Insegnamento GENERAL RELATIVITY

Corso
Fisica
Codice insegnamento
A003096
Sede
PERUGIA
Curriculum
Astrofisica e astroparticelle
Docente
Marta Orselli
Docenti
  • Marta Orselli
Ore
  • 42 ore - Marta Orselli
CFU
6
Regolamento
Coorte 2023
Erogato
2023/24
Attività
Affine/integrativa
Ambito
Attività formative affini o integrative
Settore
FIS/02
Tipo insegnamento
Opzionale (Optional)
Tipo attività
Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento
Inglese
Contenuti
Studio delle soluzioni esatte delle equazioni di Einstein di buco nero in 4 dimensioni. Buchi neri di Kerr. Termodinamica dei buchi neri. Onde gravitazionali. Cenni di Cosmologia
Testi di riferimento
S. M. Carroll, Spacetime and Geometry, Addison Wesely (2004).
S. Weinberg, Gravitation and Cosmology, Wiley (1972).
Obiettivi formativi
L’obiettivo principale dell'insegnamento è quello di fornire agli studenti le basi per risolvere i principali problemi di Relatività Generale.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
Conoscenza delle soluzioni delle equazioni di Einstein.
Conoscenza delle soluzioni di buco nero, in particolare di quelli ruotanti, soluzione di Kerr.
Termodinamica dei buchi neri
Onde gravitazionali
Le principali abilità acquisite saranno:
Saper descrivere le conseguenze fisiche di spazi curvi.
Saper discutere simmetrie e proprietà di soluzione delle equazioni di Einstein.
Prerequisiti
Conoscenze relative al corso di Introduzione alla relatività generale.
Metodi didattici
Lezioni frontali, con l'ausilio di un tablet
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame orale
Programma esteso
Richiami di relatività generale (dal corso di Introduzione alla relativita' generale).
Le equazioni di Einstein.
Metrica a simmetria sferica.
Metrica di Schwarzschild.
Enunciato del teorema di Birkhoff.
Geodetiche di tipo tempo e luce nella geometria di Schwarzschild.
Deviazione dei raggi di luce ed il time-delay; Orizonte degli eventi.
Coordinate di Kruskal; cenno sul significato del concetto di Black-Hole.
Singolarità e collasso gravitazionale in relatività generale.
Soluzione delle equazioni di Einstein per buchi neri ruotanti.
Buchi neri di Kerr. Definizione di ipersuperficie null. Fenomeno del frame dragging. Velocità angolare dei buchi neri.
Definizione di Massa ADM e Momento Angolare ADM per Schwarzschild e Kerr.
Spazio-tempo di Rindler e surface gravity per Schwarzschild e Kerr..
Area dell’event horizon. Teorema dell'area di Hawking.
Leggi della meccanica dei buchi neri.
Processo di Penrose. Processo di Penrose in co-moving coordinates.
Leggi della termodinamica dei buchi neri e temperatura di Hawking.
Verifica sperimentale del teorema dell'area di Hawking con l'evento GW150914.
Temperatura di Unruh ed effetto Unhru.
Leggi della termodinamica dei buchi neri. Entropia dei buchi neri.
Principio olografico.Hawking information loss paradox e tentativi di risoluzione.
Storia delle onde gravitazionali. Descrizione degli apparati sperimentali. Equazioni di Einstein generalizzate.
Formula di quadrupolo.
Formalismo di Blanchet-Damour.
Cenni di Cosmologia.
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