwotnie do kwadatu odległości od centum tej kuli. Isaac Newton (164-177)

Pawo gawitacji Gaussa 11 Z pawa Gaussa wynika, że wewnątz jednoodnej kuli watość pzyspieszenia gawitacyjnego ośnie liowo z odległością od centum, gdzie jest ówna zeu. Cal F. Gauss (1777-1855)

Równanie pola i ównania uchu Poissona 1 W teoii Poissona pole gawitacyjne schaakteyzowane jest pzez podanie w każdym punkcie pzestzeni jednej wielkości nazywanej potencjałem gawitacyjnym. Znając potencjały gawitacyjne, można wyznaczyć pzyspieszenie swobodnej cząstki. Siméon Poisson (1781-1840) ϕ x + ϕ y + ϕ z = 4πGρ Równanie pola d dt x µ = ϕ x µ Równania uchu

Dwupotencjalność stacjonanego pola gawitacyjnego 13 Z fizyki klasycznej wiadomo, że bezwzględna watość pzyspieszenia gawitacyjnego w centum jednoodnej kuli o stałej gęstości jest ówna zeu, waz ze wzostem odległości od śodka ośnie liowo, osiągając maksymalną watości na powiezchni kuli, pzy dalszym wzoście odległości maleje odwotnie kwadatowo. Aby w amach OTW uzyskać analogiczny wynik, należy zauważyć, że stacjonane pole gawitacyjne jest polem dwupotencjalnym. W fizyce klasycznej wygodnie jest posługiwać się tylko jednym potencjałem, znikającym nieskończenie daleko od centum źódłowej masy. Z. Osiak: Antygawitacja. Self Publishg (01) www.vitualo.pl

Dwupotencjalność stacjonanego pola gawitacyjnego 14 Równanie Poissona dla potencjału wewnątz źódłowej masy óżni się od klasycznego ównania Poissona tylko znakiem pawej stony, dla potencjału na zewnątz źódłowej masy nie tzeba wpowadzać żadnej popawki. ϕ x + ϕ y + ϕ z = 4πGρ, 0 < R, lim 0 ϕ = 0 ϕ x + ϕ y + ϕ z = 0, R, lim ϕ = 0 Z. Osiak: Antygawitacja. Self Publishg (01) www.vitualo.pl

a a a ~ k Dwupotencjalność stacjonanego pola gawitacyjnego ~ = gadϕ = kgadϕ, ~ = gadϕ = kgadϕ 4 = π G ρ, ϕ = π G ρ, a 3 3 + 1 na zewnątz źódlowych mas = 1 wewnątz źódlowych mas 0, < R, R, lim ϕ 0 lim ϕ = = = 0 0 GM, ϕ = GM 15 Na powiezchni kuli mamy ϕ ϕ = GM R, a a = 0 Z. Osiak: Antygawitacja. Self Publishg (01) www.vitualo.pl

Dwupotencjalność stacjonanego pola gawitacyjnego 16 ϕ ϕ GM = 3 R GM =,, 0 R, < R, lim ϕ lim ϕ 0 = 0 = 0 ϕ 0 ϕ R ϕ GM R GM R Z. Osiak: Antygawitacja. Self Publishg (01) www.vitualo.pl

Dwupotencjalność stacjonanego pola gawitacyjnego 17 a a a GM = 3 R GM,, 0 R < R R a a Z. Osiak: Antygawitacja. Self Publishg (01) www.vitualo.pl

Ogólna Teoia Względności 18

I powstała Ogólna Teoia Względności (OTW) 19 5 listopada 1915 na posiedzeniu Kólewskiej Puskiej Akademii Nauk Albet Este pzedstawił pacę Równania pola gawitacyjnego. Kończyła ona twający osiem lat etap twozenia Ogólnej Teoii Względności. Albet Este (1879-1955) A. Este: Die Feldgleichungen de Gavitation. Sitzungsbeichte de Königlich Peussischen Akademie de Wissenschaften, 48 (1915) 844-847. Równania pola gawitacyjnego.

Podstawowe postulaty OTW 0 Postulat 1 (zasada stałości maksymalnej watości pędkości) Maksymalna watość pędkości ozchodzenia się sygnałów jest taka sama we wszystkich układach odniesienia. Postulat (ogólna zasada względności) Deficje wielkości fizycznych oaz pawa (ównania) fizyki można tak sfomułować, aby ich ogólna postać była taka sama we wszystkich układach odniesienia. Postulat 3 (ównania metyki, ównania pola gawitacyjnego) Metyka czasopzestzeni jest zależna od gęstości enegii wszelakiej postaci (w tym enegii ównoważnej masie). Składowe tensoa metycznego są ozwiązaniami ównań pola. Postulat 4 (zasada ównoważności) Masa ecyjna jest ówna masie gawitacyjnej.